JPH065019A - デイスク・ドライブ制御システム及び読み取り／書き込みヘツドの位置設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直接アクセス・ストレージ装置において、読
み取り／書き込みヘツドの位置設定の装置及び方法を与
える。 【構成】 読み取り／書き込みヘツドと、ヘツド用アク
チユエータと、ヘツドの位置信号発生回路と、ヘツドを
所望の位置に位置付ける参照信号源と、位置エラー信号
を発生するための位置信号及び参照信号を組合せる合計
回路と、ヘツドの位置を制御するアクチユエータ信号を
発生するために、位置エラー信号、位置の変化の速度に
関する信号及び位置エラー信号に比例する積分値を含む
選択された入力信号を処理する比例−積分−微分コント
ローラを含むデイスク・ドライブ制御システムにおい
て、１つ、またはそれ以上のデイスク上の選択されたト
ラツクに関連するヘツドの位置を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直接アクセス・ストレ
ージ装置における読み取り／書き込み変換器の位置制御
に係り、より詳細に言えば、選択されたトラツクを探索
する動作が終了する時に、ストレージ・デイスクの選択
されたトラツクの上に、読み取り／書き込み変換器の位
置の設定を迅速、かつ正確に行なうことに関する。更に
詳細に言えば、本発明は、比例積分偏差（proportional
-integral-derivative−ＰＩＤ）コントローラに対し
て、利得の制御を与えるためのフアジイ・ロジツク・コ
ントローラを使用することに関する。

【０００２】

【従来の技術】直接アクセス・ストレージ装置（ＤＡＳ
Ｄ）は、変換器の位置付けを設定することに問題を持つ
フイードバツク・システムの１例である。フイードバツ
ク制御システムは、選択されたシステム変数の関数を比
較し、かつ、制御するために、比較結果を使用すること
により、選択されたシステム変数の間の所定の関係を達
成するために動作する。システム変数とは、変化してい
るシステムの変化量、即ちシステムの状態である。シス
テム変数の例は、増幅器により発生された電圧レベルと
か、アクチユエータによつて対象物に加えられる物理的
な力などを含む。ＤＡＳＤにおいて、回転式アクチユエ
ータ、或は直線式アクチユエータ中のボイス・コイルに
よつて発生される磁界の強さは、このようなシステム変
数である。制御回路は、制御されるサブシステムの応答
を管理する。ＤＡＳＤにおいては、アクチユエータの位
置付け、つまり、複数個のデイスクの内の１枚のデイス
ク上の複数の同心円トラツク、または渦巻状トラツクの
中心上に、アクチユエータによつて移動される読み取り
／書き込み変換器を、殆ど運動しない位置に、より正確
に位置付けることが制御の対象となる。

【０００３】ＤＡＳＤにおいて、読み取り／書き込み変
換器を新しいトラツクに移動することに関して、変換器
の位置付け設定動作の問題がある。トラツク上のフアイ
ルにアクセスすることは、変換器が設定された位置に実
質的に依存するから、制御システムの性能は、変換器を
トラツクの間で移動し、トラツク上に変換器を設定する
までに費される時間を最小限にすることによつて改善さ
れる。このような制御システムは、適当にプログラムさ
れたデイジタル信号プロセツサによつて動作される比例
積分偏差（ＰＩＤ）コントローラが制御素子として実質
的な役割を演ずるフイードバツク・システムである。Ｐ
ＩＤコントローラを常に最適な動作に保つことは、幾つ
かの理由によつて不可能である。トラツクの探索動作
は、異なつた時間で、かつ、異なつたトラツクの間で生
じる。トラツクの探索動作は、システム内において、物
理的に一定の運動で生じない。このような処理に関して
変動を導入する他の要素として、（１）デイスクと読み
取り／書き込みヘツドとの整列度とか、アクチユエータ
・ベアリングの円滑さとか、シヨツク・アブソーバの硬
さなどの因子を変化する温度、（２）探索距離の多様
性、（３）デイスク・ランナウトの相異、（４）アクチ
ユエータ・ベアリングの非直線性、等々がある。出力エ
ラー・コマンド用ＰＩＤコントローラは、オーバーシユ
ート（行き過ぎ）を最小限にするように設計した場合に
は、応答速度が遅くなり、迅速に応答するように設計し
た場合には、オーバーシユートが過大になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、直接
アクセス・ストレージ装置における読み取り／書き込み
変換器の位置付け制御を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、トラツクの探索動作
が終了する時に、ストレージ媒体デイスク上のトラツク
に対して、読み取り／書き込み変換器の位置の設定を迅
速、かつ確実に与えることにある。

