JPH0461428B2 - - Google Patents

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JPH0461428B2
JPH0461428B2 JP27985685A JP27985685A JPH0461428B2 JP H0461428 B2 JPH0461428 B2 JP H0461428B2 JP 27985685 A JP27985685 A JP 27985685A JP 27985685 A JP27985685 A JP 27985685A JP H0461428 B2 JPH0461428 B2 JP H0461428B2
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JP
Japan
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tracks
track
servo head
current
remaining
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JP27985685A
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Japanese (ja)
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JPS62139186A (en
Inventor
Satoru Takahashi
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0461428B2 publication Critical patent/JPH0461428B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【発明の属する技術分野】[Technical field to which the invention pertains]

この発明は電算機の外部記憶装置などとして用
いられるデイスク記憶装置において、サーボヘツ
ド(単にヘツドともいう)を目標トラツク中心に
移動させるための位置決め制御回路に関する。 以下各図の説明において同一の符号は同一また
は相当部分を示す。
The present invention relates to a positioning control circuit for moving a servo head (also simply referred to as a head) to the center of a target track in a disk storage device used as an external storage device for a computer. In the following description of each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【従来技術とその問題点】[Prior art and its problems]

まず第6図〜第8図を用いて従来技術とその問
題点を説明する。 第6図は一般に用いられているこの種の位置決
め制御回路図、第7図は第6図の動作を説明する
ための要部の信号波形図、第8図は第6図のシー
ク動作の特性図である。 この第7図1,2,3はそれぞれ2相信号8
a、ランプ信号6a、トラツクパルス9aの波形
であり、各図の横軸はサーボヘツドSHの位置を
示している。ここで同図1はサーボヘツド出力
SHaを復調回路8に与えて得られる2層信号8
aであり、この実線波形と点線波形の各零クロス
点Pがそれぞれ偶数トラツクと奇数トラツクの各
中心に対応している。また、同図2及び3の実
線、点線の各波形も同図1のそれぞれに対応する
ものである。 また第8図1及び2はそれぞれヘツド速度即ち
サーボヘツドの速度検出信号4a(実線)と速度
指令2a(点線)、及びボイスコイル電流を示す。 次に第7図、第8図を参照しつつ第6図の構成
と動作を説明する。ボイスコイルVCを駆動力源
とするアクチユエータ7上のサーボヘツドSHが
目標トラツクを追跡する、いわゆるシーク動作は
CPUなどからなる論理演算回路1の中のカウン
タCTに目標移動トラツク数NSをプリセツト(但
し移動トラツク数NSがパルス列で与えられる場
合はパルス列をカウント開始)することで開始さ
れる。この時点で、論理演算回路1からモード切
換スイツチSW1に与えられるモード切換え指令
MDが速度制御側(接点aをONとする側)に切
換わり、アナログ速度指令2a(D/Aコンバー
タ2の出力)に従つて速度制御が行われる。即ち
カウンタCTの出力(残トラツク数という)CTa
は目標トラツクまでにサーボヘツドSHが通過す
べき残トラツク数を表わし、この残トラツク数
CTaがその値に応じて速度テーブルSTにより速
度データSDに変換され、更にD/Aコンバータ
2を経て、アナログ速度指令2aとなつて速度制
御回路3に入力される。また速度検出信号4a
は、後で述べる第7図2のランプ信号6a(後述
の位置エラー信号PEとしても用いられる)から
速度演算回路4を介して求められ、同じく速度制
御回路3に対し速度指令2aとの偏差を作る極性
に入力される。 速度制御回路3はこの偏差を調節増巾してアク
チユエータ7のボイスコイルVCに与えアクチユ
エータ7を駆動する。アクチユエータ7上のサー
ボヘツドSHより出力されるサーボヘツド出力
SHaは復調回路8により第7図1のような2相
信号8aに変換される。パルス化回路9はこの2
相信号8aを入力し、サーボヘツドSHの移動中、
トラツク中心を通過するたびに第7図3のような
トラツクパルス9aを出力する。このトラツクパ
ルス9aは偶数トラツク分及び奇数トラツク分と
もに論理演算回路1のカウンタCTに入力され、
先にプリセツトされた目標移動トラツク数NSを
カウントダウンしつつこれを新たな残トラツク数
CTaとして出力させる。 このようにしてカウンタ出力値(残トラツク数
CTa)が減少して行き所定値(一般に1または
0)に達すると、モード切換指令MDが位置制御
側(スイツチSW1の接点bをONとする側)に
切換わり、目標トラツク中心にサーボヘツドSH
を追従させる位置制御の動作に入る。このときの
位置エラー信号PEとして、2相信号8aをラン
プ変換回路6によつて変換した第7図2のような
ランプ信号6aを用いる。但し目標トラツク番号
が偶数か奇数により偶数番号ランプ信号6aEか
奇数番号ランプ信号6aOを選択する。なおこの
ランプ信号6a(6aE,6aO)の波形は、その
ランプ部の零クロス点が当該偶数又は奇数トラツ
クの中心となり、トラツク間隔Gの2倍の周期で
繰返されている。 以上のシーク動作の特性、つまり位置決め制御
動作でのサーボヘツドの速度応答とボイスコイル
電流応答を第8図に示す。即ち一般に種々の制約
により最高速度Vnax、最大電流Inaxが決まる。時
点t0〜t3までが速度制御区間である。このうちt0
からt1までは加速期間で速度指令2aに対して速度
実際値(速度検出信号4a)が小さすぎるため制
御系は飽和し、最大制限電流Inaxで加速してい
る。次に時点t1以降は速度実際値4aは速度指令
値2aに追従しており速度制御が達成されてい
る。このうちt1からt2までは速度指令2aが一定
(最高速度)であるが、残トラツク数が所定値以
下となつたt2からt3までの区間は、残トラツク数
に応じた減速指令となる。 次に今まで述べてきた従来の制御方式について
その問題点を述べる。 第1に第8図に示したようにシーク時の減速時
間(t3−t2)が加速時間(t1−t0)に比べてかな
り長いことが挙げられる。これは既に述べたよう
に加速時には最大制限電流Inaxで加速しているの
に対し、減速時には速度実際値(速度検出信号4
a)を速度指令値2aに正確に追従させる必要か
ら制限系が飽和しないよう速度傾斜をゆるくし、
制限電流以下で減速させるためである。一般に速
度指令2a(従つて速度テーブルST)は余裕をみ
て減速時間(t3−t2)が加速時間(t1−t0)の2
倍程度になるよう決定される。 第2に第7図に示したように位置制御時の位置
エラー信号PEとして用いるランプ信号6aのリ
ニア範囲が±1トラツク間隔G分しかなく、制御
モード切換え時およびトラツク整定中に種々の外
乱によりトラツクを飛び越えてしまうことが考え
