JPH0721708A - Method and device for controlling disk device - Google Patents

Method and device for controlling disk device

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Publication number
JPH0721708A
JPH0721708A JP9451894A JP9451894A JPH0721708A JP H0721708 A JPH0721708 A JP H0721708A JP 9451894 A JP9451894 A JP 9451894A JP 9451894 A JP9451894 A JP 9451894A JP H0721708 A JPH0721708 A JP H0721708A
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JP
Japan
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track
speed
data
head
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP9451894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daburiyu Ii Riipaa Maaku
ダブリュ.イー.リーパー マーク
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of JPH0721708A publication Critical patent/JPH0721708A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553Details
    • G11B5/5547"Seek" control and circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/08Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs

Abstract

PURPOSE:To calculate a required control current with simple calculation by using only rough positional information incorporated in servo information read out from an intermediate track placing between a present track and a target track and estimating a present speed of a head in a disk device. CONSTITUTION:A number of a desirable track is supplied to one of a subtracter 105, and a present track position by a sample is supplied to the other input of the subtracter 105. A positional error signal is generated by subtracting the present position by the sample from the desirable track position by the subtracter 105. The obtained error signal is supplied to a speed profile generator 110, and a speed command signal showing a desirable speed dealing with a positional error is supplied to the subtracter 115 by the generator 110. A desirable speed orbit is decided so that the head is moved rapidly in a place where the positional error is large, and the speed of the head is decreased as the positional error becomes small, and the speed of the head becomes zero at the time of arriving at the desirable track.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク装置の制御方
法および制御装置に関し、特に、ディスク装置に使用さ
れるディジタルの制御システムに関するものである。さ
らに詳しくいいば、本発明は、ディスク装置内の読み書
き用ヘッドのシーク動作の期間中に用いられる速度推定
器および位置推定器に言及するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disc drive control method and control device, and more particularly to a digital control system used in a disc drive. More specifically, the present invention refers to a velocity estimator and a position estimator used during seek operations of a read / write head in a disk drive.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、ディスク装置は、ハードディスクに対しデータを書
き込んだり読み出したりする目的で使用されるヘッドを
備えている。この場合、上記のハードディスクは、同心
円状の複数のトラックにデータを記憶するように構成さ
れる。これらのトラックの各々は、連続的に配置された
データからなる複数のビットを有している。上記のハー
ドディスク内に記憶されているデータの中には、一つの
トラック内で予め定められた間隔にて記録されるような
サーボデータが含まれている。このようなサーボデータ
は、ディスク装置内のコントローラにより使用されるよ
うな位置データを提供する。上記のサーボデータは、埋
め込みサーボデータとよばれている。この種のディスク
は、データを磁気的に記憶したり、光学的に記憶した
り、磁気光学的に記憶したりすることが可能である。
2. Description of the Related Art Generally, a disk device has a head used for writing data in and reading data from a hard disk. In this case, the hard disk is configured to store data on a plurality of concentric tracks. Each of these tracks has a plurality of bits of consecutively arranged data. The data stored in the above hard disk includes servo data that is recorded in one track at a predetermined interval. Such servo data provides position data as used by a controller within the disk drive. The above servo data is called embedded servo data. This type of disk can store data magnetically, optically, or magneto-optically.

【0003】ヘッドは、アームを介してアクチュエイタ
に接続される。このアクチュエイタは、通常、ボイスコ
イルモータにより駆動される。上記のコントローラによ
って、ボイスコイルモータに制御電流が供給される。こ
の制御電流は、ディスクに対するヘッドの半径方向の位
置を調整するように、アームを移動させる。ヘッド、ア
ーム、アクチュエイタ、および、関連する機械的要素
は、便宜的に、制御される装置一式(Plant )と考える
ことができる。
The head is connected to the actuator via an arm. This actuator is usually driven by a voice coil motor. A control current is supplied to the voice coil motor by the controller. This control current moves the arm so as to adjust the radial position of the head with respect to the disk. The head, arms, actuators and associated mechanical elements may conveniently be considered a set of controlled devices (Plant).

【0004】ディスク装置のデータ記憶容量を増やすた
めに、スピンドルに沿って垂直方向に配置されるような
多数のディスクを用いることも可能である。これらのデ
ィスクに対応する数のヘッドが、櫛形構造を有する複数
のアームをそれぞれ介してアクチュエイタに接続され
る。幾つかの制御システムにおいては、「サーボディス
ク」とよばれる一枚のディスク上に位置情報のみが記録
されている。もし、専用のサーボ面と埋め込みサーボデ
ータの両方が使用されるならば、ディスク装置のサーボ
部分のシステムは、「ハイブリッド・システム(Hybrid
System )」とよばれる。比較的最近のシステムにおい
ては、サーボディスクは設けられていない。すなわち、
このようなシステムでは、各々のディスクのトラック内
に配置された埋め込みサーボデータを構成する複数のビ
ットのみに基づき位置情報を得るようにしている。
To increase the data storage capacity of a disk drive, it is also possible to use a large number of disks arranged vertically along a spindle. A number of heads corresponding to these disks are connected to the actuator via respective arms having a comb structure. In some control systems, only position information is recorded on a single disc called a "servo disc". If both the dedicated servo surface and the embedded servo data are used, the system of the servo part of the disk drive is "hybrid system (Hybrid system).
System) ". Servo disks are not provided in relatively modern systems. That is,
In such a system, the position information is obtained based on only a plurality of bits which form the embedded servo data arranged in the track of each disk.

【0005】シーク動作の期間中、コントローラは、ヘ
ッドが現在位置している現在トラックから望ましいトラ
ック(目的トラック)に向かって同ヘッドを移動させる
ように、ボイスコイルモータの制御電流を変化させる。
さらに、コントローラは、現在トラックと望ましいトラ
ックとの間の差を示す位置誤差信号に基づいて、制御電
流に対応する値を決定する。
During the seek operation, the controller changes the control current of the voice coil motor so as to move the head from the present track where the head is currently located toward the desired track (target track).
Further, the controller determines a value corresponding to the control current based on the position error signal indicative of the difference between the current track and the desired track.

【0006】さらに詳しくいえば、上記の位置誤差信号
は、速度の軌道を示す速度テーブルに対する指標、すな
わち、望ましい速度と移動すべき距離との関係を提示す
る。この場合、制御電流は、ヘッドの望ましい速度と現
在速度との間の差に基づいて決定される。さらに、制御
指令、ひいては制御電流は、バイアス、すなわち、外部
の力を補償するような項も含む。
[0006] More specifically, the position error signal presents an index to a velocity table that indicates the velocity trajectory, ie, the relationship between the desired velocity and the distance to travel. In this case, the control current is determined based on the difference between the desired speed of the head and the current speed. Furthermore, the control command, and thus the control current, includes a bias, that is, a term for compensating an external force.

【0007】最も最近のディスク装置では、ヘッドの速
度は、測定すべき量として利用されない。しかしなが
ら、一方で、この種のディスク装置では、シーク動作の
期間中にヘッドが移動する間に、トラック内に記録され
たサーボデータに基づく位置測定値が、測定すべき量と
して利用され得る。さらに、ヘッドの現在速度は、サー
ボデータから求められる上記の位置測定値から見積もる
ことができる。
In most modern disk drives, head speed is not used as the quantity to be measured. However, on the other hand, in this type of disk device, the position measurement value based on the servo data recorded in the track can be used as the amount to be measured while the head moves during the seek operation. Further, the current speed of the head can be estimated from the position measurement value obtained from the servo data.

【0008】この場合、サーボデータは、予め定められ
た間隔で記録されるので、連続的に存在する位置測定値
間の間隔は、便宜的に、サンプリング間隔(サンプリン
グ時間の間隔)とよばれている。コントローラは、リア
ルタイムにて動作する。すなわち、各々のサンプリング
間隔に対し一つの制御電流値を決定しなければならな
い。
In this case, since the servo data is recorded at a predetermined interval, the interval between continuously existing position measurement values is conveniently called a sampling interval (sampling time interval). There is. The controller operates in real time. That is, one control current value must be determined for each sampling interval.

【0009】制御電流の決定に際しては、この制御電流
が最小限の遅れでもって供給されるように、ほんの短い
時間しかかからないことが望ましい。換言すれば、古い
測定値、すなわち、瞬間的な測定値以外の測定値に基づ
いた制御電流を供給するために起こり得る誤差を最小に
することが要望される。さらに、制御電流を決定する場
合には、コントローラに要求される処理能力が最小にな
るように、単純な計算しか必要としないことが望まし
い。換言すれば、比較的安価なコントローラの使用を可
能にし、かつ、このようなコントローラが他のタスクを
制御することを可能にするほど簡単な計算しか行わない
ことが望ましい。
In determining the control current, it is desirable that it takes only a short time so that it is supplied with a minimum delay. In other words, it is desirable to minimize possible errors in supplying the control current based on old measurements, ie measurements other than instantaneous measurements. Furthermore, it is desirable that the determination of the control current requires only simple calculations so that the processing power required of the controller is minimized. In other words, it is desirable to make the calculations so simple as to allow the use of relatively inexpensive controllers and to allow such controllers to control other tasks.

【0010】しかしながら、埋め込みサーボデータのみ
を使用し、かつ、推定器の手法を使用するような公知
(従来)のディスク装置は、位置および速度の見積もり
に関し比較的複雑な手法を用いる必要がある。それゆえ
に、コントローラおよび推定器は、各々のサンプル(サ
ンプル位置)における制御電流の値を決定する際に比較
的長い時間を要する。この結果、上記のコントローラお
よび推定器は、他のタスクに利用される可能性が減少す
る。
However, known (conventional) disk drives that use only embedded servo data and use the estimator approach need to use a relatively complex approach to position and velocity estimation. Therefore, the controller and the estimator take a relatively long time to determine the value of the control current at each sample (sample position). As a result, the controller and estimator described above are less likely to be utilized for other tasks.

【0011】さらに、公知のディスク装置は、ヘッドの
シーク動作の際に、測定された精密な位置信号における
誤差を補償するための複雑な手法を必要とする。この種
の手法の一つとして、ディスクの製造時に特殊な方法で
サーボデータを書き込むことが挙げられる。また、別の
手法として、ソフトウェアによる補正アルゴリズムを使
用することが挙げられる。いずれの手法も、複雑な処理
を必要とし、かつ、この処理が遂行するために比較的長
い時間を必要とする。
Furthermore, known disk drives require complex techniques for compensating for errors in the measured precise position signal during head seek operations. One method of this kind is to write servo data by a special method at the time of manufacturing a disk. Another method is to use a software correction algorithm. Both approaches require complex processing and a relatively long time for this processing to complete.

【0012】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、ディスク装置内のヘッドのシーク動作を遂行
するために必要な制御電流を簡単な計算により算出する
ことが可能なディスク装置の制御方法および制御装置を
提供することを第1の目的とするものである。さらに、
本発明は、コントローラによりヘッドの現在速度を見積
もる際に要する時間を節減することが可能なディスク装
置の制御方法および制御装置を提供することを第2の目
的とするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a disk device capable of calculating a control current required for performing a seek operation of a head in the disk device by a simple calculation. It is a first object to provide a control method and a control device. further,
A second object of the present invention is to provide a control method and a control device for a disk device that can reduce the time required when the current speed of the head is estimated by the controller.

【0013】さらに、本発明は、コントローラによりヘ
ッドの現在速度を見積もるために使用されるステップお
よび手段を簡単化することを第3の目的とするものであ
る。
A third object of the invention is also to simplify the steps and means used by the controller to estimate the current speed of the head.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するために、本発明のディスク装置の制御方法および
制御装置においては、大まかな位置情報と精密な位置情
報とを含むような予め書き込まれた埋め込みサーボ情報
を有する複数のトラックからなるディスクを具備してな
るタイプのディスク装置における可動状態のヘッドのシ
ーク動作が、精密な位置情報を用いることなく制御され
る。
In order to achieve the above object, in the control method and the control device for a disk device of the present invention, pre-written information including rough position information and precise position information is written. The seek operation of the movable head in a disk device of the type including a disk having a plurality of tracks having embedded servo information is controlled without using precise position information.

【0015】さらに詳しく説明すると、本発明の制御方
法および制御装置によれば、ヘッドが目標とする目的ト
ラックと、同ヘッドが位置している現在トラックとの差
を示す位置誤差が生成される。さらに、この位置誤差の
関数として速度指令が提示される。さらに、この速度指
令に対応する速度と、ヘッドの実際の速度に対し見積も
られた値との差を示す速度誤差が生成される。さらに、
現在トラックと目的トラックとの間に位置する中間のト
ラックから読み出されるサーボデータ(サーボ情報)に
含まれる精密な位置情報を用いることなく、同サーボ情
報に含まれる大まかな位置情報を用いて上記の見積もら
れた速度が生成される。
More specifically, according to the control method and the control apparatus of the present invention, a position error indicating the difference between the target track targeted by the head and the current track on which the head is located is generated. Furthermore, the speed command is presented as a function of this position error. Further, a speed error indicating a difference between the speed corresponding to the speed command and the value estimated with respect to the actual speed of the head is generated. further,
Without using the precise position information included in the servo data (servo information) read from the intermediate track located between the current track and the target track, the rough position information included in the servo information is used to The estimated speed is generated.

【0016】この場合、シーク動作の最中に、目的トラ
ックのより近くに位置する中間のトラックの大まかな位
置情報を使用してヘッドの移動速度を制御しているの
で、シーク動作の大部分でサーボデータ中の精密な位置
情報を使用しなくとも、ヘッドの移動速度を望ましい値
に設定することができる。かくして、本発明では、ヘッ
ドが目的トラックに向かって移動する際に、現在トラッ
クと目的トラックとの間に位置する中間のトラックから
読み出されたサーボ情報に含まれるおおまかな位置情報
のみを用いてディスク装置内のヘッドの現在速度を見積
もることにより、ヘッドのシーク動作を遂行するために
必要な制御電流を簡単な計算により算出することができ
るので、目的トラックに向かってヘッドを短時間で迅速
に移動させることが可能になる。
In this case, during the seek operation, the moving speed of the head is controlled by using the rough position information of the intermediate track located closer to the target track, so that the seek operation is mostly performed. The moving speed of the head can be set to a desired value without using precise position information in the servo data. Thus, in the present invention, when the head moves toward the target track, only the rough position information included in the servo information read from the intermediate track located between the current track and the target track is used. By estimating the current speed of the head in the disk device, the control current required to execute the seek operation of the head can be calculated by a simple calculation, so that the head can be moved quickly toward the target track in a short time. It becomes possible to move.

【0017】[0017]

【実施例】本発明は、添付の図面(図1〜図19)によ
り例示される具体的な実施例をこれから説明することに
より、容易に理解されるであろう。以下添付図面を用い
て、本発明の実施例および関連する事項を詳細に説明す
ることとする。なお、この場合、異なる図面中に存在す
る同様の構成要素のものについては、同一の参照番号を
付して表すこととする。
The invention will be readily understood by the following description of specific embodiments illustrated by the accompanying drawings (FIGS. 1 to 19). Embodiments of the present invention and related matters will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In this case, the same constituent elements existing in different drawings are denoted by the same reference numerals.

