JPH05334819A - Recording head positioning device - Google Patents

Recording head positioning device

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Publication number
JPH05334819A
JPH05334819A JP16002292A JP16002292A JPH05334819A JP H05334819 A JPH05334819 A JP H05334819A JP 16002292 A JP16002292 A JP 16002292A JP 16002292 A JP16002292 A JP 16002292A JP H05334819 A JPH05334819 A JP H05334819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gain
frequency
step motor
magnetic head
recording head
Prior art date
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Pending
Application number
JP16002292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Kawamoto
竜二 川本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP16002292A priority Critical patent/JPH05334819A/en
Publication of JPH05334819A publication Critical patent/JPH05334819A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To always perform a proper track following operation. CONSTITUTION:Prior to track following control, a command signal of a prescribed frequency is given to a step motor 22, and the step motor 22 is driven. A displacement amt. of the step motor 22 is detected by an encoder 23, and hence a gain of the above command signal is detected. Fuzzy inference is performed by this gain and a rule determined previously in a fuzzy inference device 30, so that a control parameter of a PID compensator 21 is derived. PID operation of the PID compensator 21 is performed by the derived optimum control parameter, and feedback control for following a track by a magnetic head 13 is performed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】この発明は,記録ヘッドの位置決め装置に
関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a recording head positioning device.

【0002】[0002]

【背景技術】ディスク状の記録媒体においては記録ヘッ
ドを記録媒体のトラックに位置決めする必要がある。記
録ヘッドの位置決めは,たとえばステップ・モータを利
用して行なわれているが,記録媒体の大容量化に伴ない
記録トラックが高密度化し,より精密な位置決めが要求
されている。
2. Description of the Related Art In a disk-shaped recording medium, it is necessary to position a recording head on a track of the recording medium. The positioning of the recording head is performed by using, for example, a step motor, but the recording tracks are densified with the increase in capacity of the recording medium, and more precise positioning is required.

【0003】この要求に応えるためにフィードバック制
御により記録ヘッドの位置決めを行なう装置が現われて
いる(たとえば吉浦ほか 高密度FDDのトラッキング
サーボ 電子情報通信学会 磁気記録研究会資料MR90
−18)。このようなフィードバック制御により記録ヘッ
ドの位置決めを行なう装置の構成の一例が図6に示され
ている。
In order to meet this demand, a device for positioning the recording head by feedback control has appeared (for example, Yoshiura et al. Tracking Servo for High Density FDD Magnetic Recording Research Society Material MR90 of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers).
-18). FIG. 6 shows an example of the configuration of an apparatus for positioning the recording head by such feedback control.

【0004】図6に示す回路は,第1のサーボ回路10と
第2のサーボ回路20とから構成されている。
The circuit shown in FIG. 6 is composed of a first servo circuit 10 and a second servo circuit 20.

【0005】記録媒体の偏心量が検出され,偏心量を表
わす信号*xが第1のサーボ回路10の減算器11に与えら
れる。減算器11には磁気ヘッド13からの磁気ヘッド位置
を表わす信号も入力している。減算器11によって記録媒
体の偏心による磁気ヘッド13の位置ずれ量を表わす信号
eが得られ,偏差補償器12に与えられる。
An eccentricity amount of the recording medium is detected, and a signal * x representing the eccentricity amount is given to the subtractor 11 of the first servo circuit 10. A signal representing the magnetic head position from the magnetic head 13 is also input to the subtractor 11. The subtractor 11 obtains a signal e representing the amount of positional deviation of the magnetic head 13 due to the eccentricity of the recording medium, and supplies it to the deviation compensator 12.

【0006】偏差補償器12によって入力する磁気ヘッド
13の位置ずれ量を表わす信号にもとづいて磁気ヘッド13
を位置決めすべきトラックに追従させるよう指令信号r
が出力される。
Magnetic head input by deviation compensator 12
The magnetic head 13 based on the signal indicating the position deviation amount of 13
Command signal r to follow the track to be positioned
Is output.

【0007】第1のサーボ回路10によって,記録媒体の
偏心による磁気ヘッド13の位置ずれが防止されるように
目標トラックに位置決めされ,目標トラックから外れな
いようにフィードバック制御されるようになる。
The first servo circuit 10 positions the magnetic head 13 on the target track so as to prevent displacement of the magnetic head 13 due to eccentricity of the recording medium, and feedback control is performed so that the magnetic head 13 does not deviate from the target track.