【０００６】本発明の他の目的は、直接アクセス・スト
レージ装置において、比例積分偏差コントローラに対し
て、利得の制御を与えるためのフアジイ・ロジツク・コ
ントローラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】読み取り／書き込みヘツ
ドと、読み取り／書き込みヘツド用のアクチユエータ
と、読み取り／書き込みヘツドの位置信号の発生回路
と、読み取り／書き込みヘツドを所望の位置に位置付け
るための参照入力信号の信号源と、位置エラー信号を発
生するために位置信号及び参照入力信号を組合せる合計
回路と、読み取り／書き込みヘツドの位置を制御するア
クチユエータ信号を発生するために、位置エラー信号
（「比例的な」信号）、位置の変化の速度に関する信号
（「微分」信号）及び位置エラー信号に比例する積分値
を含む選択された入力信号を処理するための比例積分偏
差コントローラとを含むデイスク・ドライブ制御システ
ムにおいて、本発明は、１つ、または、それ以上のデイ
スク上の選択されたトラツクに関連する読み取り／書き
込みヘツドの位置を設定する方法を教示するものであ
る。位置エラー信号に応答して、位置エラー信号に比例
する第１の信号と、位置エラー信号の変化の速度に比例
する第２の信号とが与えられる。第１の信号及び第２の
信号は、フアジイ・ロジツク・コントローラに与えら
れ、フアジイ・ロジツク・コントローラは、同じ状態に
関連した可能性の重み付けを決定するために、変化の特
徴の特定の状態に関連したメンバーシツプ関数に対し
て、第１及び第２の信号の値を使用する。更に、可能性
の重み付けは、複数個のブースト（boost）信号を発生
するために、ルール・アクシヨン関数に代入することに
よつて処理され、次に、複数個のブースト信号は、利得
調節信号を発生するために、比例積分偏差（ＰＩＤ）コ
ントローラにおいて組合せられる。ＰＩＤコントローラ
において、位置エラーと、位置エラーの変化の速度との
両方に関する利得は、利得調節信号に応答して調節され
る。

【０００８】

【実施例】図１を参照すると、デイスク・ドライブ１０
の機能を説明するためのブロツク図が示されている。デ
イスク・ドライブ１０は、複数個の同心円トラツク、ま
たは渦巻状トラツク１４を有する複数個の回転磁気デイ
スク、または光学媒体デイスク１２を含んでいる。デー
タ・フアイルは、各デイスクのために別々に設けられた
読み取り／書き込みヘツド１６によつて、トラツク１４
に書き込まれ、または、トラツク１４から読み取られ
る。読み取り／書き込みヘツド１６は、アーマチヤ・ア
ーム１８の端部に装着されており、選択されるトラツク
の中心位置の間で移動される。トラツク１４に沿つてス
トアされたデータを読み取ることによつて、読み取り／
書き込みヘツド１６の位置付け情報が回復される。アー
マチヤ・アーム１８は、アクチユエータ・コントローラ
２０によつて、直線運動、または円弧運動によつて移動
される。

【０００９】読み取り信号は、読み取り／書き込みヘツ
ド１６がデイスク１２上の選択されたトラツクの上に移
動された時に発生される。位置情報は、公知の技術に従
つて読み取り信号から取り出され、フイードバツク信号
として合計回路２４に入力される。合計回路２４は、位
置エラー信号を発生するために、デイスク・コントロー
ラ２２からの基準入力信号と、位置情報信号とを合計す
る。位置情報信号、基準信号及び位置エラー信号は、す
べてデイジタル信号であり、従つて、各サンプル期間毎
に更新される。これらの信号は、探索（seek）モード、
設定（settle）モード及びトラツク追従（tracking）モ
ードを含むデイスク・ドライブ１０のすべての動作モー
ドにおいて使用される。探索モードは、読み取り／書き
込みヘツドが位置付けられるトラツクを変更するための
コマンドによつて入れられる動作モードである。読み取
り／書き込みヘツド１６の位置付けの最終段階を制御す
るために、ドライブ動作は、探索モードから設定モード
に入る。トラツク追従モードは、トラツク上に、読み取
り／書き込みヘツド１６を位置付けるのを維持すること
に関する動作モードである。

【００１０】更に、デイスク・ドライブ１０は、デイジ
タル信号プロセツサ２５を含んでおり、このデイジタル
信号プロセツサ２５を通し、公知のプログラミング技術
に従つて、予測回路２８及び比例積分偏差（ＰＩＤ）コ
ントローラ３０を含む移送（forward）制御エレメント
２６が形成されている。テキサス・インスツルーメント
社で販売されているＴＭＳ３２０デイジタル信号プロセ
ツサ（ＤＳＰ）は、上述のデイジタル信号プロセツサに
好適なプロセツサである。