【0018】図1は、本発明に使用されるディスクの一
部を拡大して示す図である。ここでは、本発明が容易に
適用されるようなディスク装置に設けられる一枚のディ
スクの一部分が図示されている。このディスクは、その
上に同心円状に配置された複数のトラックから構成され
る。従来技術では一般的なことではあるが、トラックの
代わりに、シリンダという用語が時々用いられることが
ある。このシリンダは、ディスク装置内のスピンドルに
対し積層された状態で設けられる複数枚のディスクにお
いてそれぞれ同じ位置に配置されるような複数のトラッ
クから構成されるものである。
FIG. 1 is an enlarged view showing a part of a disk used in the present invention. Here, a portion of a disk provided in a disk device to which the present invention is easily applied is illustrated. This disc is composed of a plurality of tracks concentrically arranged on it. Although common in the art, the term cylinder is sometimes used instead of truck. This cylinder is composed of a plurality of tracks that are arranged at the same position on a plurality of disks that are stacked on the spindle in the disk device.

【0019】市販用として通用するディスク装置におい
て、各々のトラック(例えば、k〜k+6)は、連続し
て配置された複数のビットからなる。これらの複数のビ
ットの各々は、ディスク上に離散状態で存在する物理的
な部分に記録される。例えば、磁気ディスク装置におい
ては、各トラックの幅は、約0.00037 インチ(約0.0094
mm )であり、記録密度は、約67,000ビット/インチ
(2,638 ビット/mm)である。この結果、1ビットあた
りの面積は、おおよそ、370 マイクロインチ(9.40μm
)×15マイクロインチ(0.381 μm )になる。
In a commercially available disk device, each track (for example, k to k + 6) is composed of a plurality of bits arranged continuously. Each of these multiple bits is recorded in a physical portion that exists in a discrete state on the disc. For example, in a magnetic disk device, the width of each track is about 0.00037 inches (about 0.0094 inches).
mm), and the recording density is about 67,000 bits / inch (2,638 bits / mm). As a result, the area per bit is approximately 370 micro inches (9.40 μm
) × 15 micro inches (0.381 μm).

【0020】ここで、データは、セグメントの単位でト
ラックに記録される。例えば、1トラックに対し54セ
グメントが含まれる。各セグメントは、サーボフレーム
の部分から始まり、このサーボフレームの部分の後にデ
ータの部分が続く。前者のサーボフレームの部分は、デ
ィスクが製造されるときに記録され、また一方で、後者
のデータの部分は、例えばユーザ・データのような有用
なデータを含む。本発明の実施例においては、ディスク
は、代表的に、4,500rpmの速度で回転する。この結果、
一つのセグメントは、約250 マイクロ秒(μsec )の時
間的長さを有し、サーボフレームは、約35マイクロ秒の
時間的長さを有する。サーボフレームに含まれるビット
は、サーボビットとよばれており、サーボデータを構成
する。
Here, the data is recorded on the track in units of segments. For example, 54 segments are included for one track. Each segment begins with a portion of a servo frame, which is followed by a portion of data. The former part of the servo frame is recorded when the disc is manufactured, while the latter part of the data contains useful data, eg user data. In an embodiment of the invention, the disc typically rotates at a speed of 4,500 rpm. As a result,
One segment has a time length of about 250 microseconds (μsec) and a servo frame has a time length of about 35 microseconds. The bits included in the servo frame are called servo bits and form servo data.

【0021】サーボのサンプリング間隔は、サーボフレ
ームの読み出しで始まり、次のサーボフレームの読み出
しの直前で終わるような間隔になっている。図2は、図
1のディスク内のサーボフレームに含まれるデータ項目
を示すフォーマット図である。一つのサーボフレームに
おける最初の約1/3は、自動利得制御(図2にも示す
ように、通常、AGCと略記する)情報を獲得するため
に使用されるビットを含む。このAGC情報獲得用のビ
ットの次に存在するビットの組は、サーボマークを表し
ている。このサーボマークは、すぐ後に到来するサーボ
データに対応するサーボ情報を復号化するための同期基
準として使用されると共に、サーボフレームに対する速
度制御、すなわち、ディスクの回転制御を行うためのタ
イミング基準として使用されるものである。さらに、そ
の後のビットの組は、グレイ・コードにて記録されるサ
ーボフレーム番号を表している。これらのビットの組
は、主として、ディスク装置の診断動作に使用されてお
り、本発明には関係しないものである。その後、一般に
スペース(図2にも示すように、通常、SPと略記す
る)とよばれるビットの休止期間が存在する。さらに、
このビット休止期間の後に存在する連続的なビットの組
は、サーボバースト・データを表している。
The servo sampling interval is such that it starts with the reading of a servo frame and ends just before the reading of the next servo frame. FIG. 2 is a format diagram showing data items included in the servo frame in the disk of FIG. The first approximately one-third of a servo frame contains the bits used to capture automatic gain control (usually abbreviated as AGC, as also shown in FIG. 2) information. The set of bits next to the AGC information acquisition bit represents a servo mark. This servo mark is used as a synchronization reference for decoding the servo information corresponding to the servo data that arrives immediately after, and also as a timing reference for speed control for the servo frame, that is, disk rotation control. It is what is done. Further, the subsequent set of bits represents the servo frame number recorded by the Gray code. These bit sets are mainly used for the diagnostic operation of the disk device and are not related to the present invention. After that, there is a bit idle period generally called a space (usually abbreviated as SP as shown in FIG. 2). further,
The continuous set of bits present after this bit pause period represents servo burst data.

【0022】このサーボバースト・データは、代表的
に、矩象パターンとして記録されるN′、′、Qおよ
′およびの下部のバーは、図2に示すよう
に、本来は、N′およびQの上部に付加すべきものであ
るが、現行の電子出願方式では、N′、Q等の文字の上
部にバーを付加することが困難なので、本明細書中で
は、便宜的に、N′およびQの下部にバーを引いて表す
こととする)に示されるような4つの値を含む。これら
の4つの値は、一緒になって精密な位置情報を提供す
る。上記のサーボバースト・データは、理想的なトラッ
クの中心線間に位置するヘッドの実際の位置の決定を可
能にする。このヘッド位置の決定は、ディスク装置のコ
ントローラ内に設けられたアナログ/ディジタル変換器
(以後、A/D変換器と略記する)により定義される解
像度でもってなされる。このA/D変換器は、ヘッド位
置のディジタル表示を行うためのものである。
[0022] The servo burst data is typically, N is recorded as quadrature pattern ', N', the lower portion of the bar Q Oyo <br/> beauty Q (N 'and Q in FIG. 2 As shown, it should be added to the upper part of N'and Q originally, but it is difficult to add a bar to the upper part of characters such as N'and Q in the current electronic filing system, so that the present specification For the sake of convenience, it includes four values such as those shown in N'and Q below the bar). These four values together provide precise position information. The servo burst data described above allows for the determination of the actual position of the head located between the ideal track centerlines. The head position is determined by the resolution defined by an analog / digital converter (hereinafter abbreviated as A / D converter) provided in the controller of the disk device. This A / D converter is for digitally displaying the head position.

【0023】上記のサーボバースト・データは、代表的
に、8ビットからなり、±1/2トラックの解像度を提
示する。本発明は、シーク動作の大部分の期間で、サー
ボバースト・データを使用しない。その代わりに、シー
ク動作のほんの最後の期間と、トラック追従動作の期間
においてサーボバースト・データを使用するようにして
いる。すなわち、望ましいトラックのすぐ近くにヘッド
が位置しているときに、サーボバースト・データを使用
するようにしている。このように、本発明によれば、精
密な位置情報を示すサーボバースト・データを使用しな
くとも、良好なシーク性能を得ることができるので、従
来は当然のように利用されていた特殊な手法を用いる必
要性がなくなる。
The servo burst data described above typically consists of 8 bits and presents a resolution of ± 1/2 track. The present invention does not use servo burst data during most of the seek operation. Instead, the servo burst data is used only in the final period of the seek operation and the track following operation. That is, servo burst data is used when the head is located in the immediate vicinity of the desired track. As described above, according to the present invention, good seek performance can be obtained without using servo burst data indicating precise position information. Therefore, a special method conventionally used as a matter of course is used. Eliminates the need to use

【0024】精密な位置情報を提供するための他の手法
は、当業者にとって周知である。そらゆえに、ここで使
用される「精密な位置情報」という用語は、上記の他の
手法をすべて包含する。サーボフレームの最後の部分
は、トラック・アドレスまたはシリンダ・アドレスを示
すビットの組であり、それゆえに、おおまかな位置情報
ともよばれている。この場合、トラック・アドレスは、
グレイ・コードで表され、充分な長さを有する。換言す
れば、ディスク上の各トラックを唯一無比のものとして
識別するための充分な長さのビットを含む。
Other techniques for providing precise position information are well known to those skilled in the art. Therefore, the term "fine position information" as used herein encompasses all the other approaches mentioned above. The last part of the servo frame is a set of bits indicating the track address or cylinder address, and is therefore also called coarse position information. In this case, the track address is
It is represented by the Gray code and has a sufficient length. In other words, it contains bits of sufficient length to identify each track on the disc as unique.

【0025】今後、本願明細書中でグレイ・コードとい
った場合、このグレイ・コードは、トラック・アドレス
を意味するように意図されているものとする。シーク動
作の期間中、トラック・アドレスのビットを読み出すこ
とにより、±1/2トラックの解像度でもってヘッドが
位置する実際のトラックを決定することができる。図3
は、本発明のディスク装置を制御するための装置に使用
される速度制御ループを示す図である。
Hereinafter, when a gray code is referred to in this specification, this gray code is intended to mean a track address. By reading the bits of the track address during the seek operation, the actual track on which the head is located can be determined with a resolution of ± 1/2 track. Figure 3
FIG. 3 is a diagram showing a speed control loop used in an apparatus for controlling a disk device of the present invention.

【0026】図3に示すように、速度制御ループの部分
は、減算器105、115と、速度プロフィル発生器1
10と、利得回路120と、加算器125、145と、
ディジタル/アナログ変換器(図3では、DACと示
す:以後、本文中では、D/A変換器と略記する)13
0と、相互コンダクタンス増幅器132(図2では、G
Mと略記する)と、制御すべき装置一式(被制御体の装
置一式とよぶこともある)135とを備える。さらに、
図3の速度制御ループの部分は、大略位置復調装置14
0と、精密位置復調装置150と、判定回路155と、
速度/位置推定器160と、3つのスイッチ165、1
70および175と、電流センサ180とを備える。
As shown in FIG. 3, the part of the speed control loop includes the subtracters 105 and 115 and the speed profile generator 1.
10, a gain circuit 120, adders 125 and 145,
Digital / analog converter (indicated as DAC in FIG. 3: hereinafter referred to as D / A converter in the text) 13
0 and the transconductance amplifier 132 (G in FIG.
And a set of devices to be controlled (sometimes referred to as a set of devices to be controlled) 135. further,
The part of the speed control loop of FIG.
0, the precision position demodulation device 150, the determination circuit 155,
Speed / position estimator 160 and three switches 165, 1
70 and 175 and a current sensor 180.

【0027】図3においては、目的トラックともよばれ
る望ましいトラックの識別子、例えば、トラック番号
が、減算器105の一つの入力に供給される。サンプル
による現在のトラック位置は、減算器105の他の入力
に供給される。この減算器105は、上記の望ましいト
ラック位置から、サンプルによる現在のトラック位置を
減算するように動作する。この減算器105の減算動作
により、位置誤差信号eが生成される。
In FIG. 3, a desired track identifier, also called the target track, eg, track number, is provided to one input of subtractor 105. The current track position by sample is provided to the other input of subtractor 105. The subtractor 105 operates to subtract the current track position by sample from the desired track position. The position error signal e is generated by the subtraction operation of the subtractor 105.

【0028】このようにして得られた位置誤差信号e
は、速度プロフィル発生器110に供給される。この速
度プロフィル発生器110は、減算器115に対し、上
記の位置誤差に対応するようなヘッドの望ましい速度を
示す速度指令信号を供給するように動作する。一つの実
施例においては、このような位置誤差は、シーク動作の
期間中にディスク装置のヘッドが追従していくための望
ましい速度軌道を示すルックアップ・テーブルに関する
指標として機能する。望ましい速度軌道は、位置誤差が
大きい場合、ヘッドができる限り速く移動するように定
められる。また一方で、このような望ましい速度軌道
は、位置誤差が小さくなるにつれて、ヘッドの速度が減
少していき、望ましいトラックに到達した時点でヘッド
の速度が零(0)になるように定められる。あるいは、
上記の速度軌道は、ヘッドのオーバーシュートを避ける
ために、望ましいトラックの直前でヘッドの速度が零
(0)になるように定められる。
The position error signal e thus obtained
Are supplied to the velocity profile generator 110. The velocity profile generator 110 operates to supply to the subtractor 115 a velocity command signal indicating a desired velocity of the head corresponding to the above position error. In one embodiment, such position error serves as an indicator for a look-up table that indicates a desired velocity trajectory for the head of the disk drive to follow during a seek operation. The desired velocity trajectory is set so that the head moves as fast as possible if the position error is large. On the other hand, such a desirable velocity trajectory is determined so that the velocity of the head decreases as the position error decreases, and the velocity of the head becomes zero (0) when the desired track is reached. Alternatively,
The velocity trajectory is defined such that the velocity of the head is zero (0) just before the desired track to avoid head overshoot.

【0029】他の実施例においては、速度プロフィル発
生器110が、速度指令を決定するための計算を実行す
る。さらに他の実施例においては、速度プロフィル発生
器110が、ルックアップ・テーブルや、速度指令の計
算過程を使用して速度指令信号を生成する。さらに、現
在速度の見積もり値もまた、減算器115に供給され
る。この減算器115は、望ましい速度から、見積もら
れた現在速度を減算するように動作する。上記の減算器
115は、このような減算動作の結果として得られる速
度誤差信号を利得回路120に供給するように動作す
る。
In another embodiment, velocity profile generator 110 performs the calculations to determine the velocity command. In yet another embodiment, the velocity profile generator 110 uses a look-up table or a velocity command calculation process to generate the velocity command signal. In addition, the current speed estimate is also provided to the subtractor 115. The subtractor 115 operates to subtract the estimated current speed from the desired speed. The subtractor 115 described above operates to supply the speed error signal obtained as a result of such subtraction operation to the gain circuit 120.

【0030】さらに、この利得回路120は、速度誤差
信号の振幅を調整することによって、速度ループ(速度
制御ループ)全体の帯域幅を調整するように動作する。
利得回路120は、このようにして調整された速度誤差
信号を加算器125に供給する。信号EXTは、開ルー
プ・フィードフォーワード補償の項にバイアス力補償の
項を加えた結果を示すものである。この信号EXTもま
た、加算器125に供給される。この加算器125は、
調整後の速度誤差信号を補償項の信号に加算するように
動作する。この加算器125の加算動作により、制御電
流信号U(z)が生成される。この制御電流信号U
(z)は、各々のサンプリング間隔に対し、それぞれ異
なる値を提示する。
Further, the gain circuit 120 operates so as to adjust the bandwidth of the entire speed loop (speed control loop) by adjusting the amplitude of the speed error signal.
The gain circuit 120 supplies the speed error signal thus adjusted to the adder 125. Signal EXT represents the result of adding the bias force compensation term to the open loop feedforward compensation term. This signal EXT is also supplied to the adder 125. This adder 125
It operates so as to add the adjusted speed error signal to the signal of the compensation term. A control current signal U (z) is generated by the adding operation of the adder 125. This control current signal U
(Z) presents different values for each sampling interval.

