JPH05165527A - 位置決め制御方法および位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対象物を目標位置に対して位置決めするセト
リングモードにおいて、速応性の改善をはかるための位
置決め制御方法を提供することにある。 【構成】 シークモードにおいて、残余トラック数と移
動速度を計測し、それぞれがある値以下になったときに
セトリングモードに切り換える（ステッフ゜１）。セトリン
グモードでは、まず積分ゲインＡをフォロイング時の値
Ａ2よりも大きい値Ａ1とおく（ステッフ゜２）。次に、マイ
コン１４で制御演算を行う（ステッフ゜３）。制御演算は、
位置信号Ｘに積分ゲインＡを掛けてレジスタＲに入力す
るステップと、レジスタＲの値を積分してレジスタＳに
入力するステップと、位置信号ＸとレジスタＳの値とを
加えてレジスタＵに入力するステップからなる。次に位
置信号Ｘがある基準値以下になったことを判断し（ステッフ
゜４）、積分ゲインＡをフォロイング時の値Ａ2とおいて
（ステッフ゜５）、フォロイングモードに移行する。

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および
光ディスク装置等の情報記憶装置における記録・再生ヘ
ッドの位置決め制御方法および位置決め制御装置に係わ
り、位置制御ループ内の積分補償器のゲインの調節方法
およびそれを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスク装置の位置決め制御方法は、目
標トラックに向かって記録・再生ヘッドを高速に移動す
るシークモードと、それに引き続いて過渡的な位置決め
動作を行うセトリングモードと、目標トラックへの定常
的な追従動作を行うフォロイングモードに分けることが
できる。

【０００３】シークモードからセトリングモードへの切
り換えおよびセトリングモードからフォロイングモード
への切り換えは、ヘッドと目標トラックとの残余距離も
しくはヘッドの記録ディスクに対する相対的な移動速度
の少なくともいずれかが予め定めてある基準値以下にな
った時点で行う。

【０００４】従来のディスク装置の位置決め制御方法に
おける位置決め制御系は、そのループ特性を補償するた
めに、位置決め制御系のループゲインを調節する比例項
即ちＰ項と、ループの安定性を確保するための微分項即
ちＤ項と、定常偏差を低減するための積分項即ちＩ項と
から構成されるＰＩＤ補償器を含む。ＰＩＤ補償器の実
施形態は、Ｐ項、Ｉ項、Ｄ項の各々を並列に設けるか、
Ｐ項とＩ項を並列に設けてその出力側にリードラグフィ
ルタなどの位相補償フィルタの形でＤ項を設けるなど様
々であるが、一般にＰＩＤ制御方式として知られてい
る。また、この位置決め制御系の動作点即ちループゲイ
ンは、フォロイングモードでの定常的なループ安定性を
確保するように設定され、この補償器の構成および動作
点はセトリングモードでも変更なく用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の位置
決め制御系は、ループ特性補償のためのＰＩＤ補償器お
よび動作点がセトリングモードおよびフォロイングモー
ドに共通して用いられていたため、位置決め制御ループ
の動作点が固定され、セトリングモードにおける応答性
能には限界がある。

【０００６】また従来、Ｄ項のゲインをセトリングモー
ドにおいて一次的に可変して応答性能を向上させるとい
う試みもあるが（たとえば特開昭６３−６８９１３号公
報）、応答性の改善効果が少ない、構成が複雑になる、
制御対象によってはＤ項を必要とせずその構成をとる意
味がない場合があるなどの課題がある。

【０００７】本発明はこのような課題を解消するために
なされたものであって、その目的とするところは、ディ
スク装置の位置決め制御系において、セトリングモード
の際に、位置制御ループ内の積分補償器のゲインを適応
的に可変することによって、速応性を改善させることを
可能とする位置決め制御方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は以下のような方法を用いるか、あるいは以下
のような構成を備えている。即ち、対象物を目標位置に
対して位置決めするセトリングモードと前記目標位置へ
追従させるフォロイングモードとを含み、前記セトリン
グモードにおける位置決め制御ループ内の積分補償手段
のゲインを前記フォロイングモードにおける値以上に設
定するステップ、前記位置決め制御ループの補償演算を
行なうステップ、前記対象物と前記目標位置との位置偏
差がある基準以下であることを判断するステップ、前記
積分補償手段のゲインをフォロイングモードにおける値
に設定するステップとを含むか、あるいは、対象物を目
標位置に対して移動させるアクチュエータと、アクチュ
エータに駆動電流を付与する電流駆動手段と、前記対象
物と前記目標位置との位置偏差を検出する位置検出手段
と、積分補償手段と、積分ゲイン調節手段とを含んで構
成される。

【０００９】

【作用】本発明は以上に記述したように、セトリングモ
ードにおいて位置決め制御系の構成を大きく変更するこ
となく容易な構成で、応答性を大幅に改善することを可
能にする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面をもって
具体的に説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例の位置決め制御装
置のブロック図である。１はデータおよび位置サーボ信
号がデータエリア８およびサーボエリア９にそれぞれ記
録されるディスク、２はディスク１に対してデータおよ
び位置サーボ信号を読み書きするヘッド、３はヘッドを
ディスク１の所望の場所へ移動させるアクチュエータ、
４はアクチュエータ３に駆動電流を印可する電流ドライ
バ、５はヘッド２から得られた信号に基づいて位置信号
Ｘを検出する位置検出手段、７は位置制御ループ６を安
定化する位相補償フィルタ、１０は位置制御ループ６の
低域のゲインを増加させるための積分器、１１は積分ゲ
インを調整するためのゲイン調節器、１２は位置信号Ｘ
と積分器１０の出力信号とを加算する加算器、１３はデ
ィジタル値をアナログ値に変換するとともに時間離散デ
ータをホールドする機能を有するＤ／Ａ変換器、１４は
積分、加算などの制御演算を行うマイコンである。