【００１１】予測回路２８は、入力信号を、変化されな
い測定形式に通すことを含む幾つかの形式の内の１つの
形式を取ることができる。予測回路２８からの出力信号
は、処理されるか否かに拘らず予測信号として取り扱わ
れる。予測回路２８は、合計回路２４からの位置エラー
信号に比例した最初の信号を通過し、位置エラー信号の
変化の速度に比例した第２の信号を発生する。すべての
予測信号は、ＰＩＤコントローラ３０と、フアジイ・ロ
ジツクに基づく設定援助プロセツサ３２とによつて使用
される。

【００１２】フアジイ・ロジツクに基づく設定援助プロ
セツサ３２は、フアジイ・ロジツク・コントローラ３４
と、ルール・セツト発生回路３６とを含んでおり、これ
ら両方の回路は、デイジタル信号プロセツサ２５の中に
形成されている。フアジイ・ロジツクに基づく設定援助
プロセツサ３２は、設定モードの間で活動し、この設定
モードの間で、信号ライン３１を介してＰＩＤコントロ
ーラ３０に利得調節信号を与える。フアジイ・ロジツク
・コントローラ３４は、制御ライン３５を介して、設定
モードにおけるデイスク・ドライブ動作の表示信号を受
け取る。この表示信号は、デイスク・コントローラ２２
から供給されるか、または、予測回路中で決められる。
フアジイ・ロジツク・コントローラ３４は、予測回路２
８からの信号ライン３７により与えられる第１及び第２
予測信号で動作する。

【００１３】利得の調節は、所望の位置及び速度（半径
方向に対して内側方向か、または外側方向の速度）に関
して、読み取り／書き込みヘツド１６に関連する関数に
基づいて行なわれる。各変数は予測信号により表示され
る。フアジイ・ロジツク・コントローラ３４は、ルール
・セツト発生回路３６により発生されたルールを使用す
る。ルールの適用は、複数個のメンバーシツプ関数の予
備的な実行を含んでいる。メンバーシツプ関数は、予測
信号により表わされた変数に対して可能性の重み付けを
割り当てるように運用される。可能性の重み付けは、例
えば、読み取り／書き込みヘツド１６の速度の変数の特
徴が「高い速度である」とか、ヘツド１６の位置の変数
の特徴が「遠い位置にある」とかのような変数の特定の
分類に属する変数の大きさに関連される。フアジイ・ロ
ジツク・コントローラ３４は、ルール・セツト発生回路
３６からメンバーシツプ関数が入力される。ルール・セ
ツト発生回路３６は、インターフエース３８を介して、
専門家からの入力信号によつて動作される。

【００１４】メンバーシツプ関数の実行の結果は、１
つ、または、それ以上のＩＦ／ＴＨＥＮプログラム動作
への入力を与える。複数個のＩＦ／ＴＨＥＮステートメ
ントが特定のルールに発生されると、ルール・アクシヨ
ン関数の演算が、フアジイ・ロジツク・コントローラ３
４によつて行なわれ、フアジイ・ロジツク・コントロー
ラ３４は、ＩＦ／ＴＨＥＮステートメントからの結果を
組み合せて、最終利得調節信号を発生する。この組み合
せは、（１）ＩＦ／ＴＨＥＮステートメントからの結果
の最大値を取るか、（２）ＩＦ／ＴＨＥＮステートメン
トからの結果の平均値を決定するか、または（３）ＩＦ
／ＴＨＥＮステートメントからの結果に対する重み付け
値の平均値を決定するかを含んで幾つかの形式の内の１
つの形式を発生することができる。

【００１５】図２を参照すると、フアジイ・ロジツク・
コントローラ３４の論理動作を説明する流れ図が示され
ている。この論理処理のルーチンの実行は、ステツプ５
０において、ルールの待ち行列から次のルールを検索す
る処理を含む設定モードに入ることにより開始する。次
に、ステツプ５２において、ルールの特定の例に関連す
るメンバーシツプ関数は、読み取り／書き込みヘツド１
６の位置及び速度のための、その時点でのサンプルによ
つて解答が与えられる。ステツプ５４において、ＩＦ／
ＴＨＥＮステートメントの決定からの結果は、利得調節
信号に対する変数の寄与度を決定するために、現在のル
ールに対するルール・アクシヨン関数の入力として使用
される。次に、ステツプ５６において、いま処理された
ルールは、ルール行列からの最後のルールか否かが決め
られる。若し、最後のルールでなければ、次のルールを
処理するために、ステツプ５０の処理に戻る。