【0008】偏差補償器12から出力される指令信号rは
第2のサーボ回路20の減算器24に与えられる。磁気ヘッ
ドの位置決め装置には磁気ヘッド13を駆動するステップ
・モータ22の回転位置を検出するためのエンコーダ23が
含まれている。このエンコーダ23の出力信号によって表
わされるステップ・モータ22の位置信号も減算器24に与
えられている。減算器24によって記録媒体の振動による
磁気ヘッド13の位置ずれ量を表わす信号が得られPID
補償器21に与えられる。
The command signal r output from the deviation compensator 12 is given to the subtractor 24 of the second servo circuit 20. The magnetic head positioning device includes an encoder 23 for detecting the rotational position of a step motor 22 that drives the magnetic head 13. The position signal of the step motor 22 represented by the output signal of the encoder 23 is also given to the subtractor 24. A signal representing the amount of displacement of the magnetic head 13 due to the vibration of the recording medium is obtained by the subtractor 24 and the PID is obtained.
It is given to the compensator 21.

【0009】PID補償器21によって記録媒体の振動に
よる磁気ヘッド13の位置ずれが是正されるように指令信
号が出力され,ステップ・モータ22に与えられる。
A command signal is outputted by the PID compensator 21 so as to correct the positional deviation of the magnetic head 13 due to the vibration of the recording medium, and the command signal is given to the step motor 22.

【0010】第2のフィードバック回路20によって,記
録媒体の振動による磁気ヘッド13の位置ずれが防止され
るように目標トラックに位置決めされるようになる。
The second feedback circuit 20 positions the magnetic head 13 on the target track so as to prevent displacement of the magnetic head 13 due to vibration of the recording medium.

【0011】図6に示す磁気ヘッド位置決め装置に含ま
れる第2のサーボ回路20の詳細なブロック図が図7に示
されている。
A detailed block diagram of the second servo circuit 20 included in the magnetic head positioning apparatus shown in FIG. 6 is shown in FIG.

【0012】図7において,KI は積分ゲイン,Kd
微分ゲイン,Kc はループ・ゲイン,Kr0は指令値の補
正係数,Kr1は指令値の変位ゲイン,Kf はスティフネ
ス(ステップ・モータ22の推力定数),Mはイナーシャ
(磁気ヘッドの可動子の質量),およびDは粘性係数で
ある。
In FIG. 7, K I is an integral gain, K d is a differential gain, K c is a loop gain, K r0 is a command value correction coefficient, K r1 is a command value displacement gain, and K f is a stiffness (step). The thrust constant of the motor 22), M is the inertia (mass of the mover of the magnetic head), and D is the viscosity coefficient.

【0013】PID補償器21によってPID補償器21に
入力する信号にKc (1+KI /s+Kd s)のゲイン
が課され,かつ補正されてステップ・モータ22に指令信
号として与えられる。
The PID compensator 21 applies a gain of K c (1 + K I / s + K d s) to the signal input to the PID compensator 21, and corrects the gain to give it to the step motor 22 as a command signal.

【0014】図6および図7に示す磁気ヘッド位置決め
装置において,図7の各回路のゲインの値は磁気ヘッド
位置決め装置の製作時に一定の値に定められる。しかし
ながら組立の精度,経時的な変化によってゲインの値に
変化が生じ,磁気ヘッドの位置決め精度に影響を及ぼ
し,位置決めの安定性を必らずしも確保し得ないという
問題がある。
In the magnetic head positioning apparatus shown in FIGS. 6 and 7, the gain value of each circuit in FIG. 7 is set to a constant value when the magnetic head positioning apparatus is manufactured. However, there is a problem in that the gain value changes due to the accuracy of assembly and changes over time, which affects the positioning accuracy of the magnetic head, and the stability of positioning cannot be ensured.

【0015】[0015]

【発明の開示】この発明は,記録ヘッドの位置決め精度
を向上し,記録ヘッドの位置決めの安定性を確保できる
ようにすることを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the positioning accuracy of a recording head and ensure the stability of the positioning of the recording head.

【0016】この発明の記録ヘッドの位置決め装置は,
記録ヘッドを記録媒体の記録トラックに追従させるため
にフィードバック制御によって上記記録ヘッドを移送す
る駆動モータ,所定の駆動信号を上記駆動モータに与
え,上記駆動モータの変位量を検出する検出手段,上記
検出手段によって検出された駆動モータの変位量とあら
かじめ設定された所定のルールにしたがってファジィ推
論を行ないフィードバック制御に用いる制御パラメータ
を導き出すファジィ推論手段,およびファジィ推論され
た制御パラメータを用いてフィードバック制御を行ない
上記記録ヘッドの記録媒体の記録トラック追従制御を行
なうよう制御する制御手段を備えていることを特徴とす
る。
The recording head positioning device of the present invention comprises:
A drive motor for moving the recording head by feedback control so that the recording head follows the recording track of the recording medium, a detection means for applying a predetermined drive signal to the drive motor, and detecting the displacement amount of the drive motor, the detection Fuzzy inference means for performing fuzzy inference according to the displacement amount of the drive motor detected by the means and predetermined rules set in advance to derive control parameters used for feedback control, and feedback control using the fuzzy inference control parameters A control means for controlling the recording track following control of the recording medium of the recording head is provided.

