JPH05109217A - 磁気デイスク装置における周波数特性自動調整方式 - Google Patents

磁気デイスク装置における周波数特性自動調整方式

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JPH05109217A
JPH05109217A JP26469691A JP26469691A JPH05109217A JP H05109217 A JPH05109217 A JP H05109217A JP 26469691 A JP26469691 A JP 26469691A JP 26469691 A JP26469691 A JP 26469691A JP H05109217 A JPH05109217 A JP H05109217A
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JP
Japan
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magnetic disk
filter
signal
frequency characteristic
frequency
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JP26469691A
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English (en)
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Kazuo Kawasaki
和男 川崎
Tatsuya Gofuku
達哉 五福
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は磁気ディスク装置における周波数特性
自動調整方式に関し、磁気ディスク装置自身により周波
数特性を自動的に測定・調整することを目的とする。 【構成】磁気ディスク装置における周波数特性自動調整
方式において、磁気ディスク上のデータを読出し・書込
みするための磁気ヘッドを駆動するボイスコイル・モー
タ(VCM)に対して、所定の周波数範囲の電流を供給
し、かつ該該電流値と磁気ヘッドの現在位置を検出し、
該検出結果に基づき磁気ディスク装置自身で駆動機構部
の周波数特性を自動的に可変制御するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に係わ
り、特に、ヘッド位置決めサーボ系の周波数特性自動調
整方式に関する。近年、磁気ディスクの大容量化は目覚
ましく、これに伴い磁気ヘッドによる読出し・書込みの
高速化も図られている。高速化を図るために磁気ディス
クを駆動するスピンドルモータの回転数は上昇し、磁気
ヘッドを駆動するアクチュエータのシーク速度及び加速
度も上昇する一方である。また、これと相反して大容量
化による高密度化を図るためにトラック幅は益々狭くな
っており、高精度のヘッド位置決め技術が常に要望され
ている。
【0002】これらの要望を満たすため、機構的には装
置各部にわたり材料・構造ともに改良が加えられ軽量化
と剛性アップが同時に図られてきた。また、ボイスコイ
ル・モータやヘッドの駆動制御回路においても、アクチ
ュエータの目標速度カーブを最適化したり、或いはフィ
ルタのカットオフ周波数を機構部の共振周波数に設定す
るなどして、制御速度の上昇に伴う共振を抑えてきた。
【0003】しかしながら今後一層の大容量化・高速化
に対応していくためには、個々の装置のバラツキまで吸
収する必要がある。本発明はこのバラツキを吸収する上
で非常に効果的な周波数特性自動調整方式に関し、特
に、駆動部における機構的な共振を抑えるためのフィル
タの周波数特性の自動設定方式に関する。
【0004】
【従来の技術】磁気ディスク装置の磁気ヘッド駆動用ア
クチュエータの制御において、まず問題になるのが機構
的な共振(以下、メカ共振)である。図5はボイスコイ
ル・モータや磁気ヘッドを含む駆動機構部の周波数特性
図である。縦軸はゲイン(G)、横軸は周波数(f)で
ある。磁気ヘッドのトラック追従特性の要求からサーボ
系の使用周波数帯域は概略的に100Hz〜1.5KH
zであり、これに対してメカの主共振点Pは2KHz弱
である。これ以上の周波数ではいくつかの共振周波数P
1,P2が存在する。ところで、共振周波数は高ければ
高いほど安定な系を構成できるが、その分だけメカの剛
性アップを必要とする。しかし、この剛性アップはアク
チュエータ構造の軽量化と相反するため非常に難しい問
題がある。
【0005】一方、メカの主共振点Pは上述のようにサ
ーボ系の使用周波数帯域と接近しているため、これを回
路系の補償によりゲインを下げることも難しい。しか
し、これ以上の共振周波数P1,P2においては2次フ
ィルタやノッチ・フィルタによってゲインを下げ、制御
系の安定度を増すことが可能である。即ち、共振周波数
P1,P2を含む周波数帯域Rはフィルタでゲインを下
げるべき範囲である。従って、従来では複数台の装置の
周波数特性を測定し回路のゲインを下げるべくフィルタ
定数を決定していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大容量