【００１６】最後のルールが処理された後、ルール・ア
クシヨン関数の演算結果の出力の組み合せによつて、利
得調節信号が決められる（ステツプ５７）。次に、利得
調節信号は、ＰＩＤコントローラへ印加され（ステツプ
５８）、そして、ルール行列のポインタはリセツトされ
る（ステツプ５９）。次に、ステツプ６０において、デ
イスク・ドライブ１０が設定モードから出たか否かが決
定され、若し、設定モードから出たならば、この処理は
終了する。若し、設定モードに留まつているならば、ス
テツプ６２は、位置及び速度の次のサンプルの組が受け
取られるまで、処理を循環させ、次のサンプルの組が受
け取られた時点で、新しいサンプルの組のルール行列を
処理するために、この処理はステツプ５０に行く。代案
として、利得調節信号の処理は、設定モードから出たこ
とに応答して、ルール行列のポインタをリセツトし、図
２の処理を終了することができる。

【００１７】フアジイ・ロジツク・プロセツサ３２につ
いて用いられたルールの組の性質は、本発明の実施例の
説明によつて理解できる。トラツク探索モードにおい
て、目標のトラツクのトラツク幅の８０％以内に読み取
り／書き込みヘツド１６が移動された時に、デイスク・
ドライブ１０は、設定モードに入る。上述の範囲内に入
つた時に、探索アルゴリズムは、設定アルゴリズムに制
御を引き渡し、これは転じて、フアジイ・ロジツクに基
づく設定援助プロセツサ３２を活動させる。既に述べた
ように、設定アルゴリズムは、最終的な所望の位置に到
達するまで、アクチユエータを制御し、所望の位置に到
達した時に、設定の制御はトラツク追従アルゴリズムに
引き渡される。トラツク追従動作中では、フアジイ・ロ
ジツク・コントローラ３４は、再度、不活動にされる。

【００１８】フアジイ・ロジツクに基づく設定援助プロ
セツサ３２で行なわれる制御の修正は、設定モードの動
作中にあるシステムの位置及び速度の変数によつて、Ｐ
ＩＤコントローラ３０の制御利得を修正することにより
行なわれる。制御利得の修正は、４つのフアジイ・ロジ
ツク・ルールに対するシステム変数の評価に基づいて行
なわれる。これらのルールは、設定モードにおいてシス
テムの性能を低下する傾向のある或る種の状態を補償す
る。ＰＩＤコントローラ３０は、位置（速度）予測信号
の変化の割合に作用する速度利得パラメータと、位置エ
ラー信号に作用する位置利得パラメータとを含んでい
る。各利得パラメータは、良好な実施例において用いら
れる４つのフアジイ・ロジツク・ルールの内の２つのル
ールに基づく修正に差し向けられる。

【００１９】図３乃至図６を参照すると、本発明の実施
例に関連したメンバーシツプ関数と、利得調節信号の発
生に用いられるルール・アクシヨン関数とに用いられる
４つのフアジイ・ロジツク・ルールを説明するための図
が示されている。４つのルールの夫々のルールは、複数
の例示、つまり、そのルールが適用できる環境を定義す
る例示を持つている。４つのルールの各ルールは、変数
の特徴のメンバーシツプの大きさについて、各サンプル
期間で得られた読み取り／書き込みヘツド１６の位置及
び速度の情報に関するメンバーシツプ関数を用いる。サ
ンプルに割り当てることのできる変数の特徴に関するメ
ンバーシツプの最大の大きさ、即ち、可能性ある重み付
けは１である。メンバーシツプの最小の大きさは０であ
る。メンバーシツプの０乃至１の重み付けが適用される
範囲は、専門家から得ることができ、または、この重み
付けは、確率論によつて決めることもできる。また、最
大重み付け及び最小重み付けの適用範囲の間に属する重
み付けの値は、傾斜の条件、または他の階調の条件で決
められる。メンバーシツプ関数から得られた結果は、ル
ール・アクシヨン関数に適用される。

【００２０】図３乃至図６は、各ルールに関するグラフ
を示している。図示された各ルールは、４つのメンバー
シツプ関数と、２つのルール・アクシヨン関数とを持つ
ている。各ルールの例、即ち、特定のルールを適用した
例に対して、位置変数の特徴に関するメンバーシツプの
大きさを決めるために、２つのメンバーシツプ関数が用
いられ、そして、速度変数の特徴に関するメンバーシツ
プの大きさを決めるために、２つのメンバーシツプ関数
が用いられる。３つの論理演算が、これらの関数を表示
するのに用いられる。これらの論理演算は、「アン
ド」、「オア」及び「ノツト」である。フアジイ論理演
算に対するこれらの論理演算の定義は、ブール代数にお
ける同じ記号の論理演算子の定義とは異なつている。フ
アジイ・ロジツクにおける「アンド」演算は、関数の組
から最小値を戻す。「オア」演算は、関数の組から最大
値を戻す。「ノツト」演算は、パラメータの値を１から
差し引くものと定義される。

