JPH06215508A - 位置決め制御の状態推定器及び補償器とこれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

位置決め制御の状態推定器及び補償器とこれを用いた磁気ディスク装置

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JPH06215508A
JPH06215508A JP545793A JP545793A JPH06215508A JP H06215508 A JPH06215508 A JP H06215508A JP 545793 A JP545793 A JP 545793A JP 545793 A JP545793 A JP 545793A JP H06215508 A JPH06215508 A JP H06215508A
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positioning control
control
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magnetic head
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Tomoyuki Nishimura
知之 西村
Yoshiaki Kawada
芳昭 川田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドの高速・高精度位置決め制御を行
う。 【構成】 磁気ヘッド20のシーク開始時に、目標シリ
ンダの属するゾーンで精密位置決め制御を行うのに最適
なアクチュエータ9の力定数(Kf )によって求めたパ
ラメータをパラメータテーブルA15,B16から取り
込み、状態推定器11及び精密位置決め用補償器12の
演算時に用いることにより、速度追従制御から精密位置
決め制御の切り替え時のパラメータ変化をなくなり、推
定誤差を少なくすることができる。また、他のパラメー
タ補正方法を用いる場合よりもデジタルシグナルプロセ
ッサ(DSP)用メモリの容量が増加せず、従来と同じ
性能のDSPを用いて、過渡応答の良い高速かつ高精度
の位置決め制御ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置決め制御の状態推
定器及び補償器とこれを用いた磁気ディスク装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気ディスク装置における磁気ヘ
ッドの位置決め方法は、例えば、特開昭63−2579
71号公報に記載されたように、シリンダ番号により異
るトラック密度に応じて発生する制御上の誤差を補正す
る補正信号を発生させ、この補正信号をサーボループに
加えて磁気ヘッドの位置決め制御を行っている。
【0003】また、磁気ヘッドの位置決め制御に状態推
定器及び補償器を用いる磁気ディスク装置では、図3に
示すように、位置決め制御器1aと、この出力信号を増
幅するサーボアンプ7と、増幅されたサーボ出力信号に
より磁気ヘッド10を位置決めする駆動源であるアクチ
ュエータ9と、磁気ヘッド10が読み出した磁気ディス
ク21上の位置情報17を位置信号2として復調する復
調器18とを備えて構成されている。
【0004】この位置決め制御器1aは、位置信号2及
びサーボアンプ7からの電流検出信号3をそれぞれアナ
ログ信号からデジタル信号に変換するA/D変換器4,
5と、制御情報を推定する状態推定器11と、精密位置
決めのための補償器12と、速度追従制御のための速度
制御器13と、制御切換器14と、デジタル信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換器6とを備えている。
【0005】次に、従来の磁気ディスク装置における磁
気ヘッド位置決め動作について説明する。まず、磁気ヘ
ッド10が読み出した磁気ディスク21上の位置情報1
7は、復調器18を介して位置信号2に変換される。位
置決め制御器1aは、その復調された位置信号2をA/
D変換器4で離散化し、サーボアンプ7から電流検出信
号3をA/D変換器5で離散化した後は、マイクロプロ
セッサの1つであるデジタルシグナルプロセッサ(図示
せず、以下DSPという)のファームウェアで処理し、
さらに、D/A変換器6でホールドされた後、サーボア
ンプ7に駆動信号8として出力する。
【0006】そして、サーボアンプ7から出力された電
流検出信号3はアクチュエータ9を駆動し、磁気ヘッド
10を磁気ディスク21上の目標シリンダ(トラック)
に移動させる。また、DSPは、位置決め制御器1aを
構成する状態推定器11,補償器12,速度制御器13
及び速度追従制御と精密位置決め制御とを切り換える制
御切換器14の動作をファームウェアにより制御する。
【0007】このDSPは、上位装置よりシーク命令を
受け取るとシークを開始する。このシーク動作は、具体
的には、磁気ヘッド10の現在地点から目標地点までを
