JPH04364275A - 磁気ディスク装置の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボ方式、特にセク
タサーボ方式等のデータ面サーボ方式を用いる磁気ディ
スク装置（ＨＤＤ）の速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスク装置における磁気ヘ
ッドの位置決め制御には、磁気ヘッドを目標トラックに
移動させるためのアクセス制御、および目標トラックの
中心に磁気ヘッドを位置決めするためのトラックフォロ
ーイング制御がある。なお、アクセス制御は磁気ヘッド
の移動速度を制御することから、速度制御とも呼ばれて
いる。速度制御では、磁気ヘッドが目標トラックに到達
するまでの距離に対応する目標速度が予め設定され、そ
の設定された目標速度に磁気ヘッドの実際の移動速度を
一致させるような制御が行われる。

【０００３】例えばセクタサーボ方式の磁気ディスク装
置における速度制御について説明する。磁気記録録媒体
である磁気ディスクは、セクタサーボ方式の磁気ディス
ク装置に用いられるようにフォーマットされている。こ
の磁気ディスクの表面および裏面の双方は情報を記録す
るデータ面であり、その各データ面には同心円上に情報
を記録するトラックが設けられている。さらに、各トラ
ックは、複数のセクタに分割されている。各セクタは、
磁気ヘッドを位置決めするためのサーボ情報を予め記録
しておくサーボエリアと、ユーザがデータの読出し／書
込みを行なうデータエリアとに区分けされている。サー
ボエリアには、そのセクタが存在するトラックの絶対位
置を示すトラックアドレス情報、および磁気ヘッドをそ
のセクタが存在するトラックの中心に位置決めするため
のバースト情報が予め記録されている。

【０００４】磁気ヘッドが磁気ディスクからこのバース
ト情報を読出した後、信号処理することで、磁気ヘッド
がトラックの中心からどれだけずれているかを示すアナ
ログ信号が得られる。このアナログ信号は、電圧値が磁
気ヘッドのずれ量を示し、その極性がずれの方向を示す
。このバースト情報は、磁気ヘッドのトラックフォロー
イング制御の場合に用いられる。磁気ヘッドの位置決め
のためのバースト情報についての詳細は、一例として米
国特許公報４，７９４，４６９号に記載されている。

【０００５】トラックアドレス情報は、磁気ヘッドの速
度制御時に用いられる。すなわち、磁気ヘッドの目標ト
ラックに対する移動中において、いま磁気ヘッドが磁気
ディスクのあるトラックのあるセクタから読出したトラ
ックアドレス情報と、このトラックアドレス情報より一
つ前に読出したトラックアドレス情報とから磁気ヘッド
が移動した距離がわかる。この移動距離と２つのトラッ
クアドレス情報を読出した時間差とから磁気ヘッドの移
動速度が得られる。

【０００６】このようなセクタサーボ方式では、磁気ヘ
ッドの位置データであるトラックアドレス情報および磁
気ヘッドの移動速度は、離散的にしか得ることができな
い。すなわち、１セクタ時間毎にしか得ることができな
い。この１セクタ時間とは、磁気ディスクの１回転に要
する時間を１トラック当たりに存在するセクタの数で除
算して得た数値で定義される。換言すると、この１セク
タ時間とは、トラックアドレス情報のサンプルタイミン
グとも言える。したがって、磁気ヘッドによるサーボデ
ータのサンプルタイミングによって、磁気ヘッドが目標
トラックに到達した時における磁気ヘッドの位置および
移動速度が大きくばらつくことになる。詳しくは、磁気
ヘッドが目標トラックのセクタのサーボエリアからトラ
ックアドレス情報を読出すことができ、磁気ヘッドが目
標トラックに到着したことが検出できた時点の磁気ヘッ
ドの位置（目的トラックの中心から磁気ヘッドが位置ず
れしている距離）とその時点の磁気ヘッドの移動速度が
大きくばらつくことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、セク
タサーボ方式の磁気ディスク装置の実際の速度制御にお
いて、トラックフォローイング制御における磁気ヘッド
の位置（目的トラックの中心から磁気ヘッドが位置ずれ
している距離）と移動速度の初期値が大きくばらつくこ
とになる。これにより、トラックフォローイング制御に
おける磁気ヘッドの移動が不安定になり、磁気ヘッドを
目標トラックの中心に位置決めする時間がかかってしま
う。