【0017】この発明によると,駆動モータに駆動信号
が与えられこの駆動信号によって生じる駆動モータの変
位量が検出される。検出された変位量とあらかじめ設定
されたルールにしたがってファジィ推論が行なわれ,最
適な制御パラメータが導出される。
According to the present invention, the drive signal is applied to the drive motor, and the displacement amount of the drive motor caused by the drive signal is detected. Fuzzy inference is performed according to the detected displacement and preset rules to derive the optimum control parameters.

【0018】ファジィ推論が行なわれて記録ヘッドの位
置決めにおけるフィードバック制御に必要な最適な制御
パラメータが得られるので,追従する記録トラックなど
状況に応じた最適な制御パラメータが得られ,常に最適
な記録ヘッドの位置制御が行なわれる。したがって記録
ヘッドのトラック外れを最小限に抑えることができ,比
較的安定した記録ヘッドの位置決めを行なうことができ
るようになる。
Since fuzzy inference is performed to obtain optimum control parameters necessary for feedback control in recording head positioning, optimum control parameters according to the situation such as the recording track to follow can be obtained and the optimum recording head is always available. Position control is performed. Therefore, the track deviation of the recording head can be minimized, and the recording head can be positioned relatively stably.

【0019】また常に安定した記録ヘッドの位置決めを
行なうことができるので,装置の組立精度を低くしても
位置決め精度は向上しており,装置の製造コストを下げ
ることができるようになる。
Further, since the recording head can always be positioned stably, the positioning accuracy is improved even if the assembly accuracy of the apparatus is lowered, and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.

【0020】上記所定の駆動信号は,好ましくは上記駆
動モータの固有周波数よりも低い周波数の信号と上記駆
動モータの固有周波数よりも高い周波数の信号を用い
る。
The predetermined drive signal preferably uses a signal having a frequency lower than the natural frequency of the drive motor and a signal having a frequency higher than the natural frequency of the drive motor.

【0021】[0021]

【実施例の説明】図1はこの発明の実施例を示すもの
で,磁気ヘッドの位置決め装置のブロック図である。図
1において図6に示すものと同一物には同一符号を付し
て説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a block diagram of a magnetic head positioning device. In FIG. 1, the same parts as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0022】図1の説明の前に,ステップ・モータ22の
指令−ゲイン係数Kr ,スティフネスKf の算出方法に
ついて述べる。
Prior to the description of FIG. 1, a method of calculating the command-gain coefficient K r and the stiffness K f of the step motor 22 will be described.

【0023】ステップ・モータの伝達関数は一般に次式
の2次遅れ系によって近似することができる。
The transfer function of the step motor can be generally approximated by the second-order delay system of the following equation.

【0024】[0024]

【数1】 G(s)=Kf ・Kr /(Ms2 +Ds+Kf ) …式1[Number 1] G (s) = K f · K r / (Ms 2 + Ds + K f) ... formula 1

【0025】式1のボード線図が図2に表わされてい
る。図2においてωn はステップ・モータの固有周波数
である。
The Bode plot of Equation 1 is presented in FIG. In FIG. 2, ω n is the natural frequency of the step motor.

【0026】また指令−変位ゲインG[dB]と指令−
変位ゲイン係数Kr との関係は次式によって表わされ
る。
Command-displacement gain G [dB] and command-
The relationship with the displacement gain coefficient K r is expressed by the following equation.

【0027】[0027]

【数2】 [Equation 2]

【0028】固有周波数ωn とステップ・モータのイナ
ーシャMおよびスティフネスKf との間には次式で表わ
される関係がある。
There is a relationship between the natural frequency ω n and the inertia M and stiffness K f of the step motor expressed by the following equation.

【0029】[0029]

【数3】 [Equation 3]

【0030】さらに図2に示すようにボード線図は固有
周波数ωn 以上の周波数領域においては,固有周波数ω
n と指令−変位ゲインGとの交点Aを通る傾き−40[d
B/dec ]の直線に漸近する。
Further, as shown in FIG. 2, the Bode diagram shows that in the frequency region above the natural frequency ω n , the natural frequency ω
Inclination passing through the intersection A between n and the command-displacement gain G-40 [d
B / dec].