【００２１】図３は、ストールド到着（stalled arriva
l）の場合の第１のルールを説明するための図である。
「ストールド到着」とは、読み取り／書き込みヘツド１
６が所望の位置から遠い位置にあり、かつ、速度が所望
の位置の方向に対して高くない場合のことである。この
場合に対する適正な応答は、ＰＩＤコントローラ３０の
位置制御利得を増大すること、即ちブースト（boost）
することである。読み取り／書き込みヘツドが所望の位
置から遠い位置にあり、かつ、速度が所望の位置の方向
に対して高くない場合は、２つの例がある。これらの例
は、図３に示されているように、２つのメンバーシツプ
関数によつて定義されたルールの２つの例である。第１
の例においては、読み取り／書き込みヘツド１６の位置
が、正の値を持つた遠い位置にあり、かつ、速度が、負
の値を持つ高くない速度の場合が示されている。第２の
例においては、ヘツドの位置が、負の値で遠い位置にあ
り、かつ、速度が、正の値で高くない速度の場合が示さ
れている。

【００２２】メンバーシツプ関数を除けば、ルールの例
の形式は同じである。ルールの例の両方の例は、フアジ
イ論理演算子「アンド」によつて論理的に組み合せられ
た１対のメンバーシツプ関数を含んでいる。１つの例と
して、ヘツド位置は、正の値で０．４トラツクであり、
速度は、毎サンプル当り−０．１５トラツクである例が
図３の上部に示されている。所望のトラツクの正の値側
の０．４トラツクの位置は、「正の値を持つ遠い位置」
の特徴に関して約０．７のメンバーシツプの大きさと、
「負の値を持つ遠い位置」の特徴に関して０のメンバー
シツプの大きさとを持つものと見做される。毎サンプル
当り−０．１５トラツクの速度は、「負の値を持つ高く
ない速度」の特徴に関して０．５のメンバーシツプの大
きさと、「正の値を持つ高くない速度」の特徴に関して
１．０のメンバーシツプの大きさとを持つている。従つ
て、これら２つのメンバーシツプ関数は、０．５及び０
の結果を持つており、それらの結果は、ブーストの成分
（component）を決めるために、２つのルール・アクシ
ヨン関数に関連付けられる。位置ブーストの１つのグラ
フは、位置ブーストの結果として１２．５％の割合を発
生し、第２の位置ブーストのグラフは、０％のブースト
を発生する。これらの２つの結果について「オア」論理
演算をすると、最大１２．５％ブーストが得られる。

【００２３】図４は、ＰＩＤコントローラ３０の中の速
度制御に関する利得の修正に関連した第２のルールを説
明するための図である。このルールは、読み取り／書き
込みヘツド１６が所望の位置に近接しており、しかも、
速度が高い場合、即ち「ホツト到着（hot arrival）」
の場合のルールである。このルールは、適用可能な場合
により決められた２つの例を持つている。一方の例は、
読み取り／書き込みヘツド１６が所望のトラツクに関し
て僅かに正の値を持つ位置にあり、かつ、速度は負の値
を持つ高い速度である場合に生じる例である。他方の例
は、逆の例、つまり、読み取り／書き込みヘツド１６が
所望のトラツクに関して僅かに負の値を持つ位置にあ
り、かつ、速度は正の値を持つ高い速度である場合に生
じる例である。再言すると、この例においても、速度入
力及び位置入力を含む２つのメンバーシツプ関数が与え
られ、それらの結果は、フアジイ論理演算「アンド」に
よつて組み合わされる。メンバーシツプ関数に対する特
定の変数の比較の結果は、速度ブーストを発生するため
に、ルール・アクシヨン関数の入力として与えられる。
このようにして、速度ブーストのグラフから戻された結
果の２つの値は、速度利得及びＰＩＤコントローラ３０
への利得調整信号に印加される最大値を決めるために、
フアジイ論理演算「オア」に差し向けられる。