【０００８】本発明は上記のような点に鑑みなされたも
ので、磁気ヘッドが目標トラックに到達した時点におけ
る磁気ヘッドの位置および移動速度のばらつきを抑制す
ることにより、磁気ヘッドを目標トラックに安定に移動
させると共に、磁気ヘッドが目標トラックの中心に移動
するまでの移動時間を短縮することのできる磁気ディス
ク装置の速度制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段と作用】本発明は、ヘッド
の移動速度と目標速度との誤差速度に基づいてヘッドの
駆動を制御する速度制御装置において、上記ヘッドの目
標速度の時間的変化率に応じてゲインを切替え、この切
替えたゲインと上記誤差速度とに基づいてヘッドを駆動
するようにしたものである。

【００１０】この場合、上記ヘッドの目標速度の時間的
変化率が大きい場合には上記ゲインを上げ、上記時間的
変化率が小さい場合には上記ゲインを下げることを特徴
とする。

【００１１】このような構成により、目標トラック到達
時の速度ばらつきを抑えることができ、速度制御モード
に続くトラックフォローイングモードでの過渡応答性を
向上させることができる。これにより、ヘッド移動時間
の安定化および短縮化が図れる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】まず、本発明の実施例について説明する前
に、図６〜図１７を参照して、磁気ヘッドの位置決め制
御における問題点について説明する。

【００１４】磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位
置決め制御には、磁気ヘッドを目標トラックに移動させ
るための速度制御、および目標トラックの中心に磁気ヘ
ッドを位置決めするためのトラックフォローイング制御
がある。速度制御では、磁気ヘッドが目標トラックに到
達するまでの距離に対応する目標速度が予め設定され、
その設定された目標速度に磁気ヘッドの実際の移動速度
が一致するように、磁気ヘッドを支持したキャリッジを
移動させるボイスコイルモータの制御動作が行われる。

【００１５】磁気ヘッドの移動時間あるいは移動距離を
関数とした目標速度曲線は速度プロフィール曲線とも呼
ばれるが、この速度プロフィール曲線を図６および図７
に示す。図中、ａは正の加速度、ｂは負の加速度である
。図６および図７に示すような加速期間ＡＰ、定速期間
ＣＰおよび減速期間ＤＰのそれぞれに対して速度制御が
行われる。加速期間ＡＰでは、磁気ヘッドの移動速度が
定速期間ＣＰの目標速度Ｖｍａｘ　に達するまで、磁気
ヘッドが正の一定加速度ａ（最大加速度に対応）によっ
て加速される。定速期間ＣＰでは、目標速度Ｖｍａｘが
維持される。減速期間ＤＰでは、磁気ヘッドが負の一定
加速度ｂ（最大加速度の１／２〜１／３に対応）によっ
て減速される。

【００１６】前述したように、磁気ヘッドは速度制御に
よって目標トラックまで移動する。磁気ヘッドが目標ト
ラックに到達した場合、位置決め制御が速度制御からト
ラックフォローイング制御に切替えられる。速度制御か
らトラックフォローイング制御に切り替わった直後の、
換言すると磁気ヘッドが目標トラックに到達したときの
磁気ヘッドの位置と移動速度は、図８に示すように位置
Ｘｚ　（目標トラックの中心からの位置ずれ量）と移動
速度Ｖｚ　である。以後、この位置Ｘｚ　と移動速度Ｖ
ｚ　を初期値とする過渡応答のように磁気ヘッドの位置
と移動速度が制御されて、磁気ヘッドが目標トラツク上
に位置決めされる。従って、磁気ヘッドはできるだけ早
く、しかも安定に目標トラックの中心０に位置決めされ
る必要がある。

【００１７】なお、図中、Ｔｗは目標トラックのトラッ
ク幅、Ｘは磁気ヘッドの目標トラック到達時の状態ベク
トルを示す。また、この図８に示した磁気ヘッドの目標
トラック到達時の状態ベクトルＸは、磁気ヘッドの移動
中、常にサーボデータが読出すことができ、常に磁気ヘ
ッドの位置が検出できるサーボ面サーボ方式の場合のも
のである。