【0031】固有周波数ωn 以下の第1の周波数ω
1 (たとえば固有周波数ωn が150 [Hz]ならば50
[Hz])における指令−変位ゲインがわかれば式2よ
り指令−変位ゲイン係数Kr を求めることができる。ま
た固有周波数ωn 以上の第2の周波数ω2 (たとえば30
0 [Hz])における指令−変位ゲインがわかればこの
ゲインの値を通り−40[dB/dec ]の傾きをもつ直線
と周波数ω2 のゲイン値を通る傾き0の直線との交点に
より固有周波数ωn が求まる。固有周波数ωn とイナー
シャMがわかることにより式3からスティフネスKf
求めることができる。
First frequency ω equal to or lower than natural frequency ω n
1 (for example, if the natural frequency ω n is 150 [Hz], 50
If the command-displacement gain in [Hz]) is known, the command-displacement gain coefficient K r can be obtained from Equation 2. The second frequency above the natural frequency omega n omega 2 (e.g. 30
If the command-displacement gain at 0 [Hz]) is known, the natural frequency is determined by the intersection of a straight line passing through this gain value and having a slope of −40 [dB / dec] and a straight line passing through the gain value of frequency ω 2 and having a slope of ω n is obtained. By knowing the natural frequency ω n and the inertia M, the stiffness K f can be obtained from the equation 3.

【0032】次にこれら指令−変位ゲイン値Kr とステ
ィフネスKf とから,積分ゲインKI ,微分ゲイン
d ,ループ・ゲインKc ,および指令−変位ゲイン補
正係数Kr0を算出する方法について述べる。
Next, a method for calculating the integral gain K I , the differential gain K d , the loop gain K c , and the command-displacement gain correction coefficient K r0 from these command-displacement gain value K r and stiffness K f will be described. State.

【0033】図7を参照して,指令−変位ゲインKr1
指令−変位ゲイン補正係数Kr0との間には次式が成立す
ることが好ましい。
Referring to FIG. 7, it is preferable that the following equation is established between the command-displacement gain K r1 and the command-displacement gain correction coefficient K r0 .

【0034】[0034]

【数4】Kr1・Kr0=1 …式4[Equation 4] K r1 · K r0 = 1 Equation 4

【0035】式4より指令−変位ゲイン係数Kr0は次式
より得られる。
From equation 4, the command-displacement gain coefficient K r0 is obtained from the following equation.

【0036】[0036]

【数5】Kr0=1/Kr1 …式5[Equation 5] K r0 = 1 / K r1 Equation 5

【0037】第2のサーボ回路20のループ・ゲインをK
L とすると,このループ・ゲインKL は一定である。式
4が成立しているとするとループ・ゲインKL は次式で
得られる。
K is the loop gain of the second servo circuit 20.
If L , this loop gain K L is constant. Assuming that Equation 4 holds, the loop gain K L is obtained by the following equation.

【0038】[0038]

【数6】KL =Kc ・Kf …式6[Equation 6] K L = K c · K f Equation 6

【0039】式6よりループ・ゲインKc は次式で得ら
れる。
From Equation 6, the loop gain K c is obtained by the following equation.

【0040】[0040]

【数7】Kc =KL /Kf …式7## EQU7 ## K c = K L / K f Equation 7

【0041】さらに積分のカットオフ周波数をfci[H
z]とすると,このカットオフ周波数fciと積分ゲイン
I との関係は次式で与えられる。
Further, the cutoff frequency of integration is f ci [H
z], the relationship between the cutoff frequency f ci and the integral gain K I is given by the following equation.

【0042】[0042]

【数8】KI =fci×2π …式8## EQU8 ## K I = f ci × 2π Equation 8

【0043】また微分のカットオフ周波数をfcd[H
z]とすると,このカットオフ周波数fcdと微分ゲイン
d との関係は次式で与えられる。
Further, the cutoff frequency of differentiation is f cd [H
z], the relationship between the cutoff frequency f cd and the differential gain K d is given by the following equation.

【0044】[0044]

【数9】Kd =1/(fcd×2π) …式9## EQU9 ## K d = 1 / (f cd × 2π) Equation 9

【0045】ここで,スティフネスKf が大きい値であ
れば積分のカットオフ周波数fciおよび微分のカットオ
フ周波数fcdいずれとも大きくすれば良く,スティフネ
スKf が小さい値であれば積分のカットオフ周波数fci
および微分のカットオフ周波数fcdのいずれとも小さく
すれば良いことが一般に知られている。
Here, if the stiffness K f is large, both the cutoff frequency f ci for integration and the cutoff frequency f cd for differentiation are large, and if the stiffness K f is small, the cutoff for integration is small. Frequency f ci
It is generally known that both the cutoff frequency f cd and the differential cutoff frequency may be reduced.

【0046】したがって,上記のスティクネスKf とカ
ットオフ周波数fciおよびfcdとの関係と,式8および
式9で表わされる積分のカットオフ周波数fciと積分ゲ
インKI の関係および微分のカットオフ周波数fcdと微
分ゲインKd の関係とから,スティフネスKf と積分ゲ
インKI および微分ゲインKd の関係が導出される。す
なわち,スティフネスKf が大きい値ならば積分ゲイン
I を大きくするが,微分ゲインKd は小さくする。ま
たスティフネスKf が小さい値ならば積分ゲインKI
小さくするが,微分ゲインKd は大きくする。
Therefore, the relation between the above-mentioned stickiness K f and the cutoff frequencies f ci and f cd , the relation between the integral cutoff frequency f ci and the integral gain K I expressed by the equations 8 and 9, and the cutoff of the derivative. From the relationship between the off frequency f cd and the differential gain K d , the relationship between the stiffness K f and the integral gain K I and the differential gain K d is derived. That is, if the stiffness K f is large, the integral gain K I is increased, but the differential gain K d is decreased. If the stiffness K f has a small value, the integral gain K I is reduced, but the differential gain K d is increased.