シーク長情報として、速度制御器13によるシーク長に
応じた目標速度に対する速度追従制御と、補償器12に
よる目標シリンダ付近での精密位置決め制御とを行い、
この速度追従制御と精密位置決め制御とは、制御切換器
14により目標シリンダ付近に達したときに切り換えら
れる。
【0008】状態推定器11は、A/D変換器4により
離散化された位置信号と、A/D変換器5により離散化
された電流検出信号とを入力し、速度追従制御と精密位
置決め制御とに用いられ、観測することのできない状態
量である推定速度信号19と推定外力信号20とを推定
する。補償器12は、精密位置決め制御時に制御系が安
定になるよう離散化された位置信号と推定速度信号19
とを入力し制御信号を出力する。速度制御器13は、上
位回路(図示せず)から入力したシーク長情報をもとに
目標速度と推定速度信号19とに比例した制御信号を出
力する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】磁気ディスク装置の磁
気ヘッド駆動源であるアクチュエータは、ボイスコイル
モータ(以下VCMという)より構成されており、この
VCMの力定数(Kf )の値はシリンダ位置により少し
ずつ異なっている。このため、制御のパラメータに使用
する力定数(Kf )を一定とする従来の位置決め制御方
式では、位置決め時における実際の力定数の違いから高
精度の位置決め制御が困難になるという欠点がある。
【0010】また、高精度の位置決め制御を実現するに
は、高速演算が可能なDSPと、このDSPに用いる大
容量メモリとが必要となり、その費用が増大するるとい
う欠点がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッドが
読み取った位置信号と前記磁気ヘッドを位置決めのため
のサーボアンプが出力する電流検出信号とを基に演算し
位置決め制御のための推定速度と推定外力とを推定する
位置決め制御の状態推定器において、磁気ヘッド駆動手
段の力定数(Kf )のばらつきによりシリンダを複数の
ゾーンに分割し前記から求めた演算のためのパラメータ
を前記各ゾーンに格納する第1のテーブルを備えてい
る。
【0012】また、前記磁気ヘッドが読み取った位置信
号と前記状態推定器が推定する推定速度とを基に演算し
位置決め制御信号を出力する位置決め制御の補償器にお
いて、前記力定数のばらつきによりシリンダを複数のゾ
ーンに分割し前記力定数から求めた演算のためのパラメ
ータを前記各ゾーンに格納する第2のテーブルを備えて
いる。
【0013】さらに、磁気ディスク装置は、前記位置決
め制御の状態推定器及び補償器とを備え、シーク時には
前記位置決め制御の状態推定器及び補償器が前記第1及
び第2のテーブルから目標シリンダの属するゾーンのパ
ラメータを取り込んで演算するようにしたことを特徴と
する。
【0014】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0015】図1は本発明の磁気ヘッド位置決め制御回
路の一実施例を示すブロック図である。図1において、
本発明の磁気ディスク装置の位置決め制御回路1は、従
来の磁気ディスク装置の位置決め制御回路1aの構成に
付加し、制御パラメータを格納するパラメータテーブル
A15及びパラメータテーブルB16を備えている。な
お、図1では図3に示す従来例と同じ箇所は同一符号で
示す。
【0016】磁気ヘッド10が読み出した磁気ディスク
21上の位置情報17は、復調器18を介して位置信号
2に変換される。本実施例の位置決め制御器1は、その
復調された位置信号2をA/D変換器4で離散化し、サ
ーボアンプ7から電流検出信号3をA/D変換器5で離
散化した後は、DSPのファームウェアで処理し、さら
にD/A変換器6でホールドされた後、サーボアンプ7
に駆動信号8として出力する。
【0017】そして、サーボアンプ7から出力された電
流検出信号3は、VCMより構成されたアクチュエータ
9を駆動し、磁気ヘッド10を磁気ディスク21上の目
標シリンダ(トラック)に移動させる。また、DSP
は、位置決め制御器1を構成する状態推定器11,補償
器12,速度制御器13及び速度追従制御と精密位置決
め制御とを切り換える制御切換器14の動作をファーム
ウェアにより制御する。
【0018】図2は本実施例におけるDSPによるシー
ク動作の処理を示すフローチャートである。本実施例の
DSP内部では、位置決め制御器1の一部として状態推
定器11、精密位置決め用補償器12、速度追従制御用
速度制御器13、速度追従制御と精密位置決め制御とを
切り換える制御切換器14、及びパラメータを格納する
パラメータテーブルA15,パラメータテーブルB16
がファームウェアで処理される。
【0019】また、DSPは全シリンダを複数のゾーン
に分割し(図2では3つのゾーン分割した場合を示
す)、各ゾーンにおいて精密位置決め制御の演算を行う
ための最適なパラメータが力定数(Kf )から求め、状
態推定器11の演算のためのパラメータはパラメータテ