【００１８】図９は図８に示す過渡応答のモデルを示し
ており、この過渡応答モデル（位置Ｘｚ　、移動速度Ｖ
ｚ　）において過渡応答Ｘ（ｓ）は次式で表される。

【００１９】 　　　　　　Ｘ（ｓ）＝（ＳＸｚ　＋Ｖｚ　）／（Ｈ（
ｓ）＋Ｓ２　）　　　　　　　　　　…（１）ここで、
ｒは目標トラック位置、Ｈ（ｓ）は制御システム、１／
Ｓは積分因子、１／Ｓ２　は制御対象を示す。

【００２０】すなわち、過渡応答Ｘ（ｓ）は、Ｘｚ　、
Ｖｚ　を初期値とする位相の異なる振動の和として表さ
れる。従って、過渡応答時間が短く、かつ過渡応答が安
定状態になるためには、Ｘｚ　、Ｖｚ　ができるだけ小
さい値となり、かつ短時間で過渡応答が安定することが
望ましい。しかし、一般に、Ｘｚ　はトラック幅によっ
て決まるので、過渡応答時間のみを考慮した場合、Ｖｚ
　をできるだけ小さく、かつ一定値にすることにより短
時間で磁気ヘッドを位置決めさせる必要がある。

【００２１】ところで、セクタサーボ方式では、磁気ヘ
ッドの位置データであるトラックアドレス情報および磁
気ヘッドの移動速度は、離散的にしか得ることができな
い。すなわち、１セクタ時間毎にしか得ることができな
い。なお、１セクタ時間とは、磁気ディスクの１回転あ
たりの時間を１トラックに存在するセクタの数で割り算
した数値で、この時間毎に磁気ヘッドが磁気ディスクの
サーボエリアからサーボデータを読出せる。

【００２２】従って、図１０に示すように、減速期間Ｄ
Ｐにおいて、磁気ヘッドが目標トラックに到達したとき
に、換言すると、磁気ヘッドが目標トラックのセクタの
サーボエリアからトラックアドレス情報を読出すことが
でき、磁気ヘッドが目標トラックに到着したことが検出
したときに、磁気ヘッドの移動速度が大きい場合には、
サーボデータのサンプルタイミングによって、図８に示
した磁気ヘッドの位置と速度が大きく変動する。セクタ
サーボ方式では、磁気ヘッドが目標トラックのセクタの
サーボエリアからトラックアドレス情報を読出すことが
でき、磁気ヘッドが目標トラックに到着したことを検出
したときの磁気ヘッドの位置は、トラックの中心から図
８に示した位置（トラックの中心からＴｗ／２の位置）
よりトラックの中心に向かってずれた位置である。

【００２３】よって、例えばトラック幅Ｔｗ＝１．５μ
ｍ，加速度ｂ＝−８０ｍ／ｓ２　、１セクタ時間Ｔｓ＝
０．５ｍｓとした場合、磁気ヘッドが目標トラックに到
達した時点における移動速度の変動ΔＶｎおよび位置の
変動ΔＸｎは、次のような値となる。

【００２４】 ΔＶｎ　＝｜ｂ（Ｔｓ　／２）｜ ＝０．０２ｍ／ｓ ΔＸｎ　＝｜ｂ／２・（Ｔｓ　／２）２　｜＝２．５×
１０−６ｍ ＝２．５μｍ これらの変動を小さくするため、磁気ヘッドが目標トラ
ックに到達する直前において速度プロフィール曲線の負
の加速度を減少させることが考えられる。一般に、減速
期間ＤＰにおいて、目標トラックまでの残り距離をｘｒ
　、負の加速度をｂとした場合、目標速度Ｖは次式によ
って表される。

【００２５】 　　　　　　Ｖ＝（２ｂｘｒ　）１／２　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　…（２）これに対して、所定位置ｘａから目
標トラック位置までの残りの距離ｘｒ　に比例した目標
速度を設定する直線近似法が用いられる（図１１参照）
。

【００２６】この方法では、図１１の点線で示すように
、所定位置ｘａから目標トラックに向けて負の加速度を
連続的に減少させることにより、目標速度の変化率が連
続的に減少する。従って、直線近似法における目標速度
Ｖは次式によって表される。