【００２４】図５は、目標トラツク上の位置にあるが、
トラツクから高い速度で離れる読み取り／書き込みヘツ
ド１６に関するルールを説明するための図である。１つ
のルールの例に対して、メンバーシツプ関数は、「正の
値のみを持つ標準的な位置」と、「負の値のみを持つ標
準的な位置」とによつて特徴付けられており、これらの
メンバーシツプ関数のためのメンバーシツプの最大の大
きさは、目標のトラツクの中心上に完全に位置付けられ
たときだけに生じる。「正の値のみを持つ標準的な位
置」に対するメンバーシツプの大きさは、ヘツドが所望
のトラツク上にあるか、または、所望のトラツクの正の
値側の位置にある場合に存在する。速度のメンバーシツ
プ関数は、「正の値のみを持つ低くない速度」に連結さ
れた「負の値のみを持つ標準的でない速度」である２つ
の関係の連結である。所望の速度は０である。このメン
バーシツプ関数は、その速度に対して０のメンバーシツ
プの大きさを戻すが、しかし、毎サンプル当り負の値の
０．０２５トラツクの所と、毎サンプル当り正の値の
０．０１トラツクの所において１の重み付けに対して上
昇する他の速度のために、メンバーシツプの或る大きさ
の正の値を戻す。再言すると、メンバーシツプ関数は、
ＰＩＤコントローラの位置利得機能にブーストの割合を
戻すために、ルール・アクシヨン関数への入力を与える
のに使用される。

【００２５】図６は、「トラツクから外れており、急速
に後退しない」状態のルールを説明するための図であつ
て、上述と同様に２つの例を持つている。第１の例は、
位置が「正の値のみを持ち標準的でない位置」で、か
つ、速度が「正の値を持つ速度」と連結された「負の値
のみを持ち標準的な速度」である時に発生する。第２の
例は、位置が「他の値のみを持つ標準的ではない位置」
であり、かつ、速度が「負の値を持つ速度」と連結され
た「正の値のみを持つ平均的な速度」である場合に発生
する。再言すると、ＰＩＤ３０の中の位置制御の利得
は、何れかのメンバーシツプ関数からのメンバーシツプ
のゼロでない大きさの返還値に応答してブーストされ
る。

【００２６】図７は、デイスク・ドライブ用の従来の制
御システムの設定応答をシミユレートした結果を示すグ
ラフである。図８は、本発明に従つてデイスク・ドライ
ブ用の制御システムの応答シミユレートした結果を示す
グラフである。各グラフの垂直軸は、トラツクの１０分
の１の幅で目盛られている。各グラフの水平軸は、時間
軸であつて、サンプル期間により目盛られている。グラ
フ中の各曲線は、毎サンプル当り０．０５トラツクのト
ラツク間のステツプ・サイズを有する設定モードに対し
て、動作信号に基づく読み取り／書き込みヘツドの異な
つた初期速度を表わしている。このグラフの曲線は、毎
サンプル当り−０．０５トラツクの初期速度を表わす曲
線から、毎サンプル当り−０．３０の初期速度を表わす
曲線までの範囲に及んでいる。図７及び図８に示された
初期速度と、ステツプ・サイズとは同じ範囲が用いられ
ている。図８に示された本発明において、実質的に設定
された動作は、約３０番目のサンプルによつて得られた
のに反して、図７に示された従来のコントローラにおい
ては、設定動作は４０乃至４５のサンプル期間を必要と
する。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、直接アクセス・ストレージ装
置において、比例積分偏差コントローラに適合され、利
得制御を与えるフアジイ・ロジツク・コントローラを与
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】デイスク・ドライブとその制御機能を説明する
ための簡単化したブロツク図である。

【図２】フアジイ・ロジツク・コントローラの論理的な
動作を説明するための流れ図である。

【図３】フアジイ・ロジツク・コントローラによつて実
行される第１のルールを説明するための図である。

【図４】フアジイ・ロジツク・コントローラによつて実
行される第２のルールを説明するための図である。

【図５】フアジイ・ロジツク・コントローラによつて実
行される第３のルールを説明するための図である。

【図６】フアジイ・ロジツク・コントローラによつて実
行される第４のルールを説明するための図である。

【図７】従来のデイスク・ドライブ・コントローラによ
る設定速度をシミユレートしたグラフである。

【図８】本発明に従つたデイスク・ドライブ・コントロ
ーラによる設定速度をシミユレートしたグラフである。

【符号の説明】 １０ デイスク・ドライブ １２ ストレージ・デイスク １４ トラツク １６ 読み取り／書き込みヘツド １８ アーマチヤ・アーム ２０ アクチユエータ・コントローラ ２２ デイスク・コントローラ ２４ 合計回路 ２５ デイジタル信号プロセツサ ２６ 移送制御エレメント ２８ 予測回路 ３０ 比例積分偏差（ＰＩＤ）コントローラ ３２ フアジイ・ロジツクに基づく設定援助プロセツサ ３４ フアジイ・ロジツク・コントローラ ３６ ルール・セツト発生器 ３８ 専門家へのインターフエース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハル・エッチ・オテセン アメリカ合衆国ミネソタ州、ロチェスタ ー、ストーンハム・レーン 4230