【0031】さらに、制御電流信号U(z)は、D/A
変換器130に供給される。このD/A変換器130
は、制御電流U(z)をアナログ信号に変換した後に、
相互コンダクタンス値GM(図3では、相互コンダクタ
ンス増幅器132のブロックをGMと表示している)を
有するような相互コンダクタンス増幅器132に供給す
る。この相互コンダクタンス増幅器132は、上記の制
御電流信号を制御電流に変換し、制御すべき装置一式1
35に供給する。この装置一式135においては、アク
チュエイタ・アセンンブリが、ディスクに対しその半径
方向にヘッドを移動させることによって制御電流に応答
する。この場合、アクチュエイタ・アセンンブリは、ボ
イスコイルモータと、磁気ヘッド付きのロータリー形ア
クチュエイタとを有する。この磁気ヘッドは、アクチュ
エイタ・アームの端部のサスペンション(Suspension)
上に固定される。
Further, the control current signal U (z) is D / A
It is supplied to the converter 130. This D / A converter 130
After converting the control current U (z) into an analog signal,
The transconductance amplifier GM has a transconductance value GM (in FIG. 3, the block of the transconductance amplifier 132 is indicated as GM). This transconductance amplifier 132 converts the above control current signal into a control current and completes a set of devices to be controlled 1.
35. In this set of devices 135, the actuator assembly responds to the control current by moving the head in its radial direction relative to the disk. In this case, the actuator assembly has a voice coil motor and a rotary actuator with a magnetic head. This magnetic head is a suspension (Suspension) at the end of the actuator arm.
Fixed on top.

【0032】ヘッドが移動した場合、このヘッドは、ヘ
ッドの下方に位置し、かつ、ディスクに前もって書き込
まれたサーボデータが回転するときに、このようなサー
ボデータを読み出す。ヘッドにより読み出されたデータ
に基づき、制御すべき装置一式135は、サーボマーク
や、サーボバーストや、サーボデータにより表されるグ
レイ・コードのトラック・アドレスを含む物理的な位置
信号を生成する。この物理的な位置信号は、大略位置復
調装置140および精密位置復調装置150に供給され
る。
When the head moves, it is located below the head and reads such servo data as it rotates the servo data previously written to the disk. Based on the data read by the head, the device set 135 to be controlled generates a physical position signal including a servo mark, a servo burst, and a gray code track address represented by the servo data. This physical position signal is generally supplied to the position demodulation device 140 and the fine position demodulation device 150.

【0033】大略位置復調装置140は、物理的な位置
信号をディジタル形式の信号に変換するように動作す
る。この大略位置復調装置140の変換動作は、ヘッド
により読み出されたサーボデータに含まれるサーボマー
クを、変換動作の際のクロックとして使用することによ
り遂行される。さらに、上記の大略位置復調装置140
は、ディジタル化された物理的な位置信号からトラック
番号を抽出するように動作する。このようにして抽出さ
れたトラック番号は、矩象の位置信号として加算器14
5に供給される。
The position demodulator 140 generally operates to convert a physical position signal into a digital format signal. The conversion operation of the position demodulator 140 is performed by using the servo mark included in the servo data read by the head as a clock for the conversion operation. Further, the above-mentioned general position demodulation device 140
Operates to extract the track number from the digitized physical position signal. The track number extracted in this manner is added to the adder 14 as a rectangular position signal.
5 is supplied.

【0034】精密位置復調装置150は、物理的な位置
信号から得られるサーボバースト・データに基づいて精
密な位置情報を抽出するように動作する。さらに、この
精密位置復調装置150は、精密な位置情報に対応する
精密位置信号をスイッチ165に供給する。このスイッ
チ165は、その出力を加算器145に供給する。判定
回路155は、大まかな位置情報、すなわち、矩象の位
置信号を単独で使用するか、または、大まかな位置情報
を精密な位置情報と組み合わせて使用するかを決定する
ように動作する。本発明の実施例においては、大まかな
位置情報と精密な位置情報とを組み合わせるか否かは、
目的トラックからの距離に依存する。ヘッドの速度が予
め定められたスレッショールドより低い値になり、か
つ、精密な位置情報が有効であることが保証される場合
にのみ、精密な位置情報が使用される。さらに詳しくい
えば、ヘッドの目的トラックからの距離が20トラック
分より小さい場合に、判定回路155は、精密な位置情
報が加算器145に供給されるようにスイッチ165を
制御する。あるいは、他の二者択一的な例では、精密な
位置情報を使用する際の基準は、現在の速度の関数とな
り得る。
The fine position demodulator 150 operates to extract precise position information based on servo burst data obtained from a physical position signal. Further, the precision position demodulation device 150 supplies a precision position signal corresponding to precise position information to the switch 165. The switch 165 supplies its output to the adder 145. The decision circuit 155 operates to determine rough position information, that is, whether the quadrature position signal is used alone, or whether the rough position information is used in combination with the fine position information. In the embodiment of the present invention, whether to combine rough position information and precise position information is
Depends on the distance from the target track. Precise position information is used only if the speed of the head is below a predetermined threshold and it is guaranteed that the accurate position information is valid. More specifically, when the distance of the head from the target track is smaller than 20 tracks, the determination circuit 155 controls the switch 165 so that precise position information is supplied to the adder 145. Alternatively, in another alternative, the criteria for using the fine position information can be a function of the current velocity.

【0035】加算器145は、大まかな位置情報と、ス
イッチ等を介して選択的に供給される精密な位置情報と
を組み合わせることによって、サンプルによる位置信号
X1(z)を生成するように動作する。このような位置
信号X1(z)は、複合の位置信号、すなわち、各サン
プリング間隔に対する複合の位置信号ともよばれてい
る。
The adder 145 operates so as to generate a sampled position signal X1 (z) by combining the rough position information with the precise position information selectively supplied via a switch or the like. . Such a position signal X1 (z) is also called a composite position signal, that is, a composite position signal for each sampling interval.

【0036】制御電流信号U(z)は、スイッチ175
の一つの端子にも供給される。このスイッチ175は、
シーク動作の減速段階の期間中は速度/位置推定器16
0に制御電流信号U(z)を供給するように構成されて
いる。複合の位置信号X1(z)はまた、速度/位置推
定器160に供給される。この速度/位置推定器160
は、ヘッドの現在位置の見積もり値を示す信号X1ES
T(z)と、速度の見積もり値を示す信号X2EST
(z)を生成するように動作する。前者の位置の見積も
り値は、今後予想される位置とよばれており、後者の速
度の見積もり値は、現在速度の見積もり値とよばれてい
る。これらの2種の見積もり値は、各々のサンプリング
時における値、すなわち、各々の物理的な位置の読み出
し動作後の値を表している。上記の速度/位置推定器1
60は、これから述べる図6および図7に詳細に図示さ
れている。
The control current signal U (z) is supplied to the switch 175.
It is also supplied to one terminal of. This switch 175
During the deceleration phase of the seek operation, the speed / position estimator 16
0 to supply the control current signal U (z). The composite position signal X1 (z) is also provided to the velocity / position estimator 160. This velocity / position estimator 160
Is a signal X1ES showing the estimated value of the current position of the head.
T (z) and a signal X2EST indicating the estimated speed value
Operates to generate (z). The former position estimate is called the expected position in the future, and the latter speed estimate is called the current speed estimate. These two types of estimated values represent the values at the time of each sampling, that is, the values after the read operation of each physical position. The above velocity / position estimator 1
60 is illustrated in greater detail in FIGS. 6 and 7 discussed below.

【0037】さらに、判定回路155は、予想される位
置の信号X1EST(z)、または、現在のサンプル位
置としての複合の位置信号X1(z)を減算器105へ
供給するように、スイッチ170を制御する。一般に、
複合の位置信号は、現在のサンプル位置信号として選択
される。しかしながら、サーボデータ内のタイミングマ
ークが見つけられなかったり、現在位置が不正確である
とみなされたりしたために、サーボフレームが誤って読
み出された場合、判定回路155により、予想される位
置が、現在のサンプル位置として選択される。例えば、
シーク動作の開始時における現在トラックが「トラック
200」であり、目的トラックが「トラック230」で
ある場合、シーク動作期間中の「トラック100」とい
う現在位置は正しくないとみなされる。
Furthermore, the decision circuit 155 switches the switch 170 so as to supply the signal X1EST (z) of the expected position or the composite position signal X1 (z) as the current sample position to the subtractor 105. Control. In general,
The composite position signal is selected as the current sample position signal. However, when the servo frame is erroneously read because the timing mark in the servo data cannot be found or the current position is considered to be incorrect, the determination circuit 155 determines that the expected position is Selected as the current sample position. For example,
If the current track at the start of the seek operation is “track 200” and the target track is “track 230”, the current position of “track 100” during the seek operation is considered incorrect.

【0038】速度/位置推定器160は、これから説明
するような1次のディジタルフィルタを含む。この1次
のディジタルフィルタは、判定回路155からの制御信
号に応答してヘッドが目的トラックに近づいたときに使
用不能になる。このような条件下で1次のディジタルフ
ィルタが使用される場合、上記の使用不能の状態は、精
密な位置情報が大まかな位置情報に組み入れられた後の
少なくとも一つのサンプリング時に生ずる。この結果、
制御電流信号U(z)中にスパイクが発生したために速
度/位置推定器160から出力されるような起こり得る
過渡応答を防止することができる。好ましい他の二者択
一的な例では、精密な位置情報が大まかな位置情報に組
み入れられた後に、約5の係数を掛けることにより1次
のディジタルフィルタの帯域幅を広げるようにしてい
る。例えば、判定回路155からの制御信号に応答して
1次のディジタルフィルタの利得定数を変えることによ
り、このディジタルフィルタの帯域幅を広げる試みがな
される。
Velocity / position estimator 160 includes a first order digital filter as will be described. This first-order digital filter becomes unusable when the head approaches the target track in response to the control signal from the determination circuit 155. When a first-order digital filter is used under such conditions, the above-mentioned disabled state occurs at at least one sampling after the fine position information is incorporated into the rough position information. As a result,
A possible transient response, such as that output from the velocity / position estimator 160 due to a spike in the control current signal U (z), can be prevented. Another preferred alternative is to increase the bandwidth of the first-order digital filter by multiplying it by a factor of about 5, after the precise position information has been incorporated into the coarse position information. For example, an attempt is made to widen the bandwidth of the digital filter by changing the gain constant of the primary digital filter in response to the control signal from the decision circuit 155.

【0039】このディジタルフィルタを使用することに
より、本発明の制御方法および制御装置を用いたハード
ディスク装置が、大まかなトラック情報のみを使用した
場合でも、シーク動作の全期間中で連続的に変化する情
報、すなわち、精密な位置情報と大まかな位置情報との
組み合わせを利用した場合とほぼ同じシーク性能を達成
することが可能になる。
By using this digital filter, the hard disk drive using the control method and control device of the present invention continuously changes during the entire seek operation even when only rough track information is used. It is possible to achieve almost the same seek performance as in the case of using information, that is, a combination of precise position information and rough position information.

【0040】速度プロフィル発生器110、利得回路1
20、判定回路155および速度/位置推定器160
は、例えば、インテル社製の196KCの集積回路チッ
プのような埋め込み形のコントローラにより実行される
ソフトウェアのルーチンによって実現することが可能で
ある。あるいは、上記の速度プロフィル発生器110、
利得回路120等は、TI社製の320C25の集積回
路チップのように、ディスク装置内のヘッドの位置決め
および回転制御機能を遂行するために向けられたディジ
タル信号処理用制御チップにより実行されるソフトウェ
アのルーチンによって実現することが可能である。
Velocity profile generator 110, gain circuit 1
20, decision circuit 155 and velocity / position estimator 160
Can be implemented by software routines executed by an embedded controller such as, for example, an Intel 196KC integrated circuit chip. Alternatively, the velocity profile generator 110 described above,
The gain circuit 120 and the like, like an integrated circuit chip of 320C25 manufactured by TI Co., Ltd., is a software program executed by a control chip for digital signal processing, which is directed to perform a head positioning and rotation control function in a disk device. It can be realized by a routine.

【0041】シーク動作の加速段階の期間では、制御電
流信号U(z)は、できる限り大きいことが望ましい。
すなわち、D/A変換器130が、使用可能なビット数
でもって表示し得る最大の値に設定することが望まし
い。しかしながら、温度および電源が変動するために、
上記のD/A変換器130における最大のレベルでもっ
てボイスコイルモータのコイルに供給される実際の電流
は、制御電流信号U(z)からだけでは確実に予想する
ことができない。
During the acceleration phase of the seek operation, the control current signal U (z) should be as large as possible.
That is, it is desirable that the D / A converter 130 be set to the maximum value that can be displayed with the number of usable bits. However, due to temperature and power fluctuations,
The actual current supplied to the coil of the voice coil motor at the maximum level in the D / A converter 130 cannot be reliably predicted only from the control current signal U (z).

【0042】このような不都合を解消するために、シー
ク動作の加速段階の期間において、シークの開始時か
ら、速度/位置推定器160により推定される速度の見
積もり値(信号X2EST(z)が示す値)が、速度プ
ロフィル発生器110より出力されるような要求される
速度の75%以内に達する時点まで、判定回路155
は、下記のような形でスイッチ175を制御することが
好ましい。
In order to eliminate such an inconvenience, during the acceleration stage of the seek operation, the estimated value of the speed (signal X2EST (z)) estimated by the speed / position estimator 160 from the start of the seek is shown. Value) reaches within 75% of the required speed as output from the speed profile generator 110 until the decision circuit 155.
Preferably controls switch 175 in the following manner.

【0043】すなわち、このスイッチ175の一つの端
子175Bにおいて提示され、かつ、ボイスコイルモー
タ(通常、VCMと略記する)内の実際のコイル電流に
比例する信号が、他の端子175Aにおいて提示される
ような計算による制御電流信号U(z)の代わりに供給
されるように、スイッチ175を制御することである。
That is, a signal presented at one terminal 175B of this switch 175 and proportional to the actual coil current in the voice coil motor (usually abbreviated as VCM) is presented at the other terminal 175A. The switch 175 is controlled so as to be supplied instead of the calculated control current signal U (z).

【0044】電流センサ180は、ボイスコイルモータ
内の実際のコイル電流を感知し、かつ、この感知された
コイル電流に比例する信号を、スイッチ175の端子1
75Bに供給するように動作する。上記の電流センサ1
80は、例えば、電流感知用抵抗、増幅器およびD/A
変換器により構成される。図4および図5は本発明によ
るシーク動作を説明するための図であり、図4は、本発
明の制御装置において生成されるボイスコイルモータの
制御電流とサンプリング時間の間隔との関係を示すグラ
フ、図5は、本発明の制御装置におけるヘッドの速度と
サンプリング時間の間隔との関係を示すグラフである。
The current sensor 180 senses the actual coil current in the voice coil motor, and outputs a signal proportional to the sensed coil current to the terminal 1 of the switch 175.
It operates to supply to 75B. Current sensor 1 above
80 is, for example, a current sensing resistor, an amplifier and a D / A.
It is composed of a converter. 4 and 5 are views for explaining the seek operation according to the present invention, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the control current of the voice coil motor generated in the control device of the present invention and the sampling time interval. 5 is a graph showing the relationship between the head speed and the sampling time interval in the control device of the present invention.

【0045】ここでは、ヘッドが目的トラックからかな
り離れている場合について説明することとする。さら
に、図4では、ボイスコイルモータの制御電流に対応す
る制御電流信号U(n)(nは任意の自然数)をグラフ
の縦軸に表示し、図5では、ヘッドの速度に対応する速
度信号X2(n)をグラフの縦軸に表示することとす
る。なお、これ以降、ボイスコイルモータの制御電流信
号U(n)をコントローラ出力として定義し、かつ、ヘ
ッドの速度信号X2(n)をヘッドの速度として定義す
る。
Here, the case where the head is considerably separated from the target track will be described. Further, in FIG. 4, the control current signal U (n) (n is an arbitrary natural number) corresponding to the control current of the voice coil motor is displayed on the vertical axis of the graph, and in FIG. 5, the speed signal corresponding to the speed of the head is displayed. X2 (n) is displayed on the vertical axis of the graph. Note that, hereinafter, the control current signal U (n) of the voice coil motor is defined as the controller output, and the speed signal X2 (n) of the head is defined as the speed of the head.