【００２７】 　　　　　　Ｖ＝（Ｖａ／ｘａ）・ｘｒ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　…（３）また、目標トラック到達時における目標到達
速度Ｖ０　は次式から得られる。

【００２８】 　　　　　　Ｖ０　＝（Ｖａ／ｘａ）・（Ｔｗ／２）　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（４）
これにより、目標到達速度Ｖ０　が必要な値となるよう
に所定位置ｘａを設定することができる。

【００２９】図１２は、連続制御、例えばサーボ面サー
ボ方式のようにサーボデータが時間的に連続して得られ
る場合の制御における一般的なモデルを示す図である。 図中、Ｋ０　は制御ゲインである。この制御モデルは、
ｓ平面の原点に１つの極を有する１次モデルであるので
、ランプ入力信号（１次のリファレンス信号ｒｔ）に対
して常に定常誤差Ｅｓｓが生じる。すなわち、磁気ヘッ
ドの加速期間および減速期間におけるリファレンス信号
は、ランプ入力信号であるので、定常誤差Ｅｓｓが生じ
る。しかし、この制御モデルでは、制御ゲインを増加さ
せることにより、定常誤差Ｅｓｓを限りなく零にするこ
とが可能である。さらに、この制御モデルでは、ゲイン
に依存せず、９０゜の位相余裕を有する。図１３および
図１４に、図１２に示す連続制御モデルにおける振幅特
性および位相特性を示す。ここで、定常誤差Ｅｓｓは次
式で表される。

【００３０】

【数１】 これに対して、図１５は、離散的制御、例えばサーボデ
ータが離散的に得られるセクタサーボ方式における制御
の一般的なモデルを示す図である。この離散的制御モデ
ルでは、制御ゲインが増加する場合、すなわち、制御帯
域幅が広くなる場合、零次ホールド（ｚｅｒｏ　ｏｒｄ
ｅｒ　ｈｏｌｄ　、Ｚ．Ｏ．Ｈ）回路によって、その制
御帯域内で位相遅れが生じる。これによって、制御モデ
ルの位相余裕が減少し、制御が不安定となり、発振する
。従って、定常誤差と制御の安定性とは相反関係にある
と言える。図１６および図１７に、図１５に示す制御モ
デルにおける制御対象の振幅および位相特性（Ａ）、零
次ホールド回路の振幅および位相特性（Ｂ）、およびそ
れらの組合せ特性（Ａ＋Ｂ）を示す。

【００３１】上述したように、セクタサーボ方式の速度
制御において直線近似法が用いられた場合、減速期間に
おける所定位置から目標トラックまでの間、すなわち、
直線近似期間で負の加速度が連続的に減少する。ここで
、負の一定加速度である減速期間において目標速度に対
する高い追従性が得られるように制御ゲインが設定され
ている場合、直線近似期間においては、速度制御が不安
定になり、磁気ヘッドが目標トラックに到達したとき、
換言すると、磁気ヘッドが目標トラックのセクタのサー
ボエリアからトラックアドレス情報を読出すことができ
、磁気ヘッドが目標トラックに到着したことが検出でき
たとき、磁気ヘッドの位置（目的トラックの中心から磁
気ヘッドが位置ずれしている距離）とその時点の磁気ヘ
ッドの移動速度が大きくばらつくことになる。一方、直
線近似期間において所定の精度で制御を行うように制御
ゲインを設定した場合、所定位置に達するまでの減速期
間において、磁気ヘッドの目標速度に対する追従性が低
下する。従って、最適に制御ゲインを設定することが困
難である。

【００３２】以上のことから、本発明では、セクタサー
ボ方式の速度制御の減速期間において、目標速度の変化
率、すなわち、負の加速度に応じて制御ゲインを切替え
ることにより、速度制御の向上、安定化を図っている。