【0047】このように上記式5,上記式7および上記
のスティフネスKf と積分ゲインKI および微分ゲイン
d との関係から,指令−変位ゲインKr およびスティ
クネスKf がわかれば第2のサーボ回路20のそのほかの
制御パラメータ(指令−変位ゲイン補正係数Kr0,ルー
プ・ゲインKL ,積分ゲインKI および微分ゲイン
d )を求めることができる。
In this way, if the command-displacement gain K r and the stickiness K f are known from the equations 5 and 7 and the relationship between the stiffness K f and the integral gain K I and the differential gain K d , the second value is obtained. Other control parameters of the servo circuit 20 (command-displacement gain correction coefficient K r0 , loop gain K L , integral gain K I and differential gain K d ) can be obtained.

【0048】以上のことより固有周波数ωn 以下の周波
数ω1 のゲインG1 と固有周波数ωn 以上の周波数ω2
のゲインG2 がわかれば図6に示す第2のサーボ回路20
のすべての制御パラメータを知ることができる。
The gain G 1 of the frequency ω 1 of less than or equal to the natural frequency ω n From the above it and the natural frequency ω n or more of the frequency ω 2
If the gain G 2 is known, the second servo circuit 20 shown in FIG.
All control parameters of can be known.

【0049】固有周波数ωn 以下の周波数ω1 のゲイン
1 と固有周波数ωn 以上の周波数のゲインG2 と,第
2のサーボ回路20の各制御パラメータKc ,KI ,KD
およびKr0の関係が図3(A) 〜(C) に示されている。図
3(A) は固有周波数ωn 以下の周波数ω1 のゲインG1
と指令−変位ゲイン補正係数Kr0との関係を示し,図3
(B) は固有周波数ωn 以下の周波数のゲインG1 および
固有周波数ωn 以上の周波数のゲインG2 と,ループ・
ゲインKc および微分ゲインKD との関係を示し,図3
(C) は固有周波数ωn 以上の周波数のゲインG1 および
固有周波数ωn以下の周波数のゲインG1 と積分ゲイン
I との関係を示している。
The gain G 1 of the frequency ω 1 equal to or lower than the natural frequency ω n , the gain G 2 of the frequency equal to or higher than the natural frequency ω n , and the control parameters K c , K I , and K D of the second servo circuit 20.
The relationship between K r0 and K r0 is shown in FIGS. 3 (A)-(C). FIG. 3 (A) shows a gain G 1 of frequency ω 1 which is equal to or lower than the natural frequency ω n.
And the command-displacement gain correction coefficient K r0 are shown in FIG.
(B) the gain G 2 of gain G 1 and the natural frequency omega n frequencies above the frequencies below the natural frequency omega n, loop
The relationship between the gain K c and the differential gain K D is shown in FIG.
(C) shows the relationship between the gain G 1 of the gain G 1 and the natural frequency omega n below the frequency of the higher natural frequency omega n and the integral gain K I.

【0050】図3(A) に示すように固有周波数ωn 以下
の周波数のゲインG1 と指令−変位ゲイン補正係数Kr0
とは反比例の関係にあり,固有周波数ωn 以下の周波数
のゲインG1 が増加すれば指令−変位ゲイン補正係数K
r0は減少,固有周波数ωn 以下の周波数のゲインG1
減少すれば指令−変位ゲイン補正係数Kr0は増加する。
As shown in FIG. 3 (A), the gain G 1 and the command-displacement gain correction coefficient K r0 at a frequency equal to or lower than the natural frequency ω n are obtained.
Is inversely proportional to, and if the gain G 1 at a frequency equal to or lower than the natural frequency ω n increases, the command-displacement gain correction coefficient K
The command-displacement gain correction coefficient K r0 increases when r0 decreases and the gain G 1 at a frequency equal to or lower than the natural frequency ω n decreases.