【0046】さらに詳しく説明すると、サンプリング時
間tの各サンプリング時(N−1)T、(N−1)T、
NTおよび(N+1)T(Tは一つのサンプリング間
隔、すなわち、サンプリング周期を示す)において、サ
ーボフレームが読み出される結果として、物理的な位置
サンプルが提示される。ヘッドの速度は、図5に示すよ
うに、物理的に感知されたものではない。例えば、サン
プリング時NTにおいては、ヘッドの速度はX2(N)
である。さらに、図4から明らかなように、サンプリン
グ時NTにおいては、コントローラ出力はU(N−1)
である。ヘッド位置がサンプリングされる時間間隔、す
なわち、サーボ情報がディスクから読み出される時間間
隔により定義されるサンプル−補正遅延Δ(Δ=(1−
m)・T)が経過した後に、ヘッドの速度の傾きが変化
する。ここで、定数mに関して説明することとする。サ
ンプリング間隔の残りの期間mT、すなわち、サンプリ
ング周期Tからサンプル−補正遅延Δを引いた期間で
は、コントローラ出力はU(n)のままであり、かつ、
ヘッドの速度の傾きは変化しない。次のサンプリング時
(N+1)Tでは、次のサーボフレームが読み出され、
コントローラ出力の調整処理が繰り返して行われる。
More specifically, at each sampling time t, (N-1) T, (N-1) T,
At NT and (N + 1) T, where T represents one sampling interval, i.e. sampling period, physical position samples are presented as a result of the servo frames being read. The head speed is not physically sensed as shown in FIG. For example, at the time of sampling NT, the head speed is X2 (N).
Is. Further, as is apparent from FIG. 4, at the sampling time NT, the controller output is U (N-1).
Is. Sample-correction delay Δ (Δ = (1-
After m) · T) has elapsed, the inclination of the speed of the head changes. Here, the constant m will be described. During the remaining period mT of the sampling interval, that is, the sampling period T minus the sample-correction delay Δ, the controller output remains U (n), and
The head speed slope does not change. At the next sampling time (N + 1) T, the next servo frame is read,
The controller output adjustment process is repeated.

【0047】なお、各サンプリング時(N−1)T、N
Tおよび(N+1)等に使用される“N”は、後述の式
等の説明の部分では、便宜上、英小文字の“n”でもっ
て表すこともある。ついで、図3の速度/位置推定器1
60を詳細に説明する。ここでは、z-1が一つのサンプ
リング間隔の遅延を表すようなz領域の記法を使用する
こととする。
At each sampling (N-1) T, N
"N" used for T and (N + 1) and the like may be represented by a lower case "n" in the description of formulas and the like below for convenience. Then, the velocity / position estimator 1 of FIG.
60 will be described in detail. Here we use the z-domain notation, where z -1 represents the delay of one sampling interval.

【0048】この場合、U(z)は、前述のU(n)と
同じように、コントローラ出力として規定される。この
U(z)は、アクチュエイタのボイスコイルに供給され
る電流に対応すると共に、トラック/サンプル2 で表さ
れるボイスコイルモータの加速度に対応する値であり、
D/A変換器130の出力における最下位の数ビット
(通常、LSBと略記する)の単位で表される。
In this case, U (z) is defined as the controller output, similar to U (n) described above. This U (z) is a value that corresponds to the current supplied to the voice coil of the actuator and also corresponds to the acceleration of the voice coil motor represented by track / sample 2 .
It is expressed in units of the least significant bits (usually abbreviated as LSB) in the output of the D / A converter 130.

【0049】X1(z)は、サンプル位置として規定さ
れ、トラックの単位で表される。X1EST(z)は、
以前の情報に基づいたヘッドの現在位置の見積もり値と
して規定され、トラックの単位で表される。X2EST
(z)は、サンプル位置と以前の情報に基づいたヘッド
の現在速度の見積もり値として規定され、トラック/サ
ンプルの単位で表される。
X1 (z) is defined as a sample position and is expressed in track units. X1EST (z) is
It is defined as an estimate of the current position of the head based on previous information and is expressed in track units. X2EST
(Z) is defined as an estimate of the current velocity of the head based on the sample position and previous information and is expressed in track / sample units.

【0050】このように、U(z)、X1(z)、X1
EST(z)およびX2EST(z)を規定したとき
に、X1EST(z)およびX2EST(z)は、下記
の〔数1〕に示すような式(1)および式(2)により
それぞれ表される。
Thus, U (z), X1 (z), X1
When EST (z) and X2EST (z) are defined, X1EST (z) and X2EST (z) are respectively represented by formula (1) and formula (2) as shown in the following [Equation 1]. .

【0051】[0051]

【数1】 [Equation 1]

【0052】この場合、ヘッドの速度をトラック/サン
プルの単位で表し、かつ、コントローラ出力をトラック
/サンプル2 の単位で表すことにより、前述の式(1)
および式(2)からサンプリング周期が除外される。上
記の式(1)および式(2)を導き出すことについて
は、これらの式の差分方程式による表示に関連させなが
ら、これから述べていくこととする。前述のように、信
号U(z)が、要求される制御電流信号ではなく、ボイ
スコイルモータ内のコイル電流を表すことは、容易に理
解されるであろう。
In this case, by expressing the head speed in the unit of track / sample and the controller output in the unit of track / sample 2 , the above equation (1) is obtained.
And the sampling period is excluded from equation (2). Derivation of the above equations (1) and (2) will be described below in connection with the display of these equations by the difference equation. It will be readily appreciated that, as mentioned above, the signal U (z) represents the coil current in the voice coil motor, rather than the required control current signal.

【0053】定数C0、C1、D1、G1、K1および
K2は、速度/位置推定器に対し充分な性能を付与する
と共に、制御される装置一式(アクチュエイタ・アセン
ンブリ等)の動力学に適合するように選定される定数で
ある。さらに、定数C0、C1は、C1=1−C0の関
係を有するフィルタ定数である。これらの定数C0、C
1は、矩象の大まかな位置情報のみが使用される場合、
約300Hzの帯域幅を確保するように選択される。ま
た一方で、精密な位置情報のみが使用される場合、約1
〜2kHzのように、さらに高周波領域まで拡大された
帯域幅を確保するように選択される。本発明の一実施例
では、定数C0は、約0.35である。
The constants C0, C1, D1, G1, K1 and K2 provide sufficient performance for the velocity / position estimator and are compatible with the dynamics of the set of devices being controlled (actuator assembly, etc.). Is a constant that is selected as follows. Further, the constants C0 and C1 are filter constants having a relationship of C1 = 1−C0. These constants C0, C
1 is when only rough position information of quadrature is used,
It is selected to ensure a bandwidth of about 300 Hz. On the other hand, if only precise position information is used, it is about 1
It is selected to ensure a bandwidth extended to higher frequencies, such as ~ 2 kHz. In one embodiment of the invention, the constant C0 is about 0.35.

【0054】さらに、定数D1は、制御システムのサン
プル率や、速度/位置推定器の帯域幅や、他のパラメー
タの関数として調整される。本発明の一実施例では、定
数D1は、約2.5である。さらに、定数G1は、フィ
ードバック補正定数である。この定数G1は、複合の位
置情報から導き出されるような予想による位置に基づい
て得られる速度の見積もり値を補正することができるよ
うに、シミュレーションの結果と実験的な結果を考慮し
ながら、0.5から約0.7の間の値に設定される。
Furthermore, the constant D1 is adjusted as a function of the control system sample rate, the velocity / position estimator bandwidth, and other parameters. In one embodiment of the invention, the constant D1 is about 2.5. Further, the constant G1 is a feedback correction constant. This constant G1 is set to 0..0 while considering the simulation result and the experimental result so that the estimated value of the velocity obtained based on the predicted position derived from the composite position information can be corrected. It is set to a value between 5 and about 0.7.

【0055】さらに、定数K1、K2は、サンプリング
周期に対し所定の配分でコントローラ出力を割り当てる
ように選定される。この場合、各種の変数は下記のよう
に設定される。 ・DACは、D/A変換器130の利得であり(図3で
は、D/A変換器130のブロックをDACと表示して
いる)、最下位のビット(LSB)に対する電圧値によ
り表される。
Further, the constants K1 and K2 are selected so as to allocate the controller output in a predetermined distribution with respect to the sampling period. In this case, various variables are set as follows. DAC is the gain of the D / A converter 130 (in FIG. 3, the block of the D / A converter 130 is shown as DAC) and is represented by the voltage value for the least significant bit (LSB). .

【0056】・GMは、ボイスコイル駆動用の相互コン
ダクタンス増幅器132の相互コンダクタンス利得であ
り(図3では、相互コンダクタンス増幅器132のブロ
ックをGMと表示している)、アンペア/ボルト(A/
V)により表される。 ・KTは、ボイスコイルモータのトルク定数であり、ニ
ュートン・メータ/アンペア(Nm/A)により表され
る。
GM is the transconductance gain of the transconductance amplifier 132 for driving the voice coil (in FIG. 3, the block of the transconductance amplifier 132 is indicated as GM), and ampere / volt (A /
V). KT is the torque constant of the voice coil motor and is expressed in Newton meters / ampere (Nm / A).

【0057】・Jは、ヘッドアーム・アセンブリの慣性
であり、Kg・m2 により表される。 ・TPIは、ディスクの1インチあたりのトラックの値
である。 ・KPは、パワーオンのときに較正される定数であり、
かつ、制御される装置一式の加速定数を示すものであ
る。具体的には、下記の〔数2〕のように表される。
J is the inertia of the head arm assembly and is represented by Kg · m 2 . -TPI is a value of tracks per inch of the disc. KP is a constant that is calibrated at power on,
It also shows the acceleration constant of the set of devices to be controlled. Specifically, it is expressed as in the following [Equation 2].

【0058】[0058]

【数2】 [Equation 2]

【0059】ここで、Tは、サンプリング周期(既に述
べている)であり、Δは、サンプル−補正遅延であり、
mは、m=(T−Δ)/Tとして定義され、かつ、本発
明の一実施例では約1/2の値を有する定数である。
Where T is the sampling period (described above), Δ is the sample-correction delay,
m is defined as m = (T−Δ) / T, and is a constant having a value of about ½ in one embodiment of the present invention.

【0060】さらに、K1=0.5・KP・mに設定さ
れ、かつ、K2=0.5・KP・(1−m)に設定され
る。加速定数KPの公称値と最悪値は、ディスク装置の
設計値から計算される。このディスク装置では、製造上
の寸法公差および/または温度変動があるために、パワ
ーオンのときに較正が行われる。さらに詳しくいえば、
この較正は、ディスク装置の動作期間中は適応制御によ
り遂行され、製造期間中は工場の較正工程の一環として
遂行される。さらに、上記の較正は、ある定められた時
間の期間に対し一定の電流を使用してアクチュエイタを
加速することを含み、かつ、この加速に対応してヘッド
が進行する距離を測定することを含む。さらに、測定さ
れた距離をもとに加速定数が計算される。本発明の一実
施例においては、定数KPは、約0.015トラック/
サンプル2 /LSBである。
Further, K1 = 0.5.KP.m and K2 = 0.5.KP. (1-m) are set. The nominal value and the worst value of the acceleration constant KP are calculated from the design values of the disk device. This disk drive is calibrated at power-on due to manufacturing dimensional tolerances and / or temperature variations. More specifically,
This calibration is performed by adaptive control during the operation of the disk device and as part of the factory calibration process during manufacturing. Further, the above calibration involves accelerating the actuator using a constant current for a defined period of time, and measuring the distance traveled by the head in response to this acceleration. Including. Further, the acceleration constant is calculated based on the measured distance. In one embodiment of the invention, the constant KP is about 0.015 tracks /
Sample 2 / LSB.

【0061】前述の定数を正しく選定することにより、
制御される装置一式の加速定数KPの較正の誤り、また
は、ヘッドアーム・アセンブリに作用するバイアス力の
較正の誤りといったような不利な条件の下であっても、
ヘッドの現在速度の見積もり値(見積もり速度)X2E
ST(z)は、ヘッドの実際の速度を正確に見積もった
値になる。換言すれば、本発明の制御システムは、ロバ
スト(Robust)である。本発明におけるフィードバック
補正項であるG1・(X1(z)−X1EST(z))
は、速度/位置推定器のロバスト性に対し重要な役割を
担っている。なぜならば、上記のフィードバック補正項
は、各種の定数を設定する目的で使用される値とは異な
るようなアクチュエイタ特性の変化によって、エラーが
発生するのを防止するからである。
By selecting the above constants correctly,
Even under adverse conditions, such as miscalibration of the acceleration constant KP of the set of controlled devices, or miscalibration of the bias force acting on the head arm assembly,
Estimated value of current speed of head (estimated speed) X2E
ST (z) is a value that accurately estimates the actual speed of the head. In other words, the control system of the present invention is robust. G1 · (X1 (z) −X1EST (z)) which is the feedback correction term in the present invention
Plays an important role in the robustness of the velocity / position estimator. This is because the above feedback correction term prevents an error from occurring due to a change in actuator characteristics that is different from the values used for the purpose of setting various constants.

【0062】さらに、ヘッドの現在位置の見積もり値
(見積もり位置)X1EST(z)は、すべての重要な
動力学的条件の下で、次のサンプリング時におけるヘッ
ドの真の位置を正確に予想した値になる。上記の重要な
動力学的条件の中には、加速期間、一定速度の区域、減
速期間、および、減速度の値が変化する期間が含まれ
る。さらに詳しくいえば、本発明の制御方法および制御
装置を用いたヘッド位置決めシステムは、コントローラ
出力のステップ関数に耐えるだけでなく、もとどおりに
回復することも可能である。この種の回復動作は、代表
的に、2つのサンプリング周期以内の期間で実行され得
る。
Further, the estimated value of the present position of the head (estimated position) X1EST (z) is a value that accurately predicts the true position of the head at the next sampling under all important dynamic conditions. become. Some of the important kinetic conditions mentioned above include acceleration periods, areas of constant velocity, deceleration periods, and periods in which the value of deceleration changes. More specifically, the head positioning system using the control method and the control device of the present invention can not only withstand the step function of the controller output but also recover the original state. This type of recovery operation can typically be performed in a period within two sampling cycles.

【0063】図6は、図3の速度制御ループに使用され
得る速度/位置推定器の一実施例を示すブロック図であ
る。図6を考察すればわかるように、図6の速度/位置
推定器160は、前述の式(1)および式(2)を直接
実行したものである。さらに、図6において、速度/位
置推定器160は、入力端子205、210と、遅延素
子を含む遅延回路215、225および270と、減算
器220、235と、加算器245、255および28
0と、乗算器230、240、250および275と、
スイッチ260と、出力端子265、285とを備え
る。
FIG. 6 is a block diagram illustrating one embodiment of a velocity / position estimator that may be used in the velocity control loop of FIG. As can be seen by considering FIG. 6, the velocity / position estimator 160 of FIG. 6 is a direct implementation of equations (1) and (2) above. Further, in FIG. 6, velocity / position estimator 160 includes input terminals 205 and 210, delay circuits 215, 225 and 270 including delay elements, subtractors 220 and 235, and adders 245, 255 and 28.
0 and the multipliers 230, 240, 250 and 275,
The switch 260 and the output terminals 265 and 285 are provided.