【００３３】以下、図１〜図５を参照して本発明の実施
例について説明する。

【００３４】図１は本発明実施例の速度制御モデルを示
す図である。図１において、磁気ヘッドの移動位置ｘと
目標位置ＸＲ　との差、すなわち、残り移動距離Ｘｅを
基にして目標速度曲線から目標速度ＶＲ　が取得される
。取得された目標速度ＶＲ　と磁気ヘッドの移動速度Ｖ
ｍとの差、すなわち、差速度Ｖｅおよび目標速度の変化
率ΔＶＲ　に応じて、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ　）によって制御ゲインＫが切
替えられる。なお、図中、ＫｐおよびＫＴ　／Ｉは、例
えばＫｐ＝８０ｍＡ／Ｖ、ＫＴ／Ｉ＝１０００（ｍ／ｓ
２　）／Ａである。

【００３５】図２は、図１に示す速度制御モデルに対応
する第１実施例の速度制御装置の構成を示す図である。 図２に示すように、セクタサーボ方式の磁気ディスク装
置等に用いられる速度制御装置は、磁気ディスク１０、
磁気ヘッド１１、増幅器１２、位置検出器１３、Ａ／Ｄ
（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１４、ＣＰＵ
１５、ＲＯＭ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ）１
６、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ／ａｎａｌｏｇ）変換器１
７、電力増幅器１８、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１
９およびキャリッジ２２を有する。

【００３６】また、詳細は省略するが、磁気ディスク１
０は、スピンドルモータ１２により回転駆動される。さ
らに、磁気ヘッド１１は、便宜上、１つしか図示しなか
ったが、磁気ディスク１０の両面に対向するように２つ
設けて、キャリッジ２２に取り付けても良い事は言うま
でもない。

【００３７】記録媒体である磁気ディスク１０には、予
め各セクタ毎にサーボデータが記録されている。磁気デ
ィスク１０に対してデータの記録／再生を行う磁気ヘッ
ド１１は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１９の駆動に
よるキャリッジ２２の移動に伴って磁気ディスク１０上
を移動する。増幅器１２は、磁気ヘッド１１からの再生
信号を増幅する。位置検出器１３は、増幅された再生信
号に含まれるサーボデータのうちのトラックアドレス情
報に基づいて、磁気ヘッド１１が現在位置しているトラ
ックの位置（換言すると、トラック番号）を検出し、Ｃ
ＰＵ１５に出力する。また、位置検出器１３は、増幅さ
れた再生信号に含まれるサーボデータのうちのバースト
情報に基づいて、磁気ヘッドが現在位置しているトラッ
クの中心に対してのずれ量に対応するアナログ信号をＡ
／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１４は、入力
したアナログ信号に基づき、トラックの中心に対する磁
気ヘッドのずれ量をディジタル化し、ＣＰＵ１５に出力
する。

【００３８】ＣＰＵ１５は、本装置全体の制御および磁
気ヘッド１１の目標速度の変化率に応じてゲインの切替
えを行う。ＲＯＭ１６は、磁気ヘッド１１の移動距離に
応じた目標速度の速度プロフィール曲線（図７参照）を
示す速度データを記憶する。Ｄ／Ａ変換器１７は、ＣＰ
Ｕ１５からの制御信号を１サンプル時間ホールドし、ホ
ールドした制御信号をアナログ信号に変換する。電力増
幅器１８は、Ｄ／Ａ変換器１７からのアナログ変換され
た制御信号を増幅する。ＶＣＭ１９は、電力増幅器１８
によって増幅された制御信号によって駆動される。

【００３９】ここで、図３に示すフローチャートを参照
して第１実施例の速度制御装置におけるＣＰＵ１５の動
作について説明する。

【００４０】読出／書込される目標トラック（シリンダ
）が決定された場合、磁気ヘッド１１は、決定された目
標トラックに向かって磁気ディスク１０上を移動する。 磁気ヘッド１１の移動中、磁気ディスク１０に予め記録
されているサーボデータが１セクタ時間毎に磁気ヘッド
によって読出される。読出されたサーボデータは増幅器
１２で増幅された後、位置検出器１３に入力される。位
置検出器１３は、増幅された再生信号に含まれるサーボ
データのうちのトラックアドレス情報に基づいて、磁気
ヘッドが現在位置しているトラックの位置（トラック番
号）を検出し、ＣＰＵ１５に出力する。また、位置検出
器１３は増幅された再生信号に含まれるサーボデータの
うちのバースト情報に基づいて、磁気ヘッド１１が現在
位置しているトラックの中心に対してのずれ量に対応す
るアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／Ｄ
変換器１４は、入力したアナログ信号に基づき、トラッ
クの中心に対する磁気ヘッドのずれ量をディジタル化し
、ＣＰＵ１５に出力する。以後、ＣＰＵ１５において、
次のような処理が行われる。