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作信号を発生するために、直接に制御
   される変数のフイードバツク測定信号と基準入力信号と
   を組み合わせる制御システムを、直接に制御される変数
   で設定を与える移送制御サブシステムにおいて、 動作信号に応答して、少なくとも最初の予測信号を処理
   するための手段と、 調節信号を発生するために、少なくとも最初の予測信号
   に応答するフアジイ・ロジツク・コントローラと、 修正された動作信号を発生するために、少なくとも最初
   の予測信号に応答する比例積分偏差手段と、 修正された動作信号を調節するために、調節された信号
   に応答する手段とからなる移送制御サブシステム。
2. 【請求項２】 調節する手段は、比例積分偏差手段の中
   の信号利得を変更する手段を含むことを特徴とする請求
   項１に記載の移送制御サブシステム。
3. 【請求項３】 処理する手段は、動作信号に比例する予
   測信号と、動作信号の変化の速度に比例する予測信号と
   を予測する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載
   の移送制御サブシステム。
4. 【請求項４】 デイスク上の選択されたトラツクに関し
   て、読み取り／書き込みヘツドを設定するためのデイス
   ク・ドライブ制御システムにおいて、 読み取り／書き込みヘツドの位置信号を発生する手段
   と、 読み取り／書き込みヘツドの所望の位置に対する参照入
   力信号を発生する手段と、 位置エラー信号を発生するために、位置信号と参照入力
   信号とを組み合わせる手段と、 位置エラー信号に応答して、位置エラー信号に比例する
   第１の信号と、位置エラー信号の変化の速度に比例する
   第２の信号とを発生する予測手段と、 第１及び第２の信号に応答して、利得調節信号を発生す
   るフアジイ・ロジツク・コントローラ手段と、 第１及び第２の信号を入力として受け入れ、かつ、利得
   調節信号に応答して、動作信号を発生する比例積分偏差
   手段とからなるデイスク・ドライブ制御システム。
5. 【請求項５】 第１及び第２の信号の状態に対する応答
   を定義する複数個のルールと、 第１及び第２の信号のその時点でのサンプル値を、メン
   バーシツプの可能性の範囲内にある第１及び第２の信号
   の選択された状態に関係付ける複数個のメンバーシツプ
   関数と、 メンバーシツプの可能性を利得調節信号に関係付けるた
   めの、各ルールのための少なくとも第１のルール・アク
   シヨン関数とを含むことを特徴とする請求項４に記載の
   デイスク・ドライブ制御システム。
6. 【請求項６】 フアジイ・ロジツク・コントローラ手段
   は、 第１及び第２の信号の値に応答して、選択された状態に
   おける第１及び第２の信号のためのメンバーシツプの可
   能性を決めるために、メンバーシツプ関数を動作する手
   段と、 利得調節信号を発生するために、メンバーシツプの可能
   性を用いてルール・アクシヨン関数を動作する手段とを
   含むことを特徴とする請求項５に記載のデイスク・ドラ
   イブ制御システム。
7. 【請求項７】 ルールを定義する手段を含むことを特徴
   とする請求項５に記載のデイスク・ドライブ制御システ
   ム。
8. 【請求項８】 読み取り／書き込みヘツドと、読み取り
   ／書き込みヘツドの位置信号を発生する手段と、読み取
   り／書き込みヘツドの所望の位置に対する基準入力信号
   を発生する手段と、位置エラー信号を発生するために位
   置信号と参照入力信号とを組み合わせる手段と、比例積
   分偏差コントローラとを含むデイスク・ドライブ制御シ
   ステムにおいて、デイスク上の選択されたトラツクに関
   して読み取り／書き込みヘツドの位置を設定する方法に
   おいて、 位置エラー信号に応答して、位置エラー信号に比例する
   第１の信号と、位置エラー信号の変化の速度に比例する
   第２の信号とを予測するステツプと、 第１及び第２の信号に応答して、利得調節信号を発生す
   るステツプと、 利得調節信号に応答して、変化する位置及び速度に対し
   て、比例積分偏差コントローラの利得を調節するステツ
   プと、 修正された動作信号を発生するために、比例積分偏差コ
   ントローラに第１及び第２の信号を印加するステツプと
   からなる読み取り／書き込みヘツドの位置設定方法。
9. 【請求項９】 利得調節信号を発生するステツプは、第
   １及び第２の信号の値に対して複数個の特徴を定義する
   ステツプと、 第１及び第２の信号に応答して、上記定義するステツプ
   において定義された各特徴に関して各信号についての可