【0051】また図3(B) に示すように固有周波数ωn
以上の周波数のゲインG2 とループ・ゲインKc および
微分ゲインKd とは負の比例係数で比例し,固有周波数
ωn以上の周波数のゲインG2 が増加するとループ・ゲ
インKc と微分ゲインKd とは減少し,固有周波数ωn
以下の周波数のゲインが減少するとループ・ゲインKc
と微分ゲインKd とは増加する。さらに固有周波数ωn
以下の周波数のゲインG1 が小さくなると,各値はそれ
ぞれ小さくなる。
Further, as shown in FIG. 3B, the natural frequency ω n
The gain G 2 of the above frequency is proportional to the loop gain K c and the differential gain K d with a negative proportional coefficient, and when the gain G 2 of the frequency above the natural frequency ω n increases, the loop gain K c and the differential gain K d decreases and the natural frequency ω n
If the gain of the following frequencies decreases, the loop gain K c
And the differential gain K d increase. Furthermore, the natural frequency ω n
When the gain G 1 of the following frequencies becomes smaller, each value becomes smaller.

【0052】さらに図3(C) に示すように固有周波数ω
n 以上の周波数のゲインG1 と積分ゲインKI とは正比
例し,固有周波数ωn 以上の周波数のゲインG2 が増加
すると積分ゲインKI も増加し,固有周波数ωn 以上の
周波数のゲインが減少すると積分ゲインKI も減少す
る。さらに固有周波数ωn 以下の周波数のゲインが小さ
くなると積分ゲインKI は増加する。
Further, as shown in FIG. 3 (C), the natural frequency ω
The gain G 1 at a frequency of n or more is directly proportional to the integral gain K I, and when the gain G 2 at a frequency of the natural frequency ω n or more increases, the integral gain K I also increases, and the gain of the frequency of the natural frequency ω n or more becomes When it decreases, the integral gain K I also decreases. Further, when the gain at frequencies below the natural frequency ω n becomes smaller, the integral gain K I increases.

【0053】このような図3(A) 〜(C) をルール化する
と次のようになる。 If G1 =NL then Kr0=PL If G1 =PL,G2 =NL then Kc =PL,K
r0=NL,KI =NL,Kd =PL If G1 =ZR,G2 =ZR then Kc =ZR,K
r0=ZR,KI =ZR,Kd =ZR If G1 =NL,G2 =PL then Kc =NL,K
r0=PL,KI =PL,Kd =NL If G1 =NM,G2 =NM then Kc =PM,K
r0=PM,KI =NM,Kd =NL If G1 =NM,G2 =PM then Kc =NM,K
r0=PM,KI =PM,Kd =PL
The rules shown in FIGS. 3A to 3C are as follows. If G 1 = NL then K r0 = PL If G 1 = PL, G 2 = NL then K c = PL, K
r0 = NL, K I = NL, K d = PL If G 1 = ZR, G 2 = ZR then K c = ZR, K
r0 = ZR, K I = ZR, K d = ZR If G 1 = NL, G 2 = PL then K c = NL, K
r0 = PL, K I = PL, K d = NL If G 1 = NM, G 2 = NM then K c = PM, K
r0 = PM, K I = NM, K d = NL If G 1 = NM, G 2 = PM then K c = NM, K
r0 = PM, K I = PM, K d = PL

【0054】ここでNLはNegative Large(負で大き
い),NMはNegative Middle (負の中位),NSは
Negative Small(負で小さい),ZRはZero (ほぼ
零),PSはPositive Small(正で小さい),PMは
Positive Middle (正で中位),PLはPositive L
arge(正で大きい)をそれぞれ表わしている。
Here, NL is Negative Large (negative and large), NM is Negative Middle (negative negative), NS is Negative Small (negative and small), ZR is Zero (almost zero), and PS is Positive Small (positive). Is small), PM is Positive Middle, and PL is Positive L
Represents arge (positive and large).

【0055】図4は上述したG1 およびG2 の状態を表
わす前件部の変数に関するメンバーシップ関数の一例を
示すものである。
FIG. 4 shows an example of the membership function relating to the variables of the antecedent part representing the states of G 1 and G 2 described above.

【0056】図5は上述したKc ,Kr0,KI ,Kd
状態を表わす後件部の変数に関するメンバーシップ関数
の一例を示すものである。
FIG. 5 shows an example of the membership function relating to the variables of the consequent part representing the states of K c , K r0 , K I and K d described above.

【0057】磁気ヘッドの位置決め装置においては図1
に示すようにファジィ推論装置30が含まれている。この
ファジィ推論装置30によって固有周波数ωn 以上と以下
のそれぞれの周波数のゲインG1 ,G2 を上述したルー
ルにしたがって図4に示すメンバーシップ関数に適用
し,それらの適合度のMINまたはMAX演算結果をさ
らに図5に示すメンバーシップ関数に適用することによ
りファジィ推論を行ない,推論結果をデファジファイ
(非ファジィ化)して各値Kc ,Kr0,KI およびKd
を求める。求められた各値を用いて磁気ヘッドの位置決
め制御が行なわれる。
FIG. 1 shows a magnetic head positioning device.
A fuzzy reasoning device 30 is included as shown in FIG. The fuzzy inference device 30 applies the gains G 1 and G 2 of the frequencies above and below the natural frequency ω n to the membership function shown in FIG. 4 in accordance with the rules described above, and performs the MIN or MAX calculation of their goodness of fit. Fuzzy inference is performed by further applying the result to the membership function shown in FIG. 5, and the inference result is defuzzified (defuzzified) to obtain each value K c , K r0 , K I and K d.
Ask for. Positioning control of the magnetic head is performed using the obtained values.