化のためトラック密度が上がりヘッドのトラック追従精
度が益々厳しくなってくると磁気ディスク装置毎のバラ
ツキも問題になる。即ち、磁気ディスク装置毎のバラツ
キによりフィルタのカットオフ周波数から少しずれてメ
カの共振点が存在する場合や、全く別の周波数にてゲイ
ンが少し上がっている磁気ディスク装置では正確なトラ
ック追従制御が困難になってきた。
【0007】本発明の目的は、磁気ディスク装置毎に適
合したフィルタ定数を決定して制御系に組み込むため、
磁気ディスク装置自身により周波数特性を自動的に測定
・調整するようにした周波数特性自動調整方式を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は磁気デ
ィスク装置における周波数特性自動調整方式において、
磁気ディスク上のデータを読出し・書込みするための磁
気ヘッドを駆動するボイスコイル・モータ(VCM)に
対して、所定の周波数範囲の電流を供給し、かつ該該電
流値と磁気ヘッドの現在位置を検出し、マイクロプロセ
ッサ(DSP)によって該検出結果に基づき所定のプロ
グラムに従って、機構的な共振を抑えるように該マイク
ロプロセッサ内部のフィルタの周波数特性を設定するこ
とにより磁気ディスク装置自身で駆動機構部の周波数特
性を自動的に可変制御することを特徴とする。
【0009】ここで、該マイクロプロセッサによる処理
は機構部の共振点でのゲインを下げるためのフィルタ定
数の設定と、該フィルタの出力を微分信号と積分信号に
分け係数を乗じた後に合成する処理であることを特徴と
する。
【0010】
【実施例】図1は本発明を実施するシステム構成図であ
り、デジタル・シグナル・プロセッサDSPを用いた基
本的なシステム構成図である。また、図2は図1に示す
DSP内部の処理ブロック図であり、トラック追従中の
DSP内部の処理をブロック図で表わしたものである。
【0011】図1及び図2において、1はA/Dコンバ
ータ、2はデジタル・シグナル・プロセッサ(DS
P)、3はメモリ、4はD/Aコンバータ、5はプリ・
アンプ、6はパワー・アンプ、7はボイスコイル・モー
タ(VCM)、8はポジション復調回路、9はローパス
・フィルタ、10はノッチ・フィルタ、11は微分演算
手段、12は積分演算手段、13は微分項に対する係
数、14は位置信号に対する係数、そして15は積分項
に対する係数である。
【0012】図1において、先ず、磁気ディスク上のサ
ーボ信号を磁気ヘッドHで読み取り、ポジション復調回
路8により位置信号S1に変換する。そして、位置信号
S1をA/Dコンバータ1によりデジタル信号S2に変
換し、DSP2はこのデジタル信号S2を取り込む。D
SP2はヘッド位置(ポジション)を検出した後、目標
とするシリンダに磁気ヘッドをオントラックさせるため
に必要なVCM駆動信号S3を出力し、D/Aコンバー
タ4、プリ・アンプ5及びパワー・アンプ6を経てVC
M7を駆動する。
【0013】即ち、図2に示すようにDSP2でVCM
7を駆動する方式の磁気ディスク装置では、DSP2が
ヘッド位置を検出し、その内部のファームウェアによる
演算処理によりVCM駆動信号S3を出力する。この場
合の演算処理の内容はメカの共振点でのゲインを下げる
ためのフィルタ処理と、その微分信号と積分信号を合成
する処理である。
【0014】なお図2ではフィルタとしてローパス・フ
ィルタ(LPF)9と2段のノッチ・フィルタ(NF
1,NF2)10を示しているが、この構成はメカの周
波数特性に合わせるのが普通である。この場合、ローパ
ス・フィルタ9は高周波全域に渡りゲインを下げるため
のものであり、ノッチ・フィルタ10はローパス・フィ
ルタ9だけでは十分にゲインを下げきれない共振周波数
についてこれをカットするために組み込むものである。
【0015】さて、本発明では、ローパス・フィルタ
(LPF)9と2段のノッチ・フィルタ(NF1,NF
2)10のフィルタ定数を自動的に調整し決定すること
を特徴とする。DSPを用いれば、一度、フィルタ定数
が決定されれば容易に各フィルタのカットオフ周波数を
変更することができる。これはDSPによる制御方式の
利点である。
【0016】ところで、フィルタ定数を決定するには、
まず、アクチュエータの周波数特性を知る必要がある。
即ち、所定の周波数でアクチュエータを加振したときの
駆動信号の振幅と、その結果実際にアクチュエータがど
れだけ移動したかを表す位置信号の振幅の比を求める。
前述したように、DSPによる制御装置では、DSP自
身が駆動信号を出力し、位置信号も検出できる構成とな
っているから、この比を求める処理は簡単に行うことが
できる。即ち、知りたい特性の周波数の正弦波信号をD
SPから出力し、位置信号の振幅を検出することを繰り
返すことで、図5に示すような特性曲線が得られる。
【0017】図3は本発明によるDSPによるフィルタ
定数の設定フローチャートである。本発明ではDSPに
よる自動調整によってフィルタ定数を決定し、ゲインを
下げたい周波数は一点のみとしている。仮に、複数のポ
イントの周波数においてフィルタ定数を調整する必要が
あるなら、測定周波数範囲を変えて、同じ処理を繰り返
せばよい。