   能性の重み付けを決定するステツプと、 各利得調節信号を発生するために、選択されたブースト
   成分を組み合わせるステツプとを含むことを特徴とする
   請求項８に記載の読み取り／書き込みヘツドの位置設定
   方法。
10. 【請求項１０】 ブースト成分を組み合わせるステツプ
    は、 選択された利得調節信号に対して最大値を持つ選択され
    たブースト成分を使用するステツプを含むことを特徴と
    する請求項９に記載の読み取り／書き込みヘツドの位置
    設定方法。
11. 【請求項１１】 読み取り／書き込みヘツドと、読み取
    り／書き込みヘツドの位置信号を発生する手段と、読み
    取り／書き込みヘツドの所望の位置に対する基準入力信
    号を発生する手段と、位置エラー信号を発生するために
    位置信号と参照入力信号とを組み合わせる手段と、比例
    積分偏差コントローラとを含むデイスク・ドライブ制御
    システムにおいて、記憶媒体を含むデイスク上の選択さ
    れたトラツクに関して読み取り／書き込みヘツドの設定
    を与えるためのデータ・プログラム・プロダクトにおい
    て、 位置エラー信号に応答して、位置エラー信号に比例する
    第１の信号と、位置エラー信号の変化の速度に比例する
    第２の信号とを予測するインストラクシヨン手段と、 第１及び第２の信号に応答して、利得調節信号を発生す
    るインストラクシヨン手段と、 利得調節信号に応答して、変化する位置及び速度に対し
    て、比例積分偏差コントローラの利得を調節するインス
    トラクシヨン手段と、 修正された動作信号を発生するために、比例積分偏差コ
    ントローラに第１及び第２の信号を印加させるインスト
    ラクシヨン手段とを含むプログラム・プロダクト。
12. 【請求項１２】 利得調節信号を発生するインストラク
    シヨン手段は、 第１及び第２の信号の値についての複数の特徴を定義す
    るためのインストラクシヨン手段と、 第１及び第２の信号に応答して、定義する段階において
    定義された各特徴に関して、各信号に対する可能性の重
    み付けを決定するインストラクシヨン手段と、 可能性の重み付けの決定に応答して、選択された利得調
    節信号に対する少なくとも最初のブースト成分で発生す
    るインストラクシヨン手段と、 利得調節信号を発生するために、選択されたブースト成
    分を組み合わせるインストラクシヨン手段とを含むこと
    を特徴とする請求項１１に記載のプログラム・プロダク
    ト。
13. 【請求項１３】 ブースト成分を組み合わせるインスト
    ラクシヨン手段は、 利得調節信号の値として最大ブースト成分を選択するイ
    ンストラクシヨン手段を含むことを特徴とする請求項１
    ２に記載のプログラム・プロダクト。
14. 【請求項１４】 制御システムは、デイスク上の目標ト
    ラツクの所定の距離内に読み取り／書き込みヘツドを移
    動する探索モードと、上記探索モードの後で、所定の距
    離の位置から所望のトラツク上の位置へ、読み取り／書
    き込みヘツドを移動するのを制御する設定モードと、目
    標トラツク上に読み取り／書き込みヘツドの位置を維持
    するトラツク追従モードとを動作するような制御システ
    ムを有するデイスク・ドライブにおける読み取り／書き
    込みヘツドの位置付けを制御するシステムにおいて、 読み取り／書き込みヘツドの位置に応答して、位置エラ
    ー信号を発生する手段と、 位置エラー信号に応答して、動作信号を発生する補償手
    段と、 位置エラー信号の変化の速度を予測する手段と、 設定モードにある制御システムの入力信号に応答して、
    位置エラー信号及び位置エラー信号の変化の速度の予測
    信号を用いて、動作信号を修正する手段とを含む読み取
    り／書き込みヘツドの制御システム。
15. 【請求項１５】 動作信号を修正する手段は、利得調節
    信号を発生して、補償手段に印加することを特徴とする
    請求項１４に記載の読み取り／書き込みヘツドの制御シ
    ステム。
16. 【請求項１６】 動作信号を修正する手段は、 位置エラー信号の値及び位置エラー信号の変化の速度の
    信号値に対して複数個の特徴を定義付ける手段と、 位置エラー信号及び位置エラーの変化の速度の信号に応
    答して、予め決められた特徴に関して、各信号に対する
    可能性の重み付けを決定する手段と、 可能性の重み付けに応答して、利得調節信号に対して少
    なくとも最初のブースト成分を発生する手段と、 利得調節信号を発生するために、ブースト成分を組み合
    わせる手段とを含むことを特徴とする請求項１４に記載
    の読み取り／書き込みヘツドの制御システム。