【００４１】ステップＡ１では、位置データが受信され
る。

【００４２】ステップＡ２では、受信された位置データ
を基にして磁気ヘッド１１の移動速度Ｖｍが計算される
。すなわち、位置データは１セクタ時間毎に磁気ディス
ク１０から順次読出されるので、磁気ヘッド１１が磁気
ディスク１０のあるトラックのあるセクタから読出した
トラックアドレス情報と、このトラックアドレス情報よ
り一つ前に読出したトラックアドレス情報とから磁気ヘ
ッド１１が移動した距離が計算される。この計算された
移動距離をサンプル時間（１セクタ時間）で除算するこ
とにより、移動速度Ｖｍが取得される。

【００４３】ステップＡ３では、磁気ヘッド１１の現在
位置と目標トラックの位置から残りのトラック数が取得
され、ＲＯＭ１６に予め記憶されている速度プロフィー
ル曲線を示す速度データを参照して、得られた残りのト
ラック数を磁気ヘッド１１が移動するのに必要な目標速
度ＶＲ　がＲＯＭ１６から読出される。

【００４４】以上のようにして、磁気ヘッド１１の目標
速度ＶＲ　が計算された場合、この目標速度と実際の移
動速度との差、すなわち、差速度が計算され、この差速
度に応じてＣＰＵ１５から制御信号が出力される。本実
施例では、減速期間の所定位置から目標トラックまでの
期間（以下、直線近似期間と呼ぶ）においては直線近似
法により速度制御が行われ、目標速度の変化率に比例し
て連続的に制御ゲインが切替えられる。なお、目標速度
の時間変化率は磁気ヘッドが理想的に移動した場合、指
数関数的に減少する。

【００４５】ステップＡ４では、目標トラックまでの残
り距離が１５トラック以上であるかどうかが判定される
。ステップＡ４において、目標トラックまでの残りの距
離が所定トラック数、例えば１５トラック以上である場
合、すなわち、負の加速度（目標速度の変化率ΔＶＲ　
＝ΔＶ０　）が一定値、例えば１００ｍ／ｓ２　である
場合、制御ゲインはＫ０　に設定される（ステップＡ５
）。 ステップＡ６では、差速度に制御ゲインはＫ０　が乗算
された制御信号ｕ（＝Ｋ０　（ＶＲ　−Ｖｍ））が生成
され、この生成された制御信号ｕがＤ／Ａ変換器１７に
出力される（ステップＡ１０）。

【００４６】ＣＰＵ１５から出力された制御信号ｕは、
Ｄ／Ａ変換器１７によってアナログ信号に変換された後
、電力増幅器１８に入力される。ボイスコイルモータ１
９は、電力増幅器１８で増幅された制御信号ｕによって
駆動される。

【００４７】一方、ステップＡ４において、目標トラッ
クまでの残り距離が１５トラック未満である場合、すな
わち、直線近似期間においては、負の加速度（目標速度
の変化率ΔＶＲ　＝ΔＶｓ）が連続的に減少するような
速度制御が行われる。ステップＡ７では、ＲＯＭ１６に
記憶されている速度プロヒィール曲線を示す速度データ
を参照して、これに基づき目標速度の変化率ΔＶＲ　が
計算される。また、ステップＡ８では、制御ゲインＫが
次式のように計算される。

【００４８】 　　　　　　Ｋ＝（ΔＶｓ／ΔＶ０　）Ｋ０　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　…（７）式（７）からわかるように、ΔＶｓとΔＶ０
　との比に応じて制御ゲインが変化する。すなわち、直
線近似期間においてはΔＶｓが連続的に減少するので、
制御ゲインＫも連続的に減少することになる。ステップ
Ａ９では、差速度に制御ゲインＫが乗算された制御信号
ｕ（＝Ｋ（ＶＲ　−Ｖｍ））が生成され、この生成され
た制御信号ｕがＤ／Ａ変換器１７に出力される（ステッ
プＡ１０）。従って、目標速度の変化率に応じて制御ゲ
インが減少するので、速度制御における追従性を向上さ
せることができる。