【0018】図3において、共振点の周波数やポイント
が装置によってバラツクとは言え、その範囲は概略的に
1KHz程度を見ておけばよい。従って、特性を得る範
囲をfs から fe の範囲に限定し、測定間隔をΔfとす
る。先ず、測定周波数fsを設定し(ステップ1)、周波
数fs で振幅Aの電流をVCMに流す(ステップ2)。
次に位置信号S1の振幅Bを検出し(ステップ3)、振
幅Aと振幅BからゲインG(=B/A)を計算する(ス
テップ4)。次に得られたゲインGが最大ゲイン(Gm
)か否かを判定し(ステップ5)、最大ゲイン(Gm
)より大きいときは周波数をfm 、ゲインをGm とし
(ステップ6)、次に測定終了か否か判定し(ステップ
7)、フィルタ定数を周波数fm から設定する(ステッ
プ9)。ここで測定終了でなければ、ステップ8により
ステップ2に戻る。
【0019】このように、DSPによるデジタル制御の
装置ではVCM駆動信号と位置信号を検出し、そのゲイ
ンG=B/Aを計算し、間隔Δfで測定したポイントの
中からゲインが最大になる周波数を見つけ、フィルタ定
数を決定することになる。一度、決定したフィルタ定数
はメモリ3、例えばE2 PROMなどの不揮発生メモリ
に格納しておけば、これを読み出すことにより電源を投
入するたびに周波数特性を得る必要がない。
【0020】図4はノッチ・フィルタの周波数特性を示
すグラフである。図中、縦軸はゲイン及び位相、横軸は
周波数である。このフィルタは図に示すように、ある周
波数成分だけをカットする特性をもつ。式で表すと f(s) = (wc 2 +s2)/(wc 2+2ξwc s +s2) ・・・(1) 但し、s =jw wc :中心周波数 ξ:ダンピング定数 また、Z平面での離散伝達関数F(z) はサンプリング周
波数をTs として、 F(z) =(a0 +a1/z+a2/z2)/( 1+b1/z+b2/z2)・・・(2) ここで、k= cot( wc・Ts /2) とすると、 a0 =a2=( 1+k2)/( 1+2ξk+k2) ・・・(3) a1=b1=2 (1−k2 )/( 1+2ξk+k2) ・・・(4) b2=( 1−2ξk+k2)/( 1+2ξk+k2 ) ・・・(5) DSPにより計算する時は、離散伝達関数を差分方程式
に書き直し、 Yn=a0・xn +a1・xn-1 +a2・xn-2 −b1・y n-1 − b2・ yn-2 ・・・(6) 従って、本発明の実施に際してはダンピング定数ξを固
定とし、ゲインを下げたい周波数wc さえ決定すれば、
フィルタ定数a0,a1,a2,b1,b2 は、式(3),(4),
(5)から求めることができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例え磁気ディスク装置によってメカの周波数特性がばら
ついても磁気ディスク装置自身で特性を測定し補償する
ため、磁気ディスク装置間のトラック追従性のバラツキ
をなくすことができる。また、同一磁気ディスク装置内
においては、トラック毎に周波数特性の補償を行うこと
により、アクチュエータの動作位置によらずに安定な位
置決め制御が可能となる。このように、本発明によれば
個々の磁気ディスク装置毎のバラツキや経年変化による
周波数特性の変化を吸収することができ、安定な位置決
め制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するシステム構成図である。
【図2】本発明を実施するDSP内部の処理ブロック図
である。
【図3】本発明におけるフィルタ定数の設定フローチャ
ートである。
【図4】ノッチ・フィルタの周波数特性を示すグラフで
ある。
【図5】駆動機構部の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1…A/Dコンバータ 2…DSP 3…メモリ 4…D/Aコンバータ 5…プリ・アンプ 6…パワー・アンプ 7…VCM 8…ポジション復調回路 9…ローパス・フィルタ 10…ノッチ・フィルタ 11…微分演算手段 12…積分演算手段 13…微分項に対する係数 14…位置信号に対する係数 15…積分項に対する係数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ディスク装置における周波数特性自
    動調整方式において、磁気ディスク上のデータを読出し
    ・書込みするための磁気ヘッドを駆動するボイスコイル
    ・モータ(VCM)に対して、所定の周波数範囲の電流
    を供給し、かつ該電流値と磁気ヘッドの現在位置を検出
    し、マイクロプロセッサ(DSP)によって該検出結果
    に基づき所定のプログラムに従って、機構的な共振を抑
    えるように該マイクロプロセッサ内部のフィルタの周波
    数特性を設定することにより磁気ディスク装置自身で駆
    動機構部の周波数特性を自動的に可変制御するようにし
    た磁気ディスク装置における周波数特性自動調整方式。
  2. 【請求項2】 該マイクロプロセッサによる処理は機構
    部の共振点でのゲインを下げるためのフィルタ定数の設
    定と、該フィルタの出力を微分信号と積分信号に分け係
    数を乗じた後に合成する処理である請求項1に記載の方
    式。