【００１２】図２は、本発明の一実施例の位置決め制御
方法におけるセトリングモードの手順を示すフローチャ
ートである。シークモードにおいて、残余トラック数と
移動速度を計測し、それぞれがある値以下になったとき
にセトリングモードに切り換える（ステップ１）。

【００１３】セトリングモードでは、まず積分ゲインＡ
をフォロイング時の値Ａ2（例えば０．１２５）よりも
大きい値Ａ1（例えば０．５）とおく（ステップ２）。
ただし、Ａ1の値は、位置決め制御系の安定性を損なわ
ないように選定する。次に、マイコン１４で制御演算を
行う（ステップ３）。制御演算は、位置信号Ｘに積分ゲ
インＡを掛けてレジスタＲに入力するステップと、レジ
スタＲの値を積分してレジスタＳに入力するステップ
と、位置信号ＸとレジスタＳの値とを加えてレジスタＵ
に入力するステップからなる。

【００１４】次に位置信号Ｘがある基準値Ｘ0以下にな
ったことを判断し（ステップ４）、積分ゲインＡをフォ
ロイング時の値Ａ2に置き換えて（ステップ５）、フォ
ロイングモードに移行する。フォロイングモードで積分
ゲインを下げるのは、定常的なループ安定性を充分に確
保するためである。

【００１５】図３は、本発明の一実施例の位置決め制御
方法における位置決め制御系の開ループ周波数応答特性
図であり、３１、３２は積分ゲインＡがＡ1の場合のゲ
イン特性と位相特性を示し、３３、３４は積分ゲインＡ
がＡ2の場合のゲイン特性と位相特性を示す。積分ゲイ
ンＡがＡ2の場合は、Ａ1の場合に比べて位相特性は悪く
なるがゲイン特性が全体に高くなる。

【００１６】図４は、本発明の一実施例の位置決め制御
方法におけるアクチュエータの移動距離の時間応答波形
図を示す。同図（ａ）は移動開始から目標位置への移動
までを表している。同図（ｂ）は同図（ａ）のセトリン
グ部を拡大したものである。４１は積分ゲインＡがＡ1
の場合であり、４２は積分ゲインＡがＡ2の場合であ
る。Ｔ1、Ｔ2はそれぞれ４１、４２の応答において、目
標位置との残余距離が規定値Ｘ0（例えば１μｍ）以下
になった時点を示しており、４１よりも４２のほうが早
く目標位置に到達しており、応答性が大幅に改善されて
いることがわかる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上に記述したような構成によ
り以下に示すような効果を得ることができる。

【００１８】セトリングモードにおいて位置決め制御系
の構成を大きく変更することなく極めて容易な構成で応
答性が大幅に改善される。

【００１９】なお上記実施例では、磁気ディスク装置を
例にとり説明したが、本発明は光ディスク装置等にも適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の位置決め制御装置のブロッ
ク図

【図２】本発明の一実施例の位置決め制御方法における
セトリングモードの手順を示すフローチャート

【図３】本発明の一実施例の位置決め制御方法における
位置決め制御系の開ループ周波数応答特性図

【図４】本発明の一実施例の位置決め制御方法における
アクチュエータの移動距離の時間応答波形図

【符号の説明】

１ ディスク ２ ヘッド ３ アクチュエータ ４ 電流ドライバ ５ 位置検出手段 ６ 位置制御ループ ７ 位相補償フィルタ ８ データエリア ９ サーボエリア １０ 積分器 １１ ゲイン調節器 １２ 加算器 １３ Ｄ／Ａ変換器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を目標位置に対して位置決めする
   セトリングモードと前記目標位置へ追従させるフォロイ
   ングモードとを含み、前記セトリングモードにおける位
   置決め制御ループ内の積分補償手段のゲインを前記フォ
   ロイングモードにおける値以上に設定するステップ、前
   記位置決め制御ループの補償演算を行なうステップ、前
   記対象物と前記目標位置との位置偏差がある基準以下で
   あることを判断するステップ、前記積分補償手段のゲイ
   ンをフォロイングモードにおける値に設定するステップ
   とを含むことを特徴とする位置決め制御方法。
2. 【請求項２】 補償演算は、位置偏差に積分補償手段の
   ゲインを乗算するステップ、積分演算を行なうステッ
   プ、位置偏差と積分出力とを加算するステップとを少な
   くとも含むことを特徴とする請求項１記載の位置決め制
   御方法。
3. 【請求項３】 対象物を目標位置に対して移動させるア
   クチュエータと、アクチュエータに駆動電流を付与する
   電流駆動手段と、前記対象物と前記目標位置との位置偏
   差を検出する位置検出手段と、積分補償手段と、積分ゲ
   イン調節手段とを含むことを特徴とする位置決め制御装
   置。