【００４９】以上のように、目標速度の変化率に応じて
制御ゲインも連続的に切替えることが望ましいが、実際
には、速度制御が複雑となる。従って、図４に示すフロ
ーチャートのように第１実施例の速度制御装置における
ＣＰＵ１５が動作する。

【００５０】ステップＢ１では、位置データが受信され
る。

【００５１】ステップＢ２では、受信された位置データ
を基にして磁気ヘッド１１の移動速度が計算される。

【００５２】ステップＢ３では、磁気ヘッド１１の現在
位置と目標トラックの位置から残りのトラック数が取得
され、ＲＯＭ１６に予め記憶されている速度プロフィー
ル曲線を示す速度データを参照して、得られた残りのト
ラック数から磁気ヘッド１１が移動するのに必要な目標
速度が計算される。

【００５３】ステップＢ４では、目標トラックまでの残
り距離が１５トラック以上であるかどうかが判定される
。ステップＢ４において、目標トラックまでの残りの距
離が所定トラック数、例えば、１５トラック以上である
場合、すなわち、負の加速度（目標速度の変化率）が１
００ｍ／ｓ２　である場合、制御ゲインが高制御ゲイン
ＫＨ　（＝１０Ｖ／（ｍ／ｓ））に設定される（ステッ
プＢ５）。この場合、目標速度の変化率は一定である。 ステップＢ７では、差速度に制御ゲインＫＨ　が乗算さ
れた制御信号が生成され、この生成された制御信号がＤ
／Ａ変換器１７に出力される。

【００５４】ＣＰＵ１５から出力された制御信号は、Ｄ
／Ａ変換器１７によってアナログ信号に変換された後、
電力増幅器１８に入力される。ボイスコイルモータ１９
は電力増幅器１８で増幅された制御信号によって駆動さ
れる。

【００５５】一方、ステップＢ４において、目標トラッ
クまでの残り距離が１５トラック未満である場合、すな
わち、直線近似期間においては、負の加速度（目標速度
の変化率）が連続的に減少するような速度制御が行われ
る。しかし、直線近似期間においては、制御ゲインは連
続的に切替えられるのではなく、制御ゲインは低制御ゲ
インＫＬ　（＝５Ｖ／（ｍ／ｓ））に設定される（ステ
ップＢ６）。ステップＢ７では、差速度に制御ゲインＫ
Ｌ　が乗算された制御信号が生成され、この生成された
制御信号がＤ／Ａ変換器１７に出力される。

【００５６】従って、目標速度の変化率に応じて制御ゲ
インが２段階に切替えられるので、このようなゲイン切
替によっても速度制御における追従性を向上させること
ができる。

【００５７】このように、目標速度の変化率に応じて制
御ゲインを切替えることにより、目標トラック到達時の
到達速度の変動が小さくなり、トラックフォローイング
制御における過渡応答性が向上する。従って、磁気ヘッ
ドが安定に移動し、磁気ヘッドの移動時間を短縮するこ
とができる。

【００５８】なお、第１実施例の速度制御装置では、制
御ゲインの切替えはＣＰＵ１５によって行われているが
、低ゲインである制御信号が出力される場合、Ｄ／Ａ変
換器１７の量子化誤差が増大するため、目標トラック到
達時の目標到達速度に変動が生じる。この目標到達速度
の変動を小さくするため、図５に示す第２実施例の速度
制御装置が用いられる。

【００５９】第２実施例の速度制御装置では、Ｄ／Ａ変
換器１７と電力増幅器１８との間に、ゲイン切替機能を
有するアナログアンプ２０が配置される。このアナログ
アンプ２０のゲイン切替はＣＰＵ１５から出力されるゲ
イン切替信号によって行われる。以上のような構成によ
って、Ｄ／Ａ変換器１７の量子化誤差を増大させること
なく、制御ゲインを切替えることができる。