【0058】次に第2のサーボ回路20の各制御パラメー
タを求めて磁気ヘッドの位置決め制御を行なうまでの手
順を図1を参照して総括的に述べる。
Next, the procedure for obtaining each control parameter of the second servo circuit 20 and performing the positioning control of the magnetic head will be generally described with reference to FIG.

【0059】図1に示す磁気ヘッド位置決め装置では図
6に示す磁気ヘッド位置決め装置と比べて,正弦波発生
器31,ファジィ推論装置30,ピークホールド回路32,お
よびメモリ33が含まれている。
The magnetic head positioning device shown in FIG. 1 includes a sine wave generator 31, a fuzzy inference device 30, a peak hold circuit 32, and a memory 33, as compared with the magnetic head positioning device shown in FIG.

【0060】まず正弦波発生器31から固有周波数ωn
下の第1の周波数(たとえば50Hz)と固有周波数ωn
以上の第2の周波数(たとえば300 Hz)の2種類の正
弦波状の指令信号が出力され,ステップ・モータ22およ
びファジィ推論装置30にそれぞれ与えられる。これによ
りステップ・モータ22が駆動される。
Firstly a sine wave generator 31 from the natural frequency omega n following the first frequency (e.g. 50 Hz) natural frequency omega n
Two kinds of sinusoidal command signals having the above second frequency (for example, 300 Hz) are output and given to the step motor 22 and the fuzzy inference device 30, respectively. This drives the step motor 22.

【0061】指令信号に応じたステップ・モータ22の変
位量がエンコーダ23によって検出される。検出された変
位量はピーク・ホールド回路32に与えられ,50[Hz]
の指令信号がステップ・モータ22に入力したときの振幅
値と300 [Hz]の指令信号がステップ・モータ22に入
力したときの振幅値とがそれぞれ検出される。検出され
たそれぞれの振幅値はファジィ推論装置30に与えられ,
正弦波発生器31から入力したそれぞれの周波数の指令信
号の振幅と比較される。この比較により固有周波数ωn
以下の第1の周波数のゲインG1 と固有周波数ωn 以上
の第2の周波数のゲインG2 が算出される。
The displacement amount of the step motor 22 according to the command signal is detected by the encoder 23. The detected displacement amount is given to the peak hold circuit 32 and 50 [Hz]
The amplitude value when the command signal is input to the step motor 22 and the amplitude value when the command signal of 300 [Hz] is input to the step motor 22 are detected. Each detected amplitude value is given to the fuzzy reasoning device 30,
The amplitudes of the command signals of the respective frequencies input from the sine wave generator 31 are compared. By this comparison, the natural frequency ω n
Following the first gain G 1 and the gain G 2 of the natural frequency omega n or more second frequency of the frequency it is calculated.

【0062】ファジィ推論装置30において固有周波数ω
n 以下の第1の周波数のゲインG1と,固有周波数ωn
以上の第2の周波数のゲインG2 とから上述のルールに
したがったファジィ推論が行なわれる。このファジィ推
論により第2のサーボ回路20の各制御パラメータが得ら
れる。算出された各制御パラメータはメモリ33に与えら
れ記憶される。
Natural frequency ω in fuzzy reasoning apparatus 30
The gain G 1 of the first frequency equal to or less than n and the natural frequency ω n
Fuzzy inference according to the above rule is performed from the gain G 2 of the second frequency. By this fuzzy inference, each control parameter of the second servo circuit 20 can be obtained. The calculated control parameters are given and stored in the memory 33.

【0063】記録媒体のトラックの複数の位置において
各制御パラメータが検出され,そのトラックの最適な制
御パラメータがメモリ33に記憶される。この制御パラメ
ータの検出は記録媒体のすべてのトラックについて行な
われ,記録媒体の各トラックに応じた最適な制御パラメ
ータがメモリ33に記憶されることとなる。
Each control parameter is detected at a plurality of positions on the track of the recording medium, and the optimum control parameter for the track is stored in the memory 33. The control parameters are detected for all the tracks of the recording medium, and the optimum control parameters for each track of the recording medium are stored in the memory 33.