ーブルA15に格納され、補償器12の演算のためのパ
ラメータはパラメータテーブルB16に格納されてい
る。
【0020】次に、本実施例の動作について図1及び図
2を参照して説明する。
【0021】まず、DSPは上位装置よりシーク命令を
受け取ると、磁気ヘッド10を位置決めする目標シリン
ダ(トラック)がどのゾーンにあるかを判断する。そし
て、位置決め制御に必要なパラメータをパラメータテー
ブルA15,パラメータテーブルB16から取り込み、
状態推定器11及び補償器12にそれぞれ設定した後、
位置決めのためのシーク動作を開始する。
【0022】このシーク動作は、磁気ヘッド10の現在
地点から目標地点までをシーク長情報として、速度制御
器13によるシーク長に応じた目標速度に対する速度追
従制御と、補償器12による目標シリンダ付近での精密
位置決め制御とにより行い、速度追従制御及び精密位置
決め制御は、制御切換器14により目標シリンダ付近に
達したときに切り換えられる。
【0023】状態推定器11は、パラメータテーブルA
15から取り込んだパラメータと、A/D変換器4によ
り離散化された位置信号と、A/D変換器5により離散
化された電流検出信号とを入力し、速度追従制御と精密
位置決め制御とを行い、観測することのできない状態量
である推定速度信号19と推定外力信号20とを推定す
る。
【0024】このとき、補償器12は、パラメータテー
ブルB16から取り込んだパラメータと、精密位置決め
制御時に制御系が安定するよう離散化された位置信号と
推定速度信号19とを入力し制御信号を出力する。ま
た、速度制御器13は、上位回路(図示せず)から入力
したシーク長情報をもとに目標速度と推定速度信号19
とに比例した制御信号を出力する。このようにして、目
標シリンダでの位置決め制御には、予め最適な力定数に
より求めたパラメータを用いてシーク動作を行うため、
速度追従制御から精密位置決め制御の切り替え時のパラ
メータの変化がなく、状態推定器の推定誤差が少なくな
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、シーク開
始時に目標シリンダの属するゾーンで精密位置決め制御
の際に、最適な力定数によって求めたパラメータを取り
込み、状態推定器及び補償器の演算時に用いることによ
り、速度追従制御から精密位置決め制御の切り替え時の
パラメータ変化がなくなるため、状態推定器の推定誤差
が少なくなり、過渡応答の良好な高速かつ高精度の位置
決め制御ができるという効果がある。
【0026】また、他のパラメータ補正方法を用いた場
合よりも、DSP用メモリの容量が増加することなく、
メモリのための費用が少なくて済むという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本実施例のシーク時の処理を示すフローチャー
トである。
【図3】従来例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】 1,1a 位置決め制御器 2 位置信号 3 電流検出信号 4,5 A/D変換器 6 D/A変換器 7 サーボアンプ 8 駆動信号 9 アクチュエータ 10 磁気ヘッド 11 状態推定器 12 補償器 13 速度制御器 14 制御切換器 15 パラメータテーブルA 16 パラメータテーブルB 17 位置情報 18 復調器 19 推定速度信号 20 推定外力信号 21 磁気ディスク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ヘッドが読み取った位置信号と前記
    磁気ヘッドを位置決めのためのサーボアンプが出力する
    電流検出信号とを基に演算し位置決め制御のための推定
    速度と推定外力とを推定する位置決め制御の状態推定器
    において、磁気ヘッド駆動源の力定数(Kf )のばらつ
    きによりシリンダを複数のゾーンに分割し前記力定数か
    ら求めた演算のためのパラメータを前記各ゾーンに格納
    する第1のテーブルを備えることを特徴とする位置決め
    制御の状態推定器。
  2. 【請求項2】 前記磁気ヘッドが読み取った位置信号と
    前記状態推定器が推定する推定速度とを基に演算し位置
    決め制御信号を出力する位置決め制御の補償器におい
    て、前記力定数のばらつきによりシリンダを複数のゾー
    ンに分割し前記力定数から求めた演算のためのパラメー
    タを前記各ゾーンに格納する第2のテーブルを備えるこ
    とを特徴とする位置決め制御の補償器。
  3. 【請求項3】 請求項1及び2記載の位置決め制御の状
    態推定器及び補償器とを備え、シーク時には前記位置決
    め制御の状態推定器及び補償器が前記第1及び第2のテ
    ーブルから目標シリンダの属するゾーンのパラメータを
    取り込んで演算するようにしたことを特徴とする磁気デ
    ィスク装置。
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