【００６０】以上、本発明の実施例について説明したが
、本発明は上記実施例に限定されることなく本発明の要
旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヘッドの
目標速度の変化率に応じて速度系のゲインを切替える構
成としたことにより、目標トラック到達時の速度ばらつ
きを抑えることができ、速度制御モードに続くトラック
フォローイングモードでの過渡応答性を向上させること
ができる。これにより、ヘッド移動時間の安定化および
短縮化が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の速度制御モデルを示す図。

【図２】本発明の第１実施例に係る速度制御装置の構成
を示すブロック図。

【図３】図２に示す速度制御装置の第１の動作を説明す
るためのフローチャート。

【図４】図２に示す速度制御装置の第２の動作を説明す
るためのフローチャート。

【図５】本発明の第２実施例に係る速度制御装置の構成
を示すブロック図。

【図６】磁気ヘッドの移動時間と目標速度との関係を示
す図。

【図７】磁気ヘッドの移動距離と目標速度との関係を示
す図。

【図８】トラックフォローイング制御における過渡応答
を示す図。

【図９】上記過渡応答のモデルを示す図。

【図１０】磁気ヘッドの減速期間における目標トラック
到達までの目標速度と移動距離／移動時間の関係を示す
図。

【図１１】直線近似法による目標速度と移動時間／移動
距離の関係を示す図。

【図１２】連続制御モデルを示す図。

【図１３】上記連続制御モデルの振幅特性を示す図。

【図１４】上記連続制御モデルの位相特性を示す図。

【図１５】離散的制御モデルを示す図。

【図１６】上記離散的制御モデルの振幅特性を示す図。

【図１７】上記離散的制御モデルの位相特性を示す図。

【符号の説明】

１０…磁気ディスク、１１…磁気ヘッド、１２…増幅器
、１３…位置検出器、１４…Ａ／Ｄ変換器、１５…ＣＰ
Ｕ、１６…ＲＯＭ、１７…Ｄ／Ａ変換器、１８…電力増
幅器、１９…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）、２０…ア
ナログアンプ、２１…ボイスコイルモータ、２２…キャ
リッジ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　予めサーボデータが記録されている記
   録媒体と、この記録媒体にデータの記録／再生を行うヘ
   ッドと、このヘッドを上記記録媒体の半径方向に移動さ
   せるヘッド駆動手段と、上記ヘッドから読み出される上
   記サーボデータに基づいて、上記ヘッドの現在位置を示
   す位置情報を生成する位置検出手段と、この位置検出手
   段によって生成された上記位置情報に基づいて、上記ヘ
   ッドの移動速度を検出する移動速度検出手段と、上記位
   置検出手段によって生成された上記位置情報に基づいて
   、上記ヘッドの現在位置から目標トラックまでの距離に
   対応した目標速度を検出する目標速度検出手段と、この
   目標速度検出手段によって検出された上記目標速度と上
   記移動速度検出手段によって検出された上記移動速度と
   の誤差速度を検出する誤差速度検出手段と、上記目標速
   度検出手段によって検出された上記目標速度の時間的変
   化率に応じてそのゲインを切替えると共に、この切替え
   たゲインと上記誤差速度検出手段で検出された上記誤差
   速度とに基づいて上記ヘッド駆動手段を駆動するヘッド
   駆動制御手段とを具備したことを特徴とする磁気ディス
   ク装置の速度制御装置。
2. 【請求項２】　　上記ヘッド駆動制御手段は、上記目標
   速度の時間的変化率が大きい場合には上記ゲインを上げ
   、上記目標速度の時間的変化率が小さい場合には上記ゲ
   インを下げることを特徴とする請求項１記載の磁気ディ
   スク装置の速度制御装置。
3. 【請求項３】　　上記ヘッド駆動制御手段は、ＣＰＵか
   らなり、このＣＰＵが内部演算によって上記ゲインを切
   替えることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク装
   置の速度制御装置。
4. 【請求項４】　　上記ヘッド駆動制御手段は、ＣＰＵお
   よびゲイン切替え機能を有するアナログアンプからなり
   、上記ＣＰＵが上記アナログアンプのゲインを切替える
   ためのゲイン切替え信号を出力することを特徴とする請
   求項１記載の磁気ディスク装置の速度制御装置。