られる。 第3としてこの制御方式では広範囲に亘る高精
度速度演算が必要となり、回路が複雑になるとと
もに調整も面倒であるという問題点がある。
First, the prior art and its problems will be explained using FIGS. 6 to 8. Fig. 6 is a generally used positioning control circuit diagram of this type, Fig. 7 is a signal waveform diagram of the main part to explain the operation shown in Fig. 6, and Fig. 8 is a characteristic of the seek operation shown in Fig. 6. It is a diagram. 7, 1, 2, and 3 are two-phase signals 8, respectively.
a, the waveforms of the ramp signal 6a and the track pulse 9a, and the horizontal axis in each figure indicates the position of the servo head SH. Here, Figure 1 shows the servo head output
Two-layer signal 8 obtained by applying SHa to the demodulation circuit 8
a, and the zero crossing points P of the solid line waveform and the dotted line waveform correspond to the centers of the even and odd tracks, respectively. Further, the waveforms indicated by solid lines and dotted lines in FIGS. 2 and 3 also correspond to those in FIG. 1, respectively. Further, FIGS. 1 and 2 show the head speed, that is, the speed detection signal 4a (solid line) of the servo head, the speed command 2a (dotted line), and the voice coil current, respectively. Next, the configuration and operation of FIG. 6 will be explained with reference to FIGS. 7 and 8. The so-called seek operation, in which the servo head SH on the actuator 7 uses the voice coil VC as the driving force source, tracks the target track.
The process is started by presetting the target number of moving tracks NS in the counter CT in the logical operation circuit 1, which includes a CPU (however, if the number of moving tracks NS is given as a pulse train, counting of the pulse train is started). At this point, a mode switching command is given from logic operation circuit 1 to mode switching switch SW1.
The MD switches to the speed control side (the side where contact a is turned on), and speed control is performed according to the analog speed command 2a (output of the D/A converter 2). In other words, the output of the counter CT (referred to as the number of remaining tracks) CTa
represents the number of remaining tracks that the servo head SH must pass before reaching the target track, and this number of remaining tracks is
CTa is converted into speed data SD by a speed table ST according to its value, and further passed through a D/A converter 2 and input into a speed control circuit 3 as an analog speed command 2a. Also, the speed detection signal 4a
is obtained from the ramp signal 6a (also used as a position error signal PE, which will be described later) in FIG. Make polarity input. The speed control circuit 3 adjusts and amplifies this deviation and applies it to the voice coil VC of the actuator 7 to drive the actuator 7. Servo head output from servo head SH on actuator 7
SHa is converted by the demodulation circuit 8 into a two-phase signal 8a as shown in FIG. The pulsing circuit 9 is this 2
Input the phase signal 8a and while the servo head SH is moving,
Each time the track passes through the center of the track, a track pulse 9a as shown in FIG. 7 is output. This track pulse 9a is input to the counter CT of the logic operation circuit 1 for both even and odd tracks.
While counting down the previously preset target number of moving tracks NS, use this as the new number of remaining tracks.
Output as CTa. In this way, the counter output value (number of remaining tracks)
CTa) decreases and reaches a predetermined value (generally 1 or 0), the mode switching command MD is switched to the position control side (the side where contact b of switch SW1 is turned ON), and the servo head SH is moved to the center of the target track.