【0064】複合の位置信号X1(z)は、入力端子2
05に供給され、さらに、この入力端子205から遅延
回路215に供給される。この位置信号X1(z)は、
同時に、減算器220および減算器235に供給され
る。遅延回路215は、遅延された位置信号z-1・X1
(z)すなわちX1(z−1)、換言すれば、以前のサ
ンプリング間隔から得られる位置信号X1(z)を、加
算器280および減算器220に供給するように動作す
る。
The composite position signal X1 (z) is input to the input terminal 2
05, and further is supplied from this input terminal 205 to the delay circuit 215. This position signal X1 (z) is
At the same time, it is supplied to the subtractor 220 and the subtractor 235. The delay circuit 215 outputs the delayed position signal z −1 · X1.
It operates to supply (z) or X1 (z-1), in other words the position signal X1 (z) obtained from the previous sampling interval, to the adder 280 and the subtractor 220.

【0065】制御電流信号U(z)、すなわち、制御指
令は、入力端子210に供給され、さらに、この入力端
子210から遅延回路225に供給される。この遅延回
路225は、2つ前のサンプリング間隔における制御指
令を示すような記憶された値を有している。さらに、遅
延回路225は、以前の制御指令値z-1・U(z)に定
数K1を乗算すると共に、2つ前のサンプリング間隔に
おける制御指令値z-2・U(z)に定数K2を乗算し、
かつ、これらの乗算がなされた値同士を加算するように
動作する。さらに、遅延回路225は、過去に属する指
令信号として得られた結果(加算結果)を、乗算器23
0および加算器280に供給する。
The control current signal U (z), that is, the control command is supplied to the input terminal 210 and further supplied from this input terminal 210 to the delay circuit 225. The delay circuit 225 has a stored value indicating a control command in the sampling interval two before. Further, the delay circuit 225 multiplies the previous control command value z −1 · U (z) by the constant K1 and also adds the constant K2 to the control command value z −2 · U (z) at the sampling interval two before. Multiply,
Further, it operates so as to add the values thus multiplied. Further, the delay circuit 225 uses the result (addition result) obtained as the command signal belonging to the past in the multiplier 23.
0 and adder 280.

【0066】以前のサンプリング間隔から見積もられた
速度信号z-1・X2EST(z)は、遅延回路270か
ら加算器280に供給される。加算器280は、この加
算器そのものに供給される複数種の信号を加算するよう
に動作する。これらの複数種の信号は、遅延された複合
の位置信号z-1・X1(z)、以前のサンプリング間隔
から見積もられた速度信号z-1・X2EST(z)、お
よび、過去に属する指令信号K1・z-1・U(z)+K
2・z-2・U(z)を含む。さらに、上記の加算器28
0は、予想される位置信号を、出力端子285および減
算器235に供給するように動作する。
The velocity signal z −1 · X2EST (z) estimated from the previous sampling interval is supplied from the delay circuit 270 to the adder 280. The adder 280 operates to add a plurality of types of signals supplied to the adder itself. These plural kinds of signals are the delayed composite position signal z −1 · X1 (z), the velocity signal z −1 · X2EST (z) estimated from the previous sampling interval, and the command belonging to the past. Signal K1 ・ z -1・ U (z) + K
Includes 2 · z −2 · U (z). Furthermore, the adder 28 described above
0 operates to provide the expected position signal to output terminal 285 and subtractor 235.

【0067】これまでの説明からわかるように、予想さ
れる位置信号X1EST(z)の値は、以前のサンプル
までの測定値と、この以前のサンプルを含む測定値に依
存する。フランクリン(Franklin)、パウエル(Powel
l)およびワークマン(Workman )の手法{ダイナミッ
クシステムのディジタル制御(Digital Control of Dyn
amic Systems)、第2版、アディソン ウェスリー(Ad
dison Wesley)、1990年発行、§6.3を参照}を
用いた場合、信号X1EST(z)は、推定器により予
想される値である。
As can be seen from the above description, the expected value of the position signal X1EST (z) depends on the measured value up to and including the previous sample. Franklin, Powel
l) and Workman methods {Digital Control of Dyn
amic Systems), 2nd Edition, Addison Wesley (Ad
dison Wesley), published 1990, see §6.3}, the signal X1EST (z) is the value expected by the estimator.

【0068】さらに詳しく説明すると、n番目のサンプ
リング間隔(厳密にいえば、任意のnから選択された
「N番目のサンプリング間隔」と表すべきであるが、こ
こでは、説明を簡単にするために、「n番目のサンプリ
ング間隔」と表すこととする)に対する制御電流信号U
(z)が、制御される装置一式、すなわち、被制御体の
装置一式に供給された場合、この被制御体の装置一式か
ら次の物理的な位置サンプルが得られる前に、次のサン
プリング間隔に対し推定により予想される位置信号X1
EST(z)を迅速に獲得することができる。このよう
に、予想される位置信号X1EST(z)を獲得するま
での時間の期間は、暫定計算の部分の期間とよばれてい
る。この暫定計算の部分の期間中は、重み付けがなさ
れ、かつ、過去に属する指令信号D1*(K1・z-1
U(z)+K2・z-2・U(z)や、重み付けがなさ
れ、かつ、遅延された見積もり速度信号C1・z-1・X
2EST(z)も得られる。
More specifically, the nth sampling interval (strictly speaking, it should be expressed as “Nth sampling interval” selected from arbitrary n, but here, for simplification of explanation, , "Nth sampling interval").
If (z) is supplied to a controlled set of devices, ie the set of controlled devices, the next sampling interval before the next physical position sample is obtained from this controlled set of devices. Position signal X1 predicted by estimation for
EST (z) can be acquired quickly. In this way, the period of time until the expected position signal X1EST (z) is acquired is called the period of the provisional calculation. During the part of this provisional calculation, the command signals D1 * (K1 · z −1 ·) that are weighted and belong to the past
U (z) + K2 · z −2 · U (z) or the weighted and delayed estimated speed signal C1 · z −1 · X
2EST (z) is also obtained.

【0069】この結果、暫定計算の期間以外の期間、す
なわち、サンプリング間隔内のインラインの部分の期間
中は、2つの乗算機能と2つの加算機能を遂行するだけ
でよい。この事実により、短いサンプル−補正遅延Δを
容易に実現することができる。ここでは議論していない
けれども、他の必要な計算が存在するために、本発明の
一つの実施例においては、サンプル−補正遅延Δはサン
プリング間隔の約半分の値に設定される。
As a result, during the period other than the temporary calculation period, that is, during the in-line portion within the sampling interval, only two multiplication functions and two addition functions need to be performed. Due to this fact, a short sample-correction delay Δ can easily be realized. Although not discussed here, in one embodiment of the present invention, the sample-correction delay Δ is set to a value of about half the sampling interval, due to the presence of other necessary calculations.

【0070】減算器235は、複合の位置信号X1
(z)から、予想される位置信号X1EST(z)を減
算し、この減算動作により位置差分データとして得られ
た結果を乗算器240に供給するように動作する。さら
に、この乗算器240は、上記の位置差分データに定数
G1を乗算し、この乗算動作により、重み付けされた位
置差分信号として得られた結果を加算器245に供給す
るように動作する。ここで、重み付けされた位置差分信
号は、フィードバック補正信号ともよばれている。
The subtractor 235 outputs the composite position signal X1.
The expected position signal X1EST (z) is subtracted from (z), and the result obtained as the position difference data by this subtraction operation is supplied to the multiplier 240. Further, the multiplier 240 operates to multiply the position difference data by a constant G1 and supply the result obtained as a weighted position difference signal to the adder 245 by this multiplication operation. Here, the weighted position difference signal is also called a feedback correction signal.

【0071】乗算器230は、過去に属する指令信号に
定数D1を乗算し、この乗算動作により、重み付けされ
かつ過去に属する指令信号として得られた結果を減算器
220に供給するように動作する。この減算器220
は、現在のサンプリング間隔に対する複合の位置信号か
ら、以前のサンプリング間隔から得られる複合の位置信
号を減算し、上記の減算結果を、重み付けされかつ過去
に属する指令信号に加算するように動作する。このよう
な減算器220の一連の動作により、加算器245に供
給されるようなひとまとめの信号が生成される。
The multiplier 230 operates so as to multiply the command signal belonging to the past by a constant D1 and to supply the result obtained as the command signal belonging to the past weighted by this multiplication operation to the subtractor 220. This subtractor 220
Operates to subtract the composite position signal obtained from the previous sampling interval from the composite position signal for the current sampling interval and add the result of the subtraction to the weighted and past command signals. By the series of operations of the subtractor 220, a set of signals to be supplied to the adder 245 is generated.

【0072】加算器245は、上記のひとまとめの信号
と、重み付けされた位置差分信号とを加算し、この加算
動作により中間信号として得られた結果を、スイッチの
入力端子260Aおよび乗算器250に供給するように
動作する。さらに、この乗算器250は、上記の中間信
号に定数C0を乗算するように動作する。この結果とし
て得られるような重み付けされた中間信号は、加算器2
55に供給される。
The adder 245 adds the above-mentioned group of signals and the weighted position difference signal, and supplies the result obtained as an intermediate signal by this addition operation to the input terminal 260A of the switch and the multiplier 250. To work. Further, the multiplier 250 operates to multiply the intermediate signal by the constant C0. The weighted intermediate signal as the result of this is the adder 2
55.

【0073】スイッチ260は、図3の判定回路155
からの制御信号により制御される。精密な位置情報が大
まかな位置情報に組み込まれ、かつ、フィルタ動作が不
必要である場合、上記の重み付けされた中間信号は、見
積もられた速度信号X2EST(z)として、スイッチ
の入力端子260Aから出力端子265に供給される。
The switch 260 is the decision circuit 155 of FIG.
It is controlled by a control signal from. If the precise position information is incorporated into the coarse position information and no filtering is required, the weighted intermediate signal is the estimated speed signal X2EST (z), which is the input terminal 260A of the switch. From the output terminal 265.

【0074】以前のサンプリング間隔から見積もられた
速度信号z-1・X2EST(z)は、遅延回路270か
ら乗算器275に供給される。この乗算器275は、上
記の速度信号z-1・X2EST(z)に定数C1を乗算
し、さらに、重み付けされ、かつ、遅延された見積もり
速度信号として得られる結果を加算器255に供給す
る。
The velocity signal z −1 · X2EST (z) estimated from the previous sampling interval is supplied from the delay circuit 270 to the multiplier 275. The multiplier 275 multiplies the speed signal z −1 · X2EST (z) described above by a constant C1, and further supplies the result obtained as a weighted and delayed estimated speed signal to the adder 255.

【0075】遅延回路270および乗算器275、25
0は、1次のディジタルフィルタを含む。加算器255
は、重み付けされかつ遅延された見積もり速度信号を、
重み付けされた中間信号に加算し、この加算結果を、ス
イッチの入力端子260Bに供給するように動作する。
例えば、シークの大部分において、大まかな位置情報の
みが使用される場合、出力のフィルタ処理が必要にな
る。さらに、この場合、スイッチの入力端子260Bに
印加された信号が、見積もられた速度信号X2EST
(z)として、スイッチの入力端子265に供給され
る。あるいは、他の例として、精密な位置情報が使用さ
れる場合であっても、フィルタ処理を遂行することが可
能である。この場合は、大まかな位置情報のみが使用さ
れる場合よりも高い周波数領域を有するフィルタが使用
される。
Delay circuit 270 and multipliers 275 and 25
0 includes a first order digital filter. Adder 255
Is the weighted and delayed estimated speed signal,
The weighted intermediate signal is added, and the addition result is supplied to the input terminal 260B of the switch.
For example, in the majority of seeks, if only coarse position information is used, output filtering is required. Further, in this case, the signal applied to the input terminal 260B of the switch is equal to the estimated speed signal X2EST.
(Z) is supplied to the input terminal 265 of the switch. Alternatively, as another example, the filtering process can be performed even when precise position information is used. In this case, a filter with a higher frequency range is used than if only coarse position information is used.

【0076】これまでの説明からわかるように、見積も
られた速度信号X2EST(z)の値は、以前のサンプ
ルまでの測定値と、この以前のサンプルを含む測定値に
依存する。前述のフランクリン、パウエルおよびワーク
マンの手法を用いた場合、見積もられた速度信号X2E
ST(z)は、推定器の現在の信号である。本発明の速
度/位置推定器は、比較的単純な構成になる。この理由
として、位置および速度の見積もり値の各々が特定のサ
ンプリング時に関係しており、サンプル−補正遅延の後
の期間、すなわち、指令信号が印加された時点では、上
記の位置および速度の見積もり値を識別する試みがなさ
れないことが挙げられる。しかしながら、前述のよう
に、サンプル−補正遅延には、重み付け定数の選択動作
が含まれる。
As can be seen from the above description, the value of the estimated velocity signal X2EST (z) depends on the measured value up to and including the previous sample. Using the Franklin, Powell and Workman method described above, the estimated velocity signal X2E
ST (z) is the current signal of the estimator. The velocity / position estimator of the present invention has a relatively simple structure. The reason for this is that each of the position and velocity estimates is relevant at a particular sampling time, and during the period after the sample-correction delay, i.e. when the command signal is applied, the above position and velocity estimates are There is no attempt to identify However, as mentioned above, the sample-correction delay involves the selection of the weighting constant.

【0077】定数D1を正しく選択することにより、本
発明の速度/位置推定器は、大きなサンプル−補正遅延
がある場合でも、このサンプル−補正遅延の後の値を見
積もることを必要とせずに、正確な結果を提示すること
が可能になる。図7は、図6の速度/位置推定器の変形
例を示すブロック図である。ここでは、図6の速度/位
置推定器160と比較しながら、図7の速度/位置推定
器160Bを説明することとする。
By choosing the constant D1 correctly, the velocity / position estimator of the present invention does not need to estimate the value after this sample-correction delay, even if there is a large sample-correction delay. It is possible to present accurate results. FIG. 7 is a block diagram showing a modification of the speed / position estimator of FIG. Here, the velocity / position estimator 160B of FIG. 7 will be described in comparison with the velocity / position estimator 160 of FIG.

【0078】前述の式(1)を式(2)に代入すること
により、下記の式(3)が算出される。
By substituting the equation (1) into the equation (2), the following equation (3) is calculated.

【0079】[0079]

【数3】 [Equation 3]

【0080】このようにして得られた式(3)は、定数
毎に項をまとめることにより、下記の式(4)のように
簡単化される。
The equation (3) thus obtained is simplified as the following equation (4) by collecting the terms for each constant.

【0081】[0081]

【数4】 [Equation 4]

【0082】この式(4)は、連続的な位置サンプル間
の差の加算による合計と、連続的な出力指令の加算によ
る総和を表している。さらに、このようにして加算され
た値は、係数Eの1次のローパスフィルタ(低域フィル
タ)によってフィルタ処理がなされる。サンプル−補正
遅延は、定数K1およびK2の項に組み入れられる。こ
のために、過去に属する指令信号に対応するK1・z-1
・U(z)+K2・z -2・U(z)の項は、一つのサン
プリング周期に対するコイル電流に類似し、かつ、X1
(z)−z-1・X1(z)の項は、ディジタルの微分器
に相当するものになる。式(2)中のフィードバック補
正項であるG1・(X1(z)−X1EST(z))
は、式(3)中で展開され、式(4)中の定数A、Bお
よびEに反映される。
This equation (4) is calculated between consecutive position samples.
The sum of the differences between the
It represents the sum total. Furthermore, it is added in this way
Is a first-order low-pass filter (low-pass filter) with coefficient E.
Filter processing is performed. Sample-correction
The delay is factored into the constants K1 and K2. This
For K1z corresponding to command signals belonging to the past-1
・ U (z) + K2 ・ z -2・ U (z) term is one sun
Similar to coil current for pulling period and X1
(Z) -z-1-The term X1 (z) is a digital differentiator
Will be equivalent to. Complementary feedback in equation (2)
Positive term G1 · (X1 (z) -X1EST (z))
Is expanded in equation (3), and constants A and B in equation (4)
And E.

【0083】上記の式(1)および式(4)は、図7に
示すようなブロック図により総括的に実行される。この
図7の速度/位置推定器の例は、前述の図6の速度/位
置推定器に比べて、プロセッサの計算処理の総和が少な
くなるという利点を有する。なぜならば、図7の速度/
位置推定器では、一つのサンプリング間隔内のインライ
ンの部分で、単一の乗算動作と、単一の加算動作と、単
一の減算動作しか必要としないからである。
The above equations (1) and (4) are generally executed by the block diagram shown in FIG. The example of the velocity / position estimator of FIG. 7 has an advantage that the total sum of the calculation processing of the processor is smaller than that of the velocity / position estimator of FIG. 6 described above. Because, the speed of /
This is because the position estimator requires only a single multiplication operation, a single addition operation, and a single subtraction operation in the inline portion within one sampling interval.

【0084】図7において、速度/位置推定器160B
は、入力端子405、410と、遅延回路415、43
5および450と、減算器420と、加算器430、4
60と、乗算器425、440および450と、出力端
子445、465とを備える。この速度/位置推定器1
60Bの構成要素は、全般的に、前述の図6の速度/位
置推定器160の場合と同じような動作を遂行する。し
たがって、ここでは、説明を簡単にするために、速度/
位置推定器160Bの各構成要素の動作に関する説明は
省略することとする。
In FIG. 7, velocity / position estimator 160B
Are input terminals 405 and 410 and delay circuits 415 and 43.
5 and 450, the subtractor 420, and the adders 430 and 4
60, multipliers 425, 440 and 450, and output terminals 445 and 465. This speed / position estimator 1
The components of 60B generally perform similar operations as for velocity / position estimator 160 of FIG. 6 above. Therefore, here, in order to simplify the explanation, the speed /
The description of the operation of each component of the position estimator 160B will be omitted.

【0085】時間的にクリティカルなサンプリング間隔
内のインラインの部分の期間では、見積もられた速度信
号X2EST(z)を生成するために、減算器420、
乗算器425および加算器430のみを動作させればよ
い。速度/位置推定器160B中のその他の構成要素、
すなわち、遅延回路415、435および450と、乗
算器440、450と、加算器460は、時間的にクリ
ティカルでないようなサンプリング間隔内の暫定計算の
部分の期間で動作させることが可能である。
During the portion of the in-line portion within the time critical sampling interval, subtractor 420, to produce the estimated velocity signal X2EST (z),
Only the multiplier 425 and the adder 430 need be operated. Other components in the velocity / position estimator 160B,
That is, the delay circuits 415, 435 and 450, the multipliers 440 and 450, and the adder 460 can be operated during the part of the provisional calculation within the sampling interval that is not time-critical.

【0086】上記の速度/位置推定器160Bのソフト
ウェアによる実行例の説明を容易にするために、前述の
式(1)および式(2)を、それぞれ下記の式(5)お
よび式(6)のように、差分方程式に書き換えることと
する。
In order to facilitate the description of the software execution example of the velocity / position estimator 160B, the above equations (1) and (2) are converted into the following equations (5) and (6), respectively. As shown in, the difference equation is rewritten.

【0087】[0087]

【数5】 [Equation 5]

【0088】[0088]

【数6】 [Equation 6]

【0089】これらの式(5)および式(6)を導き出
す過程は、これから述べる図8〜図11および図12〜
図14を参照しながら詳細に説明することとする。推定
器およびコントローラを含むような完全な閉ループの制
御システムは、良好でかつ安定性の高いマージンでもっ
て設計される。すなわち、上記の閉ループの制御システ
ムが、一定の減速度を有するタイプの速度プロフィルに
追従する際に、ボイスコイルモータの制御電流の変化が
少なく抑えられるように設計される。この結果、一つの
サンプリング間隔における加速度の増分的な変化が小さ
くなる。シークの大部分において、加速度は、一つのサ
ンプリング間隔の期間内で急激に変化しない。それゆえ
に、各サンプリング間隔の期間中の位置の増分的な変化
に関する良好な見積もりが、(平均の速度)・(サンプ
リング周期)により行われる。この見積もりに基づき、
下記の式(7)により新しい位置が算出される。
The process of deriving these equations (5) and (6) will be described with reference to FIGS.
It will be described in detail with reference to FIG. A complete closed loop control system, including an estimator and controller, is designed with good and stable margins. That is, the closed loop control system described above is designed such that variations in the control current of the voice coil motor are suppressed when following a velocity profile of a type having a constant deceleration. As a result, the incremental change in acceleration during one sampling interval becomes small. For most of the seek, the acceleration does not change rapidly within one sampling interval. Therefore, a good estimate of the incremental change in position during each sampling interval is made by (average velocity) .multidot. (Sampling period). Based on this quote
A new position is calculated by the following equation (7).

【0090】[0090]

【数7】 [Equation 7]

【0091】好適な実施例においては、加速度が急激に
変化した場合であっても、この加速度が変化したために
生ずるような推定器の過渡応答は、2つのサンプリング
周期の期間内に回復するようになっている。この場合、
速度は、ユニット/サンプルにより表されるので、サン
プリング周期Tは、式中に含まれなくともよい。さら
に、式(7)は、下記の式(8)のように書き換えられ
る。
In the preferred embodiment, the transient response of the estimator, such as that which results from this change in acceleration, is such that it recovers within two sampling periods even when the acceleration changes abruptly. Has become. in this case,
Since the speed is expressed in units / sample, the sampling period T need not be included in the equation. Further, the equation (7) can be rewritten as the following equation (8).

【0092】[0092]

【数8】 [Equation 8]

【0093】0.5・(X2(n+1)−X2(n))
の項は、各サンプリング周期の期間における加速により
生ずるような一区分での速度の増分的な変化を表してい
る。さらに、X2(n+1)−X2(n)は、下記の式
(9)のように表される。
0.5 · (X2 (n + 1) -X2 (n))
The term represents the incremental change in velocity in a section as caused by acceleration during each sampling cycle. Further, X2 (n + 1) -X2 (n) is expressed by the following equation (9).

【0094】[0094]

【数9】 [Equation 9]

【0095】式(8)および式(9)を結合することに
より、下記の式(10)が算出される。
By combining the equations (8) and (9), the following equation (10) is calculated.

【0096】[0096]

【数10】 [Equation 10]

【0097】前述の式(5)において、X2EST
(z)をX2(z)とし、かつ、K1=0.5・KP・
mとし、そして、K2=0.5・KP・(1−m)とし
た場合に、式(10)は式(5)に等しくなる。図8、
図9、図10および図11は、図6の速度/位置推定器
の動作を説明するためのフローチャートのその1、その
2、その3、および、その4をそれぞれ示すものであ
る。これらのフローチャートにより、前述の式(特に、
差分方程式)を実行するためのソフトウェアのルーチン
が例示されている。
In the above equation (5), X2EST
Let (z) be X2 (z), and K1 = 0.5 · KP ·
When m and K2 = 0.5 · KP · (1-m), the equation (10) becomes equal to the equation (5). 8,
FIGS. 9, 10 and 11 are flowcharts No. 1, No. 2, No. 3, and No. 4 of the flowchart for explaining the operation of the velocity / position estimator shown in FIG. From these flow charts, the above equation (in particular,
A software routine for performing the difference equation) is illustrated.

【0098】図8〜図10において、ステップ300〜
ステップ365は、速度/位置推定器のルーチンのイン
ラインの部分を含む。すなわち、上記のステップ300
〜ステップ365は、式(6)に基づく見積もり速度
(信号)X2EST(n)の計算手順を示すものであ
る。また一方で、図10および図11のステップ370
〜ステップ399は、速度/位置推定器のルーチンの暫
定計算の部分を含む。
8 to 10, steps 300 to
Step 365 includes the inline portion of the velocity / position estimator routine. That is, step 300 above
-Step 365 shows the calculation procedure of the estimated speed (signal) X2EST (n) based on Formula (6). On the other hand, step 370 of FIG. 10 and FIG.
~ Step 399 includes part of the provisional calculation of the velocity / position estimator routine.

【0099】まず初めに、ステップ300において、制
御システム内のA/D変換器により、A/D変換動作が
開始される。次に、ステップ305において、精密な位
置情報を使用すべきか否かを決定するためのテストが行
われる。もし、制御システムが、精密な位置情報を使用
する基準に達していなければ、複合の位置として、大ま
かな位置情報のみが使用される。一方、上記のステップ
305におけるテストにより、精密な位置情報を使用す
べきであると判定された場合は、ステップ310におい
て、精密な位置情報が読み出され、大まかな位置情報と
結合することにより、真の複合の位置が生成される。
First, in step 300, an A / D conversion operation is started by the A / D converter in the control system. Next, in step 305, a test is performed to determine if the precise location information should be used. If the control system does not meet the criteria for using precise position information, only coarse position information is used as the composite position. On the other hand, if it is determined by the test in step 305 described above that the precise position information should be used, in step 310, the precise position information is read and combined with the rough position information, A true composite position is generated.

【0100】さらに、ステップ315において、複合の
位置に有効性、すなわち、位置サンプルの有効性が検査
される。この検査は、例えば、ハードウェア・ビットを
使用することにより実行される。もし、複合の位置が有
効でないならば、ステップ320において、この複合の
位置の代わりに、以前(直前)のサンプリング間隔内の
暫定計算の部分で得られた現在位置の見積もり値が使用
される。
In addition, in step 315, the composite locations are tested for validity, ie, the validity of the location sample. This check is performed, for example, by using hardware bits. If the composite position is not valid, then in step 320, the composite position is replaced by the current position estimate obtained during the tentative calculation within the previous (previous) sampling interval.

【0101】ここで、前述の式(6)は、下記の〔数1
1〕のように書き換えられる。
Here, the above equation (6) is expressed by the following [Equation 1]
It can be rewritten as in [1].

【0102】[0102]

【数11】 [Equation 11]

【0103】さらに、図9のステップ325において、
現在位置サンプルから、直前の位置のサンプルを減算す
ることにより上記のaの値が算出されることは、容易に
認識されるであろう。さらに、ステップ330におい
て、現在位置サンプルから、直前のサンプリング間隔内
の暫定計算の部分で得られた現在位置の見積もり値を減
算することにより上記のbの値が算出されることも、容
易に認識されるであろう。さらに、ステップ335にお
いて、乗算動作(b*G1=c)により、上記のcの値
が算出されることも、容易に認識されるであろう。
Further, in step 325 of FIG. 9,
It will be readily appreciated that the value of a above is calculated by subtracting the sample of the previous position from the sample of the current position. Further, in step 330, it is easily recognized that the value of b is calculated by subtracting the estimated value of the current position obtained in the provisional calculation part within the previous sampling interval from the current position sample. Will be done. Furthermore, it will be readily appreciated that in step 335, the value of c above is calculated by a multiply operation (b * G1 = c).

【0104】さらに、ステップ340において、直前の
サンプリング間隔内の暫定計算(割り込み)の部分で、
D1*(K1・U(n−1)+K2・U(n−2))=
dを前もって計算することにより、上記のdの値が算出
されることも、容易に認識されるであろう。さらに、ス
テップ345において、a、cおよびdの値を加算する
ことにより、上記のeの値が算出されることも、容易に
認識されるであろう。さらに、ステップ350におい
て、乗算C0*eを行うことにより、上記のfの値が算
出されることも、容易に認識されるであろう。さらに、
図10のステップ355において、直前のサンプリング
間隔内の暫定計算の部分で見積もられた速度X2EST
(n−1)に定数C1を乗算することにより、上記のg
の値が算出されることも、容易に認識されるであろう。
さらに、ステップ360において、現在速度の見積もり
値X2EST(n)(f+g=X2EST(n))が得
られることは明らかである。
Further, in step 340, in the portion of the provisional calculation (interruption) within the immediately preceding sampling interval,
D1 * (K1 · U (n-1) + K2 · U (n-2)) =
It will also be readily appreciated that the value of d above is calculated by calculating d in advance. Further, it will be readily appreciated that in step 345 the value of e above is calculated by adding the values of a, c and d. Furthermore, it will be readily appreciated that the value of f above is calculated by performing the multiplication C0 * e in step 350. further,
In step 355 of FIG. 10, the speed X2EST estimated in the provisional calculation part in the immediately preceding sampling interval is calculated.
By multiplying (n-1) by the constant C1, the above g
It will also be readily appreciated that the value of is calculated.
Furthermore, it is clear that in step 360 the current speed estimate X2EST (n) (f + g = X2EST (n)) is obtained.

【0105】さらに、ステップ365において、現在速
度の見積もり値X2EST(n)は制御の法則のルーチ
ンに渡され、この見積もり値X2EST(n)に対し制
御の法則が実行される。この結果として得られるコント
ローラ出力U(n)は、補正値としてD/A変換器に渡
される。上記の制御の法則は、図3の速度プロフィル発
生器110、減算器115、利得回路120および加算
器125の機能を含む。
Further, in step 365, the estimated value X2EST (n) of the current speed is passed to the control law routine, and the control law is executed for this estimated value X2EST (n). The resulting controller output U (n) is passed to the D / A converter as a correction value. The above control law includes the functions of the velocity profile generator 110, the subtractor 115, the gain circuit 120 and the adder 125 of FIG.

【0106】ステップ370において、コントローラ出
力U(n)を獲得することにより、サンプリング間隔内
の暫定計算の部分が開始される。さらに、ステップ37
5において、過去に属する指令信号の項h(K1・U
(n)+K2・U(n−1)=h)が算出される。さら
に、図11のステップ380において、次のサンプリン
グ間隔に対する位置の見積もり値X1EST(n+1)
が得られる。さらに、ステップ385およびステップ3
90は、それぞれ、乗算D1*hおよびC1*X2ES
T(n)を遂行し、これらの乗算結果を記憶する。さら
に、ステップ395において、新たなサンプリング間隔
が反映されるように、上記のX1EST(n+1)およ
びU(n)の値がメモリ内でシフトし、このメモリ内の
変数が更新される。最終的に、暫定計算のルーチンは、
ステップ399で終了する。
At step 370, the portion of the interim calculation within the sampling interval is started by obtaining the controller output U (n). Further, step 37
5, the term h (K1 · U) of the command signal belonging to the past
(N) + K2 · U (n-1) = h) is calculated. Further, in step 380 of FIG. 11, the estimated position value X1EST (n + 1) for the next sampling interval is calculated.
Is obtained. Further, step 385 and step 3
90 is multiplication D1 * h and C1 * X2ES, respectively
Perform T (n) and store these multiplication results. Further, in step 395, the values of X1EST (n + 1) and U (n) above are shifted in memory and the variables in this memory are updated to reflect the new sampling interval. Finally, the provisional calculation routine is
The process ends at step 399.

【0107】上記の場合と同じように、図7の速度/位
置推定器160Bのソフトウェアによる実行例の説明を
容易にするために、前述の式(1)および式(4)を、
それぞれ下記の式(11)および式(12)のように、
差分方程式に書き換えることとする。
As in the above case, in order to facilitate the explanation of the software execution example of the velocity / position estimator 160B of FIG. 7, the above equations (1) and (4) are changed to
As shown in the following equations (11) and (12),
Let's rewrite it as a difference equation.

【0108】[0108]

【数12】 [Equation 12]

【0109】この場合、説明の便宜上、前述の式(6)
と同じ形の式(11)を繰り返して標記することとす
る。図12、図13および図14は、図7の速度/位置
推定器の動作を説明するためのフローチャートのその
1、その2、および、その3をそれぞれ示すものであ
る。これらのフローチャートにより、前述の式(特に、
差分方程式)を実行するためのソフトウェアのルーチン
が例示されている。
In this case, for convenience of explanation, the above equation (6) is used.
The expression (11) having the same form as the above will be described repeatedly. FIGS. 12, 13 and 14 show the first, second, and third flowcharts for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG. 7, respectively. From these flow charts, the above equation (in particular,
A software routine for performing the difference equation) is illustrated.

【0110】図12および図13のステップ500〜ス
テップ565は、速度/位置推定器160B(図7)の
ルーチンのインラインの部分を含む。すなわち、上記の
ステップ500〜ステップ565は、式(12)に基づ
く見積もり速度(信号)X2EST(n)の計算手順を
示すものである。また一方で、図13および図14のス
テップ570〜ステップ599は、速度/位置推定器1
60B(図7)のルーチンの暫定計算の部分を含む。
Steps 500-565 of FIGS. 12 and 13 include the inline portion of the routine of velocity / position estimator 160B (FIG. 7). That is, the above steps 500 to 565 show the calculation procedure of the estimated speed (signal) X2EST (n) based on the equation (12). On the other hand, steps 570 to 599 of FIG. 13 and FIG.
It includes the portion of the provisional calculation of the routine of 60B (FIG. 7).

【0111】図12のステップ500〜ステップ520
の動作は、前述の図8のステップ300〜ステップ32
0の場合と同じである。したがって、ここでは、一連の
動作説明を簡単化するために、ステップ500〜ステッ
プ520の説明は省略することとする。ここで、式(1
2)は、下記の〔数13〕のように書き換えられる。
Step 500 to step 520 in FIG.
The operation of is described in steps 300 to 32 of FIG.
It is the same as the case of 0. Therefore, in order to simplify the description of the series of operations, the description of steps 500 to 520 is omitted here. Here, the formula (1
2) can be rewritten as the following [Equation 13].

【0112】[0112]

【数13】 [Equation 13]

【0113】さらに、図12のステップ525におい
て、現在位置サンプルから、直前の位置のサンプルを減
算することにより上記のaの値が算出されることは、容
易に認識されるであろう。さらに、ステップ530にお
いて、乗算動作(A*a=m)により上記のmの値が算
出されることも、容易に認識されるであろう。さらに、
図13のステップ535において、直前のサンプリング
間隔内の暫定計算(割り込み)の部分で、B*(K1・
U(n−1)+K2・U(n−2))=pを前もって計
算することにより、上記のpの値が算出されることも、
容易に認識されるであろう。さらに、ステップ540に
おいて、乗算動作(E*X2EST(n−1)=q)に
より上記のqの値が算出されることも、容易に認識され
るであろう。さらに、ステップ545において、m、p
およびqの値を加算することにより、上記のX2EST
(n)の値が算出されることも、容易に認識されるであ
ろう。
Furthermore, it will be readily appreciated that in step 525 of FIG. 12, the value of a is calculated by subtracting the sample at the immediately preceding position from the sample at the current position. Further, it will be readily appreciated that in step 530, the value of m is calculated by a multiplication operation (A * a = m). further,
In step 535 of FIG. 13, B * (K1.
By previously calculating U (n-1) + K2 · U (n-2)) = p, the above value of p may be calculated.
It will be easily recognized. Furthermore, it will be readily appreciated that in step 540, the value of q above is calculated by a multiply operation (E * X2EST (n-1) = q). Further, in step 545, m, p
By adding the values of q and q, the above X2EST
It will also be readily appreciated that the value of (n) is calculated.

【0114】図13および図14のステップ565〜ス
テップ599の動作は、前述の図8のステップ365〜
ステップ399の場合と同じである。したがって、ここ
では、一連の動作説明を簡単化するために、ステップ5
65〜ステップ599の説明は省略することとする。図
15は、本発明の制御装置に使用される速度/位置推定
器の他の実施例を示すブロック図である。ここでは、図
6および図7の速度/位置推定器とは異なるタイプの速
度/位置推定器160Aが使用されている。
The operations of steps 565 to 599 of FIGS. 13 and 14 are the same as those of steps 365 to 356 of FIG.
This is the same as in step 399. Therefore, here, in order to simplify the description of the series of operations, step 5
The description of 65 to step 599 will be omitted. FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment of the velocity / position estimator used in the control device of the present invention. Here, a different type of velocity / position estimator 160A than the velocity / position estimator of FIGS. 6 and 7 is used.

【0115】ここで、図15の速度/位置推定器160
Aの動作は、下記の式(13)および式(14)により
表される。
Here, the velocity / position estimator 160 of FIG.
The operation of A is represented by the following equations (13) and (14).

【0116】[0116]

【数14】 [Equation 14]

【0117】これらの式(13)および式(14)にお
いて、定数G2は、積分器の利得を表しており、例え
ば、0.215の値になる。図15の速度/位置推定器
160Aは、乗算器251、276と、スイッチ25
3、277と、積分器290と、遅延回路292とを備
えている点で、図6の速度/位置推定器160とは異な
る。
In these equations (13) and (14), the constant G2 represents the gain of the integrator, and has a value of 0.215, for example. The speed / position estimator 160A of FIG. 15 includes multipliers 251, 276 and a switch 25.
3 and 277, an integrator 290, and a delay circuit 292, which are different from the velocity / position estimator 160 of FIG.

【0118】スイッチ253、277は、図2の判定回
路155内で実行するような制御アルゴリズムにより切
り換え動作がなされる。これらのスイッチ253、27
7の切り換え動作により、大まかな位置情報のみが使用
される場合は、乗算器250、275の定数C0、C1
がそれぞれ選定され、約300Hzのフィルタ帯域幅を
提供する。これに対し、精密な位置情報のみが使用され
る場合は、乗算器251、276の定数C0′、C1′
がそれぞれ選定され、約1.5kHzのフィルタ帯域幅
を提供する。
The switches 253 and 277 are switched by a control algorithm executed in the determination circuit 155 of FIG. These switches 253, 27
When only the rough position information is used by the switching operation of No. 7, the constants C0 and C1 of the multipliers 250 and 275 are used.
Are each selected to provide a filter bandwidth of approximately 300 Hz. On the other hand, when only the precise position information is used, the constants C0 'and C1' of the multipliers 251 and 276 are used.
Are each selected to provide a filter bandwidth of approximately 1.5 kHz.

【0119】積分器290は、位置差分信号X1(z)
−X1EST(z)を積分し、見積もられた位置信号X
1EST(z)および見積もられた速度信号X2EST
(z)を獲得するために使用されるような積分された差
分信号を提示するように動作する。遅延回路292は、
遅延されかつ積分された差分信号を提示するように動作
する。
The integrator 290 calculates the position difference signal X1 (z).
-X1EST (z) is integrated and the estimated position signal X
1EST (z) and the estimated speed signal X2EST
Operates to present the integrated difference signal as used to obtain (z). The delay circuit 292 is
Operates to present the delayed and integrated differential signal.

【0120】図15の速度/位置推定器160Aと図6
の速度/位置推定器160との間の他の異なる点は、遅
延回路225Aが、重み付け定数K1′、K2′を有し
ていることである。ここで、K1′=K1/0.5=K
P・mであり、K2′=K2/0.5=KP・(m−
1)である。速度/位置推定器160Aと速度/位置推
定器160Aとの間のさらに他の異なる点は、乗算器2
30Aが、定数D1′(D1′=D1・0.5)を使用
していることである。加算器295は、遅延されかつ積
分された差分信号と、修正されかつ過去に属する指令信
号とを結合するように動作する。さらに、この加算器2
95は、このようして結合した結果を乗算器297に供
給するように動作する。乗算器297は、この乗算器に
供給された信号に0.5を掛けるように動作する。
The velocity / position estimator 160A of FIG. 15 and FIG.
Another difference from the velocity / position estimator 160 in FIG. 2 is that the delay circuit 225A has weighting constants K1 ', K2'. Here, K1 '= K1 / 0.5 = K
P · m, and K2 ′ = K2 / 0.5 = KP · (m−
1). Yet another difference between velocity / position estimator 160A and velocity / position estimator 160A is that multiplier 2
30A uses a constant D1 '(D1' = D1 · 0.5). The adder 295 operates to combine the delayed and integrated difference signal with the modified and past command signal. Furthermore, this adder 2
95 operates to supply the result thus combined to the multiplier 297. The multiplier 297 operates to multiply the signal supplied to this multiplier by 0.5.

【0121】さらに、加算器245Aに対し、積分器2
90から供給されるような積分された差分信号も付加す
ることにより、中間信号が生成される。積分器290を
使用することにより、ヘッドが目的トラックに近づいて
精密な位置情報が使用されたときに起こり得るエラーを
減少させることが可能になる。具体的には、このような
エラーは、駆動バイアス力の較正の誤りによって発生し
得る。大まかな位置情報しか使用されていない場合、積
分器290による利点は少ない。
Further, for the adder 245A, the integrator 2
An intermediate signal is generated by also adding the integrated difference signal as supplied from 90. The use of integrator 290 allows reducing the errors that can occur when the head approaches the target track and precise position information is used. Specifically, such an error may be caused by a drive bias force calibration error. If only rough position information is used, the benefit of integrator 290 is small.

【0122】バイアス力の較正は、工場内で、または、
モータの回転始動(Spin up )の直後に遂行される。こ
のようにして得られた較正値は、ヘッド位置の関数とし
てテーブル内に記憶される。しかしながら、較正に先立
ち、少なくとも一つの誤った較正値をテーブル内に記憶
させてしまったために、位置および速度の見積もりの精
度の低下が生ずる。特に、供給されるポジショナー駆動
電流は、加速度を生成するよりもむしろ、アクチュエイ
タに作用するバイアス力に打ち勝つ必要がある。このバ
イアス力が、加速度と同じ方向にある場合は、指令信号
出力に相当する値よりも大きな値の加速度が生成され
る。また一方で、上記のバイアス力が、加速度の方向以
外の方向にある場合は、指令信号出力に相当する値より
も小さな値の加速度が生成される。いずれの場合でも、
エラーが発生するおそれがある。
Bias force calibration can be done in the factory or
This is performed immediately after the motor starts spinning up (Spin up). The calibration value thus obtained is stored in a table as a function of head position. However, prior to calibration, at least one erroneous calibration value has been stored in the table, resulting in inaccurate position and velocity estimates. In particular, the supplied positioner drive current must overcome the biasing force acting on the actuator, rather than producing acceleration. When this bias force is in the same direction as the acceleration, an acceleration having a value larger than the value corresponding to the command signal output is generated. On the other hand, when the bias force is in a direction other than the direction of acceleration, acceleration having a value smaller than the value corresponding to the command signal output is generated. In any case,
An error may occur.

【0123】図16は、本発明の制御装置に使用される
速度/位置推定器のさらに他の実施例を示すブロック図
である。図16の速度/位置推定器160Cは、大体に
おいて、図7の速度/位置推定器160Bと同じであ
る。ただし、図16の速度/位置推定器160Cでは、
積分器が新たに付加されている。そして、図16の速度
/位置推定器160Cの動作は、下記の式(15)およ
び式(16)により表される。
FIG. 16 is a block diagram showing still another embodiment of the velocity / position estimator used in the control device of the present invention. The speed / position estimator 160C of FIG. 16 is generally the same as the speed / position estimator 160B of FIG. However, in the velocity / position estimator 160C of FIG.
An integrator is newly added. Then, the operation of the velocity / position estimator 160C in FIG. 16 is expressed by the following equations (15) and (16).

【0124】[0124]

【数15】 [Equation 15]

【0125】[0125]

【数16】 [Equation 16]

【0126】式(15)および式(16)中の定数G
3、G4は、最適の性能を得るために、試行錯誤により
調整される。この試行錯誤による調整を行う場合、G
3、G4の最初の値は、G3=G2・C0、G4=0.
5・G2に設定される。図16の速度/位置推定器16
0Cは、減算器475と、積分器480と、乗算器48
5、495と、遅延回路490とを備えている点で、図
7の速度/位置推定器160Bとは異なる。
The constant G in equations (15) and (16)
3, G4 are adjusted by trial and error to obtain optimum performance. When making adjustments by trial and error, G
The first values of G3 and G4 are G3 = G2 · C0, G4 = 0.
It is set to 5.G2. Velocity / position estimator 16 of FIG.
0C includes a subtractor 475, an integrator 480, and a multiplier 48.
5, 495 and a delay circuit 490 are provided, which is different from the velocity / position estimator 160B in FIG.

【0127】図16に示す積分器480は、位置差分信
号X1(z)−X1EST(z)を積分し、見積もられ
た位置信号X1EST(z)および見積もられた速度信
号X2EST(z)を獲得するために使用されるような
積分された差分信号を提示する。遅延回路490および
乗算器485、495は、前述の同じ構成要素と同様の
機能を有する。
The integrator 480 shown in FIG. 16 integrates the position difference signal X1 (z) -X1EST (z) to obtain the estimated position signal X1EST (z) and the estimated velocity signal X2EST (z). Present an integrated difference signal as used to acquire. Delay circuit 490 and multipliers 485, 495 have similar functions to the same components previously described.

【0128】図17、図18および図19は、図15の
速度/位置推定器において積分器がある場合とない場合
とにおける効果の差異を説明するための図である。さら
に詳しく説明すると、図17は、図15の速度/位置推
定器において100トラック分に対しシーク動作を行う
場合のポジショナーの駆動電流の推移を示すグラフ、図
18は、図15の速度/位置推定器において積分器があ
る場合とない場合とで速度推定誤差(速度の見積もり時
の誤差)に差異が生ずる様子を示すグラフ、図19は、
図15の速度/位置推定器において積分器がある場合と
ない場合とで位置推定誤差(現在位置の見積もり時の誤
差)に差異が生ずる様子を示すグラフである。
FIGS. 17, 18 and 19 are diagrams for explaining the difference in effect between the speed / position estimator of FIG. 15 with and without the integrator. More specifically, FIG. 17 is a graph showing the transition of the drive current of the positioner when the seek operation is performed for 100 tracks in the speed / position estimator of FIG. 15, and FIG. 18 is the speed / position estimation of FIG. 19 is a graph showing a difference in speed estimation error (error in speed estimation) between the case where an integrator is provided and the case where no integrator is provided.
16 is a graph showing how a difference occurs in position estimation error (error when estimating the current position) in the velocity / position estimator of FIG. 15 with and without an integrator.

【0129】ここでは、D/A変換器の出力の較正によ
る補正が行われない状態で、物理的なバイアスがディス
ク装置のシミュレーション装置に印加されているといっ
たような最悪のケースを想定している。このような事態
は、ディスク装置において最悪のケースとして予測され
るバイアス力に対し、100%の較正の誤りが生じてい
る場合に起こり得る。
Here, the worst case is assumed in which the physical bias is applied to the simulation device of the disk device in the state where the correction of the output of the D / A converter is not performed. . Such a situation may occur when the disc drive has a 100% calibration error with respect to the worst-case expected bias force.

【0130】図17においては、最大のバイアス力が印
加されている場合に、図15の速度/位置推定器におい
て100トラック分に対しシーク動作を行うときのポジ
ショナー駆動電流の推移が図示されている。図17の曲
線では、最大の加速度が示されている。さらに、幾つか
(2〜3)のサンプリング間隔の後には、この最大の加
速度の値は、最大の減速度の値に変化する。図17で
は、Fとして示される垂直の線を境にして、精密な位置
情報を使用した速度/位置推定器の動作が開始される。
また一方で、Mとして示される垂直の線を境にして、デ
ィスク装置は、シークモードからトラック追従モードに
移行する。図15の制御ループから分離されたトラック
追従位置ループは、本発明の範囲外のものであり、バイ
アス力に対してある一つの位置にヘッドを固定するよう
に作用する。それゆえに、定常状態の指令電流は相殺さ
れて零になる。
FIG. 17 shows the transition of the positioner drive current when the seek operation is performed for 100 tracks in the speed / position estimator of FIG. 15 when the maximum bias force is applied. . The curve of FIG. 17 shows the maximum acceleration. Furthermore, after some (2-3) sampling intervals, this maximum acceleration value changes to the maximum deceleration value. In FIG. 17, the operation of the velocity / position estimator using the precise position information is started at the boundary of the vertical line shown as F.
On the other hand, the disc device shifts from the seek mode to the track following mode with a vertical line indicated by M as a boundary. The track following position loop, which is separate from the control loop of FIG. 15, is outside the scope of the present invention and acts to lock the head in one position against biasing forces. Therefore, the steady state command currents cancel out to zero.

【0131】図18においては、図15の速度/位置推
定器において積分器がある場合とない場合とで速度推定
誤差に差異が生ずる様子が図示されている。図18中の
実線は、積分器290がない場合の速度推定誤差、すな
わち、図6の速度/位置推定器160の動作を示すもの
である。また一方で、図18中の破線は、積分器290
を使用した場合の速度推定誤差、すなわち、図15の速
度/位置推定器160Aの動作を示すものである。この
場合の過渡応答は、時間により少し異なっているが、特
に問題にはならない。トラック追従モードにおいては、
速度の見積もり値は使用しない。したがって、図18の
一番右側における速度推定誤差が零の状態は、意味を持
たない。
FIG. 18 illustrates how the velocity / position estimator of FIG. 15 has a difference in velocity estimation error with and without an integrator. The solid line in FIG. 18 shows the speed estimation error when the integrator 290 is not provided, that is, the operation of the speed / position estimator 160 in FIG. On the other hand, the broken line in FIG.
16 shows a velocity estimation error when using, that is, an operation of the velocity / position estimator 160A in FIG. The transient response in this case is slightly different depending on time, but is not a particular problem. In track following mode,
Do not use the speed estimate. Therefore, the state where the speed estimation error is zero on the rightmost side of FIG. 18 has no meaning.

【0132】上記の積分器の利点は、図18および図1
9を考察すれば、容易に認識されるであろう。これらの
図18および図19では、それぞれ、速度推定誤差およ
び位置推定誤差が示されている。これらの図中の実線
は、積分器290がない場合の速度推定誤差および位置
推定誤差を示すものである。さらに詳しくいえば、積分
器がない場合、図18においては、垂直の線Fの後にも
比較的大きな速度推定誤差が存在し、図19において
は、約1/20トラック分の位置推定誤差(エラー)が
存在する。
The advantage of the integrator described above is that FIG. 18 and FIG.
It will be easily recognized by considering 9. 18 and 19, the velocity estimation error and the position estimation error are shown, respectively. The solid lines in these figures show the velocity estimation error and the position estimation error without the integrator 290. More specifically, when there is no integrator, in FIG. 18, there is a relatively large velocity estimation error even after the vertical line F, and in FIG. ) Exists.

【0133】定常状態の速度推定誤差は、どのようなも
のであっても、ヘッド駆動の性能を整定する(Settlin
g)際に不都合な影響を及ぼす。なぜならば、あまりに
早い時期にトラック追従モードに移行した場合、速度推
定誤差が存在するために余計なオーバーシュートが発生
してしまい、結果として、全体としてのシーク時間が増
大するからである。また一方で、トラック追従モードへ
の移行速度をあまりに遅くすると、ヘッドの失速という
現象が発生して同じようにシーク時間が増大する。
Whatever the steady-state speed estimation error is, the head driving performance is settled (Settlin
g) has an adverse effect. This is because, if the mode is changed to the track following mode too early, an extra overshoot occurs due to the speed estimation error, resulting in an increase in seek time as a whole. On the other hand, if the transition speed to the track following mode is too slow, the phenomenon of head stall occurs and the seek time similarly increases.

【0134】上記の位置推定誤差は、グレイ・コードま
たは位置信号バーストのいずれかに基づいて誤った位置
情報がディスクから読み出された場合のみ、重要にな
る。この場合、読み出された位置の代わりに、ヘッド位
置の見積もり値、すなわち、位置推定誤差が使用され
る。そして、このヘッド位置の見積もり値により制御シ
ステム内にエラーが発生した場合、コントローラの指令
が誤って生成される。この場合のヘッド位置の見積もり
値の効果は、前述の図6の場合と同じである。
The above position estimation error is only significant if erroneous position information is read from the disk based on either the Gray code or the position signal burst. In this case, an estimated value of the head position, that is, a position estimation error is used instead of the read position. When an error occurs in the control system due to the estimated value of the head position, the controller command is erroneously generated. The effect of the estimated value of the head position in this case is the same as that in the case of FIG. 6 described above.

【0135】積分器を使用することによって、基本的
に、上記の定常状態のエラーが除去されると共に、これ
らのエラーにより生ずる結果が回避される。今まで本発
明の特定の実施例について説明してきたが、ここでは、
ただ単に、本発明のほんの一例を例証したにすぎないと
考えられる。さらに、当業者においては数多くの変形お
よび変更が容易になし得るので、本文で示したような構
成にのみ本発明を限定することは望ましくない。したが
って、本文に添付されている請求の範囲およびその等価
物に記載された発明の範囲内にある限りにおいては、す
べての適切な変形例および等価例が考えられる。
By using an integrator, the steady-state errors mentioned above are essentially eliminated, and the consequences of these errors are avoided. Having thus far described specific embodiments of the invention, here
It is believed that it is merely illustrative of the present invention. Further, it is not desirable to limit the present invention only to the configurations shown in the present text, because those skilled in the art can easily make many variations and modifications. Accordingly, all suitable modifications and equivalents are conceivable as long as they come within the scope of the invention described in the claims appended hereto and their equivalents.

【0136】[0136]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シーク動作の最中に、ヘッドが目的トラックに向かって
移動する際に、現在トラックと目的トラックとの間に位
置する中間のトラックから読み出されたサーボ情報に含
まれるおおまかな位置情報のみを用いてディスク装置内
のヘッドの現在速度を見積もることにより、ヘッドのシ
ーク動作を遂行するために必要な制御電流を簡単な計算
により算出することができる。この結果、目的トラック
に向かってヘッドを短時間で迅速に移動させると共に、
トラック追従動作時のヘッドの整定を速やかに行うこと
が可能になる。
As described above, according to the present invention,
During the seek operation, when the head moves toward the target track, only the rough position information contained in the servo information read from the intermediate track located between the current track and the target track is used. By estimating the current speed of the head in the disk device, the control current required for performing the seek operation of the head can be calculated by a simple calculation. As a result, while moving the head toward the target track quickly and quickly,
The head can be settled quickly during the track following operation.

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

【図1】本発明に使用されるディスクの一部を拡大して
示す図である。
FIG. 1 is an enlarged view showing a part of a disc used in the present invention.

【図2】図1のディスク内のサーボフレームに含まれる
データ項目を示すフォーマット図である。
2 is a format diagram showing data items included in a servo frame in the disc of FIG. 1. FIG.

【図3】本発明のディスク装置を制御するための装置に
使用される速度制御ループを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a speed control loop used in an apparatus for controlling a disk device of the present invention.

【図4】本発明の制御装置において生成されるボイスコ
イルモータの制御電流とサンプリング時間の間隔との関
係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the control current of the voice coil motor generated in the control device of the present invention and the sampling time interval.

【図5】本発明の制御装置におけるヘッドの速度とサン
プリング時間の間隔との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the head speed and the sampling time interval in the control device of the present invention.

【図6】図3の速度制御ループに使用され得る速度/位
置推定器の一実施例を示すブロック図である。
6 is a block diagram illustrating one embodiment of a velocity / position estimator that may be used in the velocity control loop of FIG.

【図7】図6の速度/位置推定器の変形例を示すブロッ
ク図である。
7 is a block diagram showing a modified example of the velocity / position estimator of FIG.

【図8】図6の速度/位置推定器の動作を説明するため
のフローチャート(その1)である。
8 is a flowchart (No. 1) for explaining the operation of the speed / position estimator of FIG.

【図9】図6の速度/位置推定器の動作を説明するため
のフローチャート(その2)である。
9 is a flowchart (part 2) for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG.

【図10】図6の速度/位置推定器の動作を説明するた
めのフローチャート(その3)である。
10 is a flowchart (part 3) for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG.

【図11】図6の速度/位置推定器の動作を説明するた
めのフローチャート(その4)である。
FIG. 11 is a flowchart (part 4) for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG. 6.

【図12】図7の速度/位置推定器の動作を説明するた
めのフローチャート(その1)である。
12 is a flowchart (part 1) for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG. 7. FIG.

【図13】図7の速度/位置推定器の動作を説明するた
めのフローチャート(その2)である。
13 is a flowchart (part 2) for explaining the operation of the speed / position estimator of FIG. 7. FIG.

【図14】図7の速度/位置推定器の動作を説明するた
めのフローチャート(その3)である。
14 is a flowchart (part 3) for explaining the operation of the velocity / position estimator of FIG. 7. FIG.

【図15】本発明の制御装置に使用される速度/位置推
定器の他の実施例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing another embodiment of the velocity / position estimator used in the control device of the present invention.

【図16】本発明の制御装置に使用される速度/位置推
定器のさらに他の実施例を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing still another embodiment of the velocity / position estimator used in the control device of the present invention.

【図17】図15の速度/位置推定器において100ト
ラック分に対しシーク動作を行う場合のポジショナーの
駆動電流の推移を示すグラフである。
17 is a graph showing changes in the drive current of the positioner when the seek operation is performed for 100 tracks in the speed / position estimator of FIG.

【図18】図15の速度/位置推定器において積分器が
ある場合とない場合とで速度推定誤差に差異が生ずる様
子を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing how the speed / position estimator of FIG. 15 has a difference in speed estimation error with and without an integrator.

【図19】図15の速度/位置推定器において積分器が
ある場合とない場合とで位置推定誤差に差異が生ずる様
子を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing a difference in position estimation error between the velocity / position estimator of FIG. 15 with and without an integrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

105,115…減算器 110…速度プロフィル発生器 120…利得回路 125、145…加算器 130…アナログ/ディジタル(D/A)変換器 132…相互コンダクタンス増幅器 135…制御すべき装置一式 140…大略位置復調装置 150…精密位置復調装置 155…判定回路 160…速度/位置推定器 180…電流センサ 105, 115 ... Subtractor 110 ... Velocity profile generator 120 ... Gain circuit 125, 145 ... Adder 130 ... Analog / digital (D / A) converter 132 ... Transconductance amplifier 135 ... Device set to be controlled 140 ... General position Demodulator 150 ... Precision position demodulator 155 ... Judgment circuit 160 ... Velocity / position estimator 180 ... Current sensor

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 大まかな位置情報と精密な位置情報とを
含むような予め書き込まれた埋め込みサーボ情報を有す
る複数のトラックからなるディスクを具備してなるタイ
プのディスク装置における可動状態のヘッドのシーク動
作を制御するための方法であって、 該ヘッドが目標とする目的トラックと、該ヘッドが位置
している現在トラックとの差を示す位置誤差を発生させ
るステップと、 該位置誤差の関数として速度指令を提示するステップ
と、 該速度指令に対応する速度と、前記ヘッドに対し見積も
られた速度との差を示す速度誤差を発生させるステップ
と、 該速度誤差に応答して、前記現在トラックから前記目的
トラックへ前記ヘッドを移動させるステップと、 前記ヘッドが前記目的トラックに向かって移動する際
に、前記現在トラックと前記目的トラックとの間に位置
する中間のトラックから前記サーボ情報を読み出すステ
ップと、 該中間のトラックから読み出されたサーボ情報に含まれ
る精密な位置情報を用いることなく、当該サーボ情報に
含まれる大まかな位置情報を用いて前記の見積もられた
速度を生成するステップとを備えることを特徴とするデ
ィスク装置の制御方法。
1. A seek of a movable head in a disk device of the type comprising a disk comprising a plurality of tracks having pre-written embedded servo information including rough position information and precise position information. A method for controlling motion, the method comprising: producing a position error indicative of a difference between a target track targeted by the head and a current track on which the head is located; and a velocity as a function of the position error. Presenting a command, generating a speed error indicating the difference between the speed corresponding to the speed command and the speed estimated for the head, and in response to the speed error Moving the head to the target track, the current track when the head moves toward the target track. Reading the servo information from an intermediate track located between the target track and the servo information read from the intermediate track without using the precise position information included in the servo information. A step of generating the estimated speed using rough position information.
【請求項2】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記サーボ情報に含まれる大まかな位置情報に基づきサ
ンプル位置を確定し、前記ディスクに対する前記ヘッド
の予想される位置を見積もり、すぐ後に到来するサーボ
情報が正しいときは前記サンプル位置を用いることによ
り次の現在トラックを確定し、また一方で、すぐ後に到
来するサーボ情報が誤っているときは前記の予想される
位置を用いることにより次の現在トラックを確定するス
テップを備える請求項1記載の制御方法。
2. The disk drive control method further determines a sample position based on rough position information included in the servo information, estimates an expected position of the head with respect to the disk, and arrives shortly thereafter. When the servo information is correct, the next current track is determined by using the sample position, while when the immediately following servo information is incorrect, the expected position is used to determine the next current track. The control method according to claim 1, further comprising the step of establishing a track.
【請求項3】 前記の予想される位置を見積もるステッ
プが、前記中間のトラックから読み出されたサーボ情報
に含まれる精密な位置情報を用いることなく、当該サー
ボ情報に含まれる大まかな位置情報を用いる請求項2記
載の制御方法。
3. The rough position information included in the servo information is used in the step of estimating the expected position without using the precise position information included in the servo information read from the intermediate track. The control method according to claim 2, which is used.
【請求項4】 前記ディスクから前記サーボ情報を読み
出すステップが、前記ヘッドが前記ディスク上を移動す
る際に、予め定められたサンプリング間隔で前記埋め込
みサーボ情報を前記ディスクから読み出すことにより繰
り返され、該サンプリング間隔の各々は、インラインの
部分(In-line Portion )と、暫定計算(Precalculati
on Portion)の部分とを含み、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、該イン
ラインの部分の期間中に生じ、ここで、前記の予想され
る位置は、前記暫定計算の部分の期間中に見積もられる
請求項2記載の制御方法。
4. The step of reading the servo information from the disk is repeated by reading the embedded servo information from the disk at a predetermined sampling interval as the head moves over the disk. Each sampling interval consists of an in-line portion (In-line Portion) and a preliminary calculation (Precalculati
on Portion), the step of generating the estimated speed occurs during the period of the inline portion, wherein the expected position is the period of the provisional calculation portion. The control method according to claim 2, which is quoted therein.
【請求項5】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記の次の現在トラックの位置と、前記の予想される位
置とを比較して帰還補正信号を生成するステップを備
え、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、該帰還
補正信号に応答する請求項2記載の制御方法。
5. The method of controlling the disk device further comprises the step of comparing the position of the next