【0064】磁気ヘッドの位置決め装置に記録または再
生指令が与えられると,記録または再生するトラック番
号が読取られ読取られたトラック番号に対応した制御パ
ラメータがメモリ33から読出されてPID補償器21に与
えられる。与えられた制御パラメータによって定まるP
ID動作がPID補償器21によって行なわれ,第2のサ
ーボ回路20により記録媒体の振動によるトラック外れが
防止される。
When a recording or reproducing command is given to the magnetic head positioning device, the track number to be recorded or reproduced is read, and the control parameter corresponding to the read track number is read from the memory 33 and given to the PID compensator 21. Be done. P determined by the given control parameters
The ID operation is performed by the PID compensator 21, and the second servo circuit 20 prevents the track off due to the vibration of the recording medium.

【0065】第1のサーボ回路10によって記録媒体の偏
心によるトラック外れが防止されるのは背景技術の項で
説明した通りである。
The first servo circuit 10 prevents the off-track due to the eccentricity of the recording medium, as described in the background art section.

【0066】上述の実施例においては磁気ヘッドの位置
決め装置において正弦波発生器31を用いてステップ・モ
ータ22に正弦波を与えてPID補償器21へ制御パラメー
タを定めているが,正弦波のみならずステップ状または
ランプ状の指令信号をステップ・モータ22に与えるよう
にしてもよい。
In the above-described embodiment, the sine wave generator 31 is used in the magnetic head positioning device to give a sine wave to the step motor 22 to determine the control parameters for the PID compensator 21. Instead of this, a step-shaped or ramp-shaped command signal may be given to the step motor 22.

【0067】また,正弦波発生器31,ファジィ推論装置
30およびピーク・ホールド回路32はハードウェアのみな
らずソフトウェアを用いて実現することもできる。
Further, the sine wave generator 31, the fuzzy inference device
30 and peak hold circuit 32 can be implemented using software as well as hardware.

【0068】さらにステップ・モータはロータリィ・タ
イプ,リニア・タイプを問わず適用することができる。
Further, the step motor can be applied regardless of whether it is a rotary type or a linear type.

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

【図1】この発明の実施例を示すもので,磁気ヘッドの
位置決め装置の電気的構成のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an electric configuration of a magnetic head positioning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】ステップ・モータのボード線図である。FIG. 2 is a Bode diagram of a step motor.

【図3】ステップ・モータの周波数に対するゲインとP
ID補償器の制御パラメータとの関係を示すもので,
(A) はステップ・モータの周波数と指令−変位ゲイン補
正係数の関係を示し,(B) はステップ・モータの周波数
とループ・ゲインおよび微分ゲインとの関係を示し,
(C) はステップ・モータの周波数と積分ゲインとの関係
を示している。
[Fig. 3] Gain and P for frequency of step motor
It shows the relationship with the control parameters of the ID compensator.
(A) shows the relationship between the step motor frequency and the command-displacement gain correction coefficient, and (B) shows the relationship between the step motor frequency and the loop gain and differential gain.
(C) shows the relationship between the step motor frequency and the integral gain.

【図4】ファジィ・ルールの前件部のメンバーシップ関
数の一例を示している。
FIG. 4 shows an example of a membership function of the antecedent part of a fuzzy rule.

【図5】ファジィ・ルールの後件部のメンバーシップ関
数の一例を示している。
FIG. 5 shows an example of a membership function of the consequent part of a fuzzy rule.

【図6】磁気ヘッドの位置決め装置の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a magnetic head positioning device.

【図7】磁気ヘッド位置決め装置に含まれる第2のサー
ボ回路のブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram of a second servo circuit included in the magnetic head positioning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 第2のサーボ回路 21 PID補償器 22 ステップ・モータ 30 ファジィ推論装置 31 正弦波発生器 33 メモリ 20 Second servo circuit 21 PID compensator 22 Step motor 30 Fuzzy inference device 31 Sine wave generator 33 Memory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録ヘッドを記録媒体の記録トラックに
追従させるためにフィードバック制御によって上記記録
ヘッドを移送する駆動モータ,所定の駆動信号を上記駆
動モータに与え,上記駆動モータの変位量を検出する検
出手段,上記検出手段によって検出された駆動モータの
変位量とあらかじめ設定された所定のルールにしたがっ
てファジィ推論を行ないフィードバック制御に用いる制
御パラメータを導き出すファジィ推論手段,およびファ
ジィ推論された制御パラメータを用いてフィードバック
制御を行ない上記記録ヘッドの記録媒体の記録トラック
追従制御を行なうよう制御する制御手段,を備えた記録
ヘッドの位置決め装置。
1. A drive motor for moving the recording head by feedback control so that the recording head follows a recording track of a recording medium, a predetermined driving signal is given to the driving motor, and a displacement amount of the driving motor is detected. The detection means, the displacement amount of the drive motor detected by the detection means, and fuzzy inference means for performing fuzzy inference according to a predetermined rule set in advance to derive control parameters used for feedback control, and the fuzzy inference control parameter are used. A recording head positioning device comprising a control means for performing feedback control to perform recording track following control of the recording medium of the recording head.
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