Starts position control operation to follow. As the position error signal PE at this time, a ramp signal 6a as shown in FIG. 72 obtained by converting the two-phase signal 8a by the ramp conversion circuit 6 is used. However, the even number ramp signal 6aE or the odd number ramp signal 6aO is selected depending on whether the target track number is an even number or an odd number. The waveform of the ramp signal 6a (6aE, 6aO) is such that the zero cross point of the ramp section is the center of the even or odd track, and is repeated at a cycle twice the track interval G. FIG. 8 shows the characteristics of the above seek operation, that is, the speed response of the servo head and the voice coil current response during the positioning control operation. That is, the maximum speed V nax and the maximum current I nax are generally determined by various constraints. The period from time t 0 to time t 3 is the speed control section. Of these, t 0
The period from t1 to t1 is an acceleration period in which the actual speed value (speed detection signal 4a) is too small relative to the speed command 2a, so the control system is saturated and acceleration is performed at the maximum limit current I nax . Next, after time t1 , the actual speed value 4a follows the speed command value 2a, and speed control is achieved. Among these, the speed command 2a is constant (maximum speed) from t 1 to t 2 , but in the section from t 2 to t 3 when the number of remaining trucks is below a predetermined value, a deceleration command is issued according to the number of remaining trucks. becomes. Next, we will discuss the problems with the conventional control methods described so far. First, as shown in FIG. 8, the deceleration time (t 3 -t 2 ) during seek is considerably longer than the acceleration time (t 1 -t 0 ). As mentioned above, when accelerating, the maximum limit current I nax is used to accelerate, whereas when decelerating, the actual speed value (speed detection signal 4
Since it is necessary to make a) accurately follow the speed command value 2a, the speed slope is made gentle so that the restriction system does not become saturated.
This is to decelerate the current below the limit current. Generally speaking, the speed command 2a (therefore, the speed table ST) has a margin in which the deceleration time (t 3 - t 2 ) is equal to 2 times the acceleration time (t 1 - t 0 ).
It is determined that the amount will be approximately doubled. Second, as shown in Fig. 7, the linear range of the ramp signal 6a used as the position error signal PE during position control is only ±1 track interval G, and various disturbances may occur during control mode switching and track settling. It is possible that the vehicle will jump over the truck. Third, this control method requires high-precision speed calculation over a wide range, making the circuit complex and making adjustments troublesome.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

この発明の目的は前述の問題点を解決すること
である。すなわち位置決め動作の高速化、安定化
が計られ、かつ簡素化された制御回路を提供する
ことである。
The purpose of the invention is to solve the aforementioned problems. In other words, it is an object of the present invention to provide a control circuit that speeds up and stabilizes positioning operations and that is simplified.

【発明の要点】[Key points of the invention]

本発明の要点は位置制御モードに入る以前は制
限電流Inaxによる限度一杯の加速、減速及び必要
に応じ電流ゼロの定速の各運転モードを組合せ目
標トラツクの近傍に到達することとして、目標移
動トラツク数からそれぞれの運転モードを切換え
るときの残トラツク数を定めてシーク動作を開始
し、以後刻々演算される残トラツク数を監視しな
がら前記の各運転モードを切換え、次に残トラツ
ク数が1以下となつた後は位置制御モードに入る
が、このモードではさらに位置エラー信号として
従来のランプ信号に、残トラツク数を演算するカ
ウンタ計数値のD/A出力を加算したものを用い
ることにより位置エラー信号のリニア範囲を大幅
に広げ位置制御を容易にすることとした点にあ
る。 換言すれば本発明の要点は、目標トラツクを追
跡するためにサーボヘツドを駆動する駆動力源に
与えられるサーボヘツド駆動力電流(ボイスコイ
ル電流など)を制御する手段(電流制御回路、電
流検出回路など)、 サーボヘツドが目標トラツク中心に到達する迄
に通過すべき全トラツク数としての目標移動トラ
ツク数を設定されるとともに、このトラツクの通
過毎に目標トラツク中心までの残余のトラツク数
に相当する残トラツク数を演算出力する手段(カ
ウンタなど)、 残トラツク数が所定値以下になつたことを判別
して目標トラツク中心をランプ部の零クロス点と
しトラツク間隔の2倍の周期で繰返されるランプ
信号を位置エラー信号としてサーボヘツドの位置
制御を行う手段(論理演算回路、ランプ変換回
路、補償回路、電流制御回路など)を備えたデイ
スク記憶装置(磁気デイスク装置など)におい
て、 サーボヘツド駆動力源電流を所定の制限電流に
保ちつつサーボヘツドを所定速度分加速及び減速
するときの通過トラツク数と前記目標移動トラツ
ク数とに基づいて、前記制限電流によるサーボヘ
ツドの加速及び減速期間並びに必要に応じサーボ
ヘツド駆動力源電流をゼロとする定速期間の各期
間の切換わり点における各残トラツク数を求める
手段(論理演算回路など)と、 該残トラツク数の判別に応じて、前記電流制御
手段に対する電流指令値を切換え、サーボヘツド
についての前記の加速及び減速並びに必要に応じ
定速の各動作を行わせる手段(論理演算回路、モ
ード切換スイツチ、リミツタなど)と、 目標トラツク番号が偶数であるか奇数であるか
に応じ、偶数番号であれば前記の残トラツク数の
うち偶数トラツクの数を、奇数番号であれば前記
の残トラツク数のうち奇数トラツクの数を演算す
るようにして、それぞれの場合に応じた偶/奇番
号・残トラツク数を求める手段(1/2割算器など)
と、 この偶/奇番号・残トラツク数のD/A変換信
号を求める手段(D/Aコンバータなど)とを備
え、 前記の位置制御に入つたのちは、前記ランプ信
号とD/A変換信号との和を新たな位置エラー信
号とするようにした点にある。
The key point of the present invention is that, before entering the position control mode, the target movement is performed by combining the operation modes of full acceleration and deceleration using the limited current Inax , and constant speed with zero current as necessary to reach the vicinity of the target track. The number of remaining tracks when switching each driving mode is determined based on the number of trucks, the seek operation is started, and each driving mode is switched while monitoring the number of remaining tracks calculated every moment. After the following, the position control mode is entered. In this mode, the position error signal is determined by adding the D/A output of the counter count value for calculating the number of remaining tracks to the conventional ramp signal. The main point is that the linear range of the error signal is greatly expanded to facilitate position control. In other words, the gist of the present invention is to provide means (current control circuit, current detection circuit, etc.) for controlling the servo head driving force current (voice coil current, etc.) applied to the driving force source that drives the servo head in order to track a target track. , the target number of moving tracks is set as the total number of tracks that the servo head must pass before reaching the target track center, and the number of remaining tracks corresponding to the remaining number of tracks to the target track center is set each time this track passes. A means (counter, etc.) for calculating and outputting the number of tracks, determines when the number of remaining tracks is less than a predetermined value, and sets the center of the target track as the zero-crossing point of the ramp section, and positions the ramp signal that is repeated at a cycle twice the track interval. In a disk storage device (magnetic disk device, etc.) that is equipped with a means for controlling the position of the servo head as an error signal (logical operation circuit, lamp conversion circuit, compensation circuit, current control circuit, etc.), the servo head drive power source current is limited to a predetermined value. Based on the number of passing tracks and the target number of moving tracks when accelerating and decelerating the servo head by a predetermined speed while maintaining the current, the acceleration and deceleration period of the servo head by the limited current and the servo head driving power source current are set to zero as necessary. a means (such as a logical operation circuit) for determining the number of remaining tracks at each switching point of a constant speed period; means (logical operation circuit, mode changeover switch, limiter, etc.) for performing the above-mentioned acceleration, deceleration, and constant speed operations as necessary, and whether the target track number is an even number or an odd number. If the number is a number, the number of even tracks is calculated from the number of remaining tracks, and if the number is an odd number, the number of odd tracks is calculated from the number of remaining tracks.・Means for calculating the number of remaining tracks (1/2 divider, etc.)
and a means (such as a D/A converter) for obtaining the D/A conversion signal of the even/odd number and remaining track number, and after entering the position control, the ramp signal and the D/A conversion signal are provided. The point is that the sum of the above is used as a new position error signal.

【発明の実施例】[Embodiments of the invention]

以下第1図〜第5図に基づいて本発明の実施例
を説明する。第1図は本発明の一実施例としての
ブロツク回路図で第6図に対応する。また第2図
は同じく第1図内の位置制御回路の細部構成を示
すブロツク回路図、第3図は同じく第1図の位置
エラー信号の説明図、第4図、第5図はそれぞれ
第1図の異なるシーク動作特性図ある。 第1図においては第6図に対し、速度制御回路
が省略され、新たに論理演算回路が1Aに、位置
制御回路が5Aに置換わると同時に、位置エラー
信号PEが新設の位置エラー演算回路11によつ
て与えられる。 次に新たな論理演算回路1Aにおいて、新たな
カウンタCT1は目標移動トラツク数NSをプリセ
ツトされ、目標トラツクの追跡中、トラツクパル
ス9aを入力するたびに、従来と同様、プリセツ
トトラツク数NSをカウントダウンしつつ目標ト
ラツクまでの残余のトラツク数としての残トラツ
ク数CTaを出力するが、もしサーボヘツドが目
標トラツクを行き過ぎ、サーボヘツドの移動方向
が反転した場合には、2層信号8aを介し方向判
別回路13(新設)がサーボヘツドSHの移動方
向の反転を検出するので、カウンタCT1はこの
方向判別信号13aを入力し、以後はトラツクパ
ルス9aをカウントアツプして残トラツク数
CTaを求める。なお、ここで目標移動トラツク
数NSがパルス列で与えられる場合は同時プリセ
ツト方式の代わりに該パルス列をカウントする方
式にすればよい。 またこの論理演算回路1Aには1/2割算器10
が新設されている。この割算器10はカウンタ出
力(残トラツク数CTa)を1/2した上、端数
(0.5)があれば切上げを行う(+1とする)もの
で、目標トラツク番号が偶数(奇数)番号であれ
ば残トラツク数中の偶数(奇数)トラツクの数を
演算する。この割算器10の出力10aは新たに
設けられた位置エラー演算回路11内のD/Aコ
ンバータ12に入力され、その出力信号(D/A
出力信号)12aが従来のランプ信号6aと加算
されて新たな位置エラー信号PEとなり新設の位
置制御回路5Aに入力される。 さらにこの論理演算回路1Aはプリセツトされ
た目標移動トラツク数NSに基づき、予め後述の
ようにモード切換指令MDAとしての制限電流
制限モード指令、制限電流制御モード指令
、位置制御モード指令を出力すべきタイミン
グ(モード切換時点の残トラツク数CTaの値)
を求め、シーク動作中、刻々カウンタCT1から
出力される残トラツク数CTaを監視しながら、
前記の各指令,,を位置制御回路5Aに出
力する。 第2図はこの位置制御回路5Aの構成を示し、
前記モード切換指令MDAとしての制限電流制
限モード指令、制限電流制御モード指令、
位置制御モード指令に応じてそれぞれモード切
換スイツチSW,SW,SWが選択的にオン
される。 次に同図の23,24はそれぞれボイスコイル
電流制御用の閉ループを構成する電流制御回路、
電流検出回路であり、V、Vはそれぞれスイ
ツチSW,SWのオンに応じて前記電流制御
用の閉ループに与えられる電流指令値作成用の
正、負電源、22はこの電流指令値をそれぞれ、
上、下限の制限電流値±Inaxに制限するためのリ
ミツタである。 また21は補償回路で位置制御モード(スイツ
チSWオンのモード)において、入力される位
置エラー信号PEの位相補償等を行い電流制御用
の閉ループへ指令値として与える。 この位置制御モードでは位置エラー演算回路1
1からの新たな位置エラー信号PEを用いその零
クロス点にサーボヘツドSHを位置決めするよう
に制御が行われる。 さてモード切換指令MDAの前記の切換のタイ
ミングは次のようにして求められる。 いまヘツドと所定の最高速度をVnax,ボイス
コイル最大電流をInax,力変換係数(ボイスコイ
ル電流を駆動力に変換する係数)をKF,アクチ
ユエータ可動部の等価質量をM,電流Inaxでヘツ
ド速度が0からVnaxまでにかかる時間と移動距
離をそれぞれTa,Xaとすれば次の関係式が成り
立つ。 Vnax=Inax・KF・(1/M)・Ta ……(1) Xa=(1/2)・Inax・KF・(1/M)・Ta2
……(2) (1),(2)式より時間Taを消去すれば: Xa=(1/2)(M/Inax・KF)・Vnax 2
……(3) すなわちXaはボイスコイル電流を制限電流
Inax(−Inax)に保つたままで、速度0からVnax
で(速度Vnaxから0まで)サーボヘツドを加速
(減速)するに要する移動距離であり、この距離
Xaに相当するトラツク数を(便宜上最大加(減)
速区間トラツク数という)をNaとする。従つて
目標移動トラツク数NSが与えられると、制限
電流制限モード指令、制限電流制御モード指
令、位置制御モード指令の各出力タイミング
は次の第1表及び第2表のように求められる。こ
こで、 (i) NS2Naの場合(即ち目標移動トラツク数
NSが前記最大加速区間トラツク数と最大減速
区間トラツク数との和2Naより大きく定速区間
を含む場合) ……第1表参照 (ii) NS<2Naの場合(即ち定速区間を含まない
場合) ……第2表参照
Embodiments of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a block circuit diagram as an embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 6. 2 is a block circuit diagram showing the detailed configuration of the position control circuit in FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram of the position error signal in FIG. 1, and FIGS. There are different seek operation characteristics diagrams in the figure. In Fig. 1, compared to Fig. 6, the speed control circuit is omitted, the logic operation circuit is newly replaced with 1A, and the position control circuit is replaced with 5A. given by. Next, in the new logical operation circuit 1A, a new counter CT1 is preset with the target moving track number NS, and counts down the preset track number NS as before each time a track pulse 9a is input while tracking the target track. At the same time, the remaining track number CTa as the number of remaining tracks up to the target track is output. However, if the servo head passes the target track and the moving direction of the servo head is reversed, the direction determination circuit 13 is output via the two-layer signal 8a. (newly installed) detects the reversal of the moving direction of the servo head SH, the counter CT1 inputs this direction discrimination signal 13a, and thereafter counts up the track pulse 9a to count up the number of remaining tracks.
Find CTa. Note that if the target number of moving tracks NS is given by a pulse train, a method of counting the pulse train may be used instead of the simultaneous preset method. Also, this logic operation circuit 1A has a 1/2 divider 10.
has been newly established. This divider 10 halves the counter output (remaining track number CTa) and rounds up (to +1) if there is a fraction (0.5), even if the target track number is an even (odd) number. For example, the number of even (odd) tracks among the remaining number of tracks is calculated. The output 10a of this divider 10 is input to the D/A converter 12 in the newly provided position error calculation circuit 11, and its output signal (D/A
The output signal) 12a is added to the conventional ramp signal 6a to form a new position error signal PE, which is input to the newly installed position control circuit 5A. Further, this logical operation circuit 1A determines the timing at which to output a limit current limit mode command, a limit current control mode command, and a position control mode command as a mode switching command MDA, as described later, in advance, based on the preset target moving track number NS. (Value of remaining track number CTa at the time of mode switching)
During the seek operation, while monitoring the remaining track number CTa output from counter CT1 every moment,
Each of the above-mentioned commands, . . . is output to the position control circuit 5A. FIG. 2 shows the configuration of this position control circuit 5A,
A limited current limit mode command, a limited current control mode command as the mode switching command MDA,
The mode changeover switches SW, SW, SW are selectively turned on according to the position control mode command. Next, 23 and 24 in the figure are current control circuits that constitute a closed loop for voice coil current control, respectively;
A current detection circuit, where V and V are positive and negative power supplies for creating a current command value given to the closed loop for current control in response to turning on of switches SW and SW, respectively, and 22 is a current command value, respectively.
This is a limiter to limit the current to the upper and lower limit current values ±I nax . Further, 21 is a compensation circuit which compensates the phase of the input position error signal PE in the position control mode (switch SW ON mode) and provides it as a command value to the closed loop for current control. In this position control mode, position error calculation circuit 1
Using the new position error signal PE from 1, control is performed to position the servo head SH at the zero cross point. Now, the switching timing of the mode switching command MDA is determined as follows. Now, the head and the specified maximum speed are V nax , the voice coil maximum current is I nax , the force conversion coefficient (coefficient that converts the voice coil current into driving force) is K F , the equivalent mass of the actuator moving part is M, and the current I nax If the time taken for the head speed to go from 0 to V nax and the travel distance are Ta and Xa, respectively, the following relational expression holds true. V nax = I nax・K F・(1/M)・Ta ...(1) Xa=(1/2)・I nax・K F・(1/M)・Ta 2
...(2) If time Ta is eliminated from equations (1) and (2): Xa = (1/2) (M/I nax・K F )・V nax 2
...(3) In other words, Xa is the current that limits the voice coil current.
This is the travel distance required to accelerate (decelerate) the servo head from speed 0 to V nax (from speed V nax to 0) while maintaining I nax (-I nax ).
The number of tracks corresponding to Xa (maximum addition (subtraction) for convenience)
(referred to as the number of fast section tracks) is Na. Therefore, when the target moving track number NS is given, the output timings of the limit current limit mode command, limit current control mode command, and position control mode command are determined as shown in Tables 1 and 2 below. Here, (i) In the case of NS2Na (i.e., the target number of moving tracks
When NS is greater than the sum of the maximum acceleration section track number and maximum deceleration section track number (2Na) and includes a constant speed section)...See Table 1 (ii) When NS < 2Na (i.e., when it does not include a constant speed section) )...See Table 2

【表】【table】

【表】 以上のモード切換指令MDAを受けて第2図の
位置制御回路5Aで各制御モードの切換えが行わ
れる。即ち指令が出力されると、スイツチSW
がONし、内部リミツタ22によりボイスコイ
ル電流を制限電流+Inaxに保ち加速すべき旨の指
令が電流制御回路23に入力される。同様にして
指令が出力されると、スイツチSWがONし
ボイスコイル電流を制限電流−Inaxに保ち減速す
べき旨の指令が電流制御回路23に入力される。
指令が出力されると、スイツチSWがONし
位置制御閉ループが構成される。また定速モード
指令時には全スイツチSW,SW,SWが
OFFされ電流指令値はゼロとなりサーボヘツド
は定速動作を行う。 上記(i)(NS2Na)の場合のシーク動作特性
を第4図に、また(ii)(NS<2Na)の場合のシー
ク動作特性を第5図に示す。これら第4図、第5
図において1〜3はそれぞれトラツクパルス9
a、モード切換SW〜、ボイスコイル電流、
ヘツド速度、の時間的推移を示し、第4図では時
点t10〜t11が加速期間、時点t11〜t12が定速期間、
時点t12〜t21が減速期間、時点t13以後が位置制御
期間である。また第5図では定速期間はなく、時
点t20〜t21が加速期間、時点t21〜t22が減速期間、
時点t22以後が位置制御期間である。このように
第4図、第5図のいずれの場合も加速減は最大制
限電流±Inaxで行われており、従来に比べシーク
動作所要時間が短縮される。 なおここで、シーク方向(目標トラツクの追跡
方向)が逆になつた場合は指令と指令のON
タイミングが逆になる。 次に前記のように位置制御モードでの位置エラ
ー信号PEは、位置エラー演算回路11にて従来
のランプ信号6aと割算器10を介し1/2された
残トラツク数CTaのD/A変換値(D/A出力
信号12a)とを加算して求める。 第3図は横軸をヘツド位置とし、これに割算器
出力10aの値を目盛ると共に、ランプ信号6
a、D/A出力信号12a及び信号6aと12a
を加算した結果としての位置エラー信号PEの波
形を示す。 この図からわかるようにヘツド位置の目標トラ
ツク中心P0からのずれに対する位置エラー信号
PEのリニア範囲が従来の±1トラツク間隔G(ラ
ンプ信号6aの周期に相当)から原理的には全ト
ラツク範囲に拡大される(ただし実際には使用す
るD/Aコンバータやアナログ信号レベルにより
制限される)。これにより位置制御範囲が大幅に
広がり、従来のようにヘツドの目標トラツク中心
P0からのずれが外乱などにより過渡的に1トラ
ツク間隔G以上になるとエラーとなる現象は回避
でき、安定したトラツク追従が可能となる。また
位置制御ループを閉じる条件も従来の制御のよう
に厳密でなくてもよくなる(即ち従来は位置制御
に切換わつた後のサーボヘツドの目標トラツク中
心からのずれが±1トラツク以内の位置エラー信
号のリニア範囲を越えないように、位置制御モー
ドへの切換え時のヘツド位置は、目標トラツクに
十分近く、ヘツド残留速度は十分小さくしておく
必要があつた)。従つて前述の最大制限電流±
Inaxによる加減速(このとき位置制御にかんして
はオープンループで制御していることになる。)
の後に閉ループ位置制御を生かすことが可能とな
る。 なお論理演算回路1Aから位置制御回路5Aへ
出力される制限電流制限モード指令、制限
電流制御モード指令、位置制御モード指令の
各出力タイミングは原則的には既に述べたとおり
であるが、制限電流−Inaxでヘツドを減速してい
つたときに、何らかの要因(外乱、回路のアンバ
ランスなど)により残トラツク数CTaがゼロに
ならずにヘツドの移動方向が反転してしまう場
合、即ち制限電流制御モード指令の出力中
に、方向判別回路13の出力13aが反転した
ら、指令を無効とし、位置制御モード指令を
出力する。 また目標移動トラツク数NSが微小の場合には、
論理演算回路1Aの指令、指令を出力するこ
となく、直接、指令を出力し位置制御モードに
入る方式も考えられる。
[Table] In response to the above mode switching command MDA, each control mode is switched in the position control circuit 5A shown in FIG. In other words, when a command is output, the switch SW
is turned on, and a command to maintain the voice coil current at the limit current +I nax by the internal limiter 22 and accelerate is input to the current control circuit 23. Similarly, when a command is output, the switch SW is turned on, and a command to maintain the voice coil current at the limit current -I nax and decelerate is input to the current control circuit 23.
When the command is output, the switch SW is turned on and a position control closed loop is established. Also, when commanding constant speed mode, all switches SW, SW, SW are
When it is turned off, the current command value becomes zero and the servo head performs constant speed operation. The seek operation characteristics in the above case (i) (NS2Na) are shown in FIG. 4, and the seek operation characteristics in the case (ii) (NS<2Na) are shown in FIG. These figures 4 and 5
In the figure, 1 to 3 are track pulses 9, respectively.
a, mode switching SW~, voice coil current,
In Fig. 4, time t10 to t11 is an acceleration period, time t11 to t12 is a constant speed period,
The period from time t12 to t21 is the deceleration period, and the period after time t13 is the position control period. Moreover, in FIG. 5, there is no constant speed period, the time t 20 to t 21 is the acceleration period, the time t 21 to t 22 is the deceleration period,
The period after time t22 is the position control period. In this way, in both cases of FIG. 4 and FIG. 5, acceleration and deceleration are performed at the maximum limit current ±I nax , and the time required for the seek operation is shortened compared to the conventional one. Note that if the seek direction (tracking direction of the target track) is reversed, the command and command are turned ON.
The timing is reversed. Next, as described above, the position error signal PE in the position control mode is converted into a D/A converter of the conventional ramp signal 6a and the remaining track number CTa, which is halved via the divider 10, in the position error calculation circuit 11. It is obtained by adding the value (D/A output signal 12a). In FIG. 3, the horizontal axis is the head position, and the value of the divider output 10a is calibrated on this, and the ramp signal 6
a, D/A output signal 12a and signals 6a and 12a
The waveform of the position error signal PE as a result of adding . As can be seen from this figure, the position error signal corresponding to the deviation of the head position from the target track center P0
In principle, the linear range of PE can be expanded from the conventional ±1 track interval G (corresponding to the cycle of ramp signal 6a) to the entire track range (however, in practice it is limited by the D/A converter used and the analog signal level). ). This greatly expands the position control range and allows the head to be centered on the target track, unlike conventional methods.
If the deviation from P0 transiently becomes one track interval G or more due to disturbances, an error phenomenon can be avoided, and stable track following becomes possible. In addition, the conditions for closing the position control loop do not have to be as strict as in conventional control. In order not to exceed the linear range, the head position at the time of switching to the position control mode had to be sufficiently close to the target track, and the head residual speed had to be sufficiently small. Therefore, the aforementioned maximum limit current ±
Acceleration/deceleration by I nax (At this time, position control is controlled in an open loop.)
After that, it becomes possible to take advantage of closed-loop position control. Note that the output timings of the limit current limit mode command, limit current control mode command, and position control mode command output from the logical operation circuit 1A to the position control circuit 5A are basically as described above, but the limit current - When the head is decelerated with I nax , the remaining track number CTa does not become zero due to some factor (disturbance, circuit imbalance, etc.) and the direction of head movement is reversed. In other words, in limited current control mode. If the output 13a of the direction determination circuit 13 is reversed while the command is being output, the command is invalidated and a position control mode command is output. Also, if the target number of moving tracks NS is small,
It is also conceivable to directly output a command and enter the position control mode without outputting the command or command from the logical operation circuit 1A.

【発明の効果】【Effect of the invention】

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、従来の速度制御の代わりに制限電流に保つた
ままの加速、減速を行わせるようにしたため、ヘ
ツドの移動時間が短縮されるとともに回路が簡素
化され、また位置制御時の位置エラー信号のリニ
ア範囲を大幅に拡大できるような回路構成とした
ことにより、位置制御範囲が広がり、外乱などに
強い安定した制御が可能となる効果がある。
As is clear from the above description, according to the present invention, instead of conventional speed control, acceleration and deceleration are performed while maintaining a limited current, so that the moving time of the head is shortened and the circuit is simplified. Moreover, by adopting a circuit configuration that can greatly expand the linear range of the position error signal during position control, the position control range is expanded and stable control that is resistant to external disturbances is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例としてのブロツク回
路図、第2図は同じく第1図内の位置制御回路の
細部構成を示すブロツク回路図、第3図は同じく
第1図の位置エラー信号の説明図、第4図、第5
図はそれぞれ第1図の異なるシーク動作特性図、
第6図は第1図に対応する従来のブロツク回路
図、第7図は第6図の動作を説明するための要部
波形図、第8図は第6図のシーク動作特性図であ
る。 1A:論理演算回路、CT1:カウンタ、5
A:位置制御回路、6:ランプ変換回路、7:ア
クチユエータ、VC:ボイスコイル、SH:サーボ
ヘツド、8:復調回路、9:パルス化回路、1
0:1/2割算器、11:位置エラー演算回路、1
2:D/Aコンバータ、13:方向判別回路、2
1:補償回路、22:リミツタ、23:電流制御
回路、24:電流検出回路、SW,SW,SW
:モード切換スイツチ、MDA:モード切換指
令、NS:目標移動トラツク数、CTa:残トラツ
ク数、10a:割算器出力、6a:ランプ信号、
12a:D/A出力信号、PE:位置エラー信号。
FIG. 1 is a block circuit diagram as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block circuit diagram showing the detailed configuration of the position control circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a position error signal as shown in FIG. 1. Explanatory diagrams, Figures 4 and 5
The diagrams are different seek operation characteristic diagrams of Figure 1,
6 is a conventional block circuit diagram corresponding to FIG. 1, FIG. 7 is a waveform diagram of essential parts for explaining the operation of FIG. 6, and FIG. 8 is a seek operation characteristic diagram of FIG. 6. 1A: Logical operation circuit, CT1: Counter, 5
A: Position control circuit, 6: Lamp conversion circuit, 7: Actuator, VC: Voice coil, SH: Servo head, 8: Demodulation circuit, 9: Pulsing circuit, 1
0: 1/2 divider, 11: Position error calculation circuit, 1
2: D/A converter, 13: Direction discrimination circuit, 2
1: Compensation circuit, 22: Limiter, 23: Current control circuit, 24: Current detection circuit, SW, SW, SW
:Mode change switch, MDA: Mode change command, NS: Target number of moving tracks, CTa: Number of remaining tracks, 10a: Divider output, 6a: Ramp signal,
12a: D/A output signal, PE: position error signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 目標トラツクを追跡するためにサーボヘツド
を駆動する駆動力源に与えらるサーボヘツド駆動
力源電流を制御する手段、 サーボヘツドが目標トラツク中心に到達する迄
に通過すべき全トラツク数としての目標移動トラ
ツク数を設定されるとともに、このトラツクの通
過毎に目標トラツク中心までの残余のトラツク数
に相当する残トラツク数を演算出力する手段、 残トラツク数が所定値以下になつたことを判別
して目標トラツク中心をランプ部の零クロス点と
しトラツク間隔の2倍の周期で繰返されるランプ
信号を位置エラー信号としてサーボヘツドの位置
制御を行う手段を備えたデイスク記憶装置におい
て、 サーボヘツド駆動力源電流を所定の制限電流に
保ちつつサーボヘツドを所定速度分加速及び減速
するときの通過トラツク数と前記目標移動トラツ
ク数とに基づいて、前記制限電流によるサーボヘ
ツドの加速及び減速期間並びに必要に応じサーボ
ヘツド駆動力源電流をゼロとする定速期間の各期
間の切換わり点における各残トラツク数を求める
手段と、 該残トラツク数の判別に応じて、前記電流制御
手段に対する電流指令値を切換え、サーボヘツド
についての前記の加速及び減速並びに必要に応じ
定速の各動作を行わせる手段と、 目標トラツク番号が偶数であるか奇数であるか
に応じ、偶数番号であれば前記の残トラツク数の
うち偶数トラツクの数を、奇数番号であれば前記
の残トラツク数のうち奇数トラツクの数を演算す
るようにして、それぞれの場合に応じた偶/奇番
号・残トラツク数を求める手段と、 この偶/奇番号・残トラツク数のD/A変換信
号を求める手段とを備え、 前記の位置制御に入つたのちは、前記ランプ信
号とD/A変換信号との和を新たな位置エラー信
号とするようにしたことを特徴とするデイスク記
憶装置のトラツク位置決め制御回路。
[Scope of Claims] 1. Means for controlling the servo head driving power source current applied to the driving power source for driving the servo head in order to track the target track, all the tracks that the servo head must pass until it reaches the center of the target track. means for setting a target number of moving tracks as a number and calculating and outputting the number of remaining tracks corresponding to the number of remaining tracks to the center of the target track each time this track passes; In a disk storage device, the servo head is driven by means for determining the target track center as the zero cross point of the ramp section and using a ramp signal repeated at a cycle twice the track interval as a position error signal to control the position of the servo head. Based on the number of tracks passed and the target number of moving tracks when accelerating and decelerating the servo head by a predetermined speed while maintaining the power source current at a predetermined limit current, determine the period of acceleration and deceleration of the servo head by the limit current, and as necessary. means for determining the number of remaining tracks at each switching point of a constant speed period in which the servo head drive power source current is set to zero; and switching a current command value for the current control means in accordance with the determination of the number of remaining tracks; means for performing the acceleration, deceleration, and, if necessary, constant speed operations of the servo head; means for calculating the number of even/odd tracks and the number of remaining tracks according to each case by calculating the number of even tracks or, if the number is an odd number, the number of odd tracks out of the number of remaining tracks; / means for obtaining a D/A conversion signal for an odd number/number of remaining tracks, and after entering the position control, the sum of the ramp signal and the D/A conversion signal is used as a new position error signal. A track positioning control circuit for a disk storage device, characterized in that:
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