  3. 【請求項3】 該フィルタはローパス・フィルタ(LP
    F)と2段のノッチ・フィルタ(NF1,NF2)から
    なる請求項1又は2に記載の方式。
JP26469691A 1991-10-14 1991-10-14 磁気デイスク装置における周波数特性自動調整方式 Withdrawn JPH05109217A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139032A (ja) * 1995-11-17 1997-05-27 Fujitsu Ltd ディスク装置
US6219196B1 (en) 1997-09-24 2001-04-17 International Business Machines Corporation Method and apparatus for suppressing mechanical resonance in a disk drive storage device using a notch filter
JP2002287827A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Fujitsu Ltd 移動体位置制御装置,移動体位置制御装置の帯域阻止フィルタ調整用プログラムおよび移動体位置制御装置のループゲイン調整用プログラム
US6496323B1 (en) 1998-01-19 2002-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Information recording/reproducing apparatus and method
GB2381973A (en) * 2001-05-28 2003-05-14 Samsung Electronics Co Ltd Apparatus and method for removing a resonant frequency
JP2011008885A (ja) * 2009-06-27 2011-01-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ及びそのサーボ制御方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09139032A (ja) * 1995-11-17 1997-05-27 Fujitsu Ltd ディスク装置
US6219196B1 (en) 1997-09-24 2001-04-17 International Business Machines Corporation Method and apparatus for suppressing mechanical resonance in a disk drive storage device using a notch filter
US6496323B1 (en) 1998-01-19 2002-12-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Information recording/reproducing apparatus and method
JP2002287827A (ja) * 2001-03-28 2002-10-04 Fujitsu Ltd 移動体位置制御装置,移動体位置制御装置の帯域阻止フィルタ調整用プログラムおよび移動体位置制御装置のループゲイン調整用プログラム
JP4494665B2 (ja) * 2001-03-28 2010-06-30 富士通株式会社 移動体位置制御装置,移動体位置制御装置の帯域阻止フィルタ調整用プログラムおよび移動体位置制御装置のループゲイン調整用プログラム
GB2381973A (en) * 2001-05-28 2003-05-14 Samsung Electronics Co Ltd Apparatus and method for removing a resonant frequency
GB2381973B (en) * 2001-05-28 2003-10-22 Samsung Electronics Co Ltd Apparatus and method of removing resonance frequency in system
US7193799B2 (en) 2001-05-28 2007-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method of removing resonance frequency in system
JP2011008885A (ja) * 2009-06-27 2011-01-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク・ドライブ及びそのサーボ制御方法
US8553348B2 (en) 2009-06-27 2013-10-08 HGST Netherlands B.V. Disk drive and servo-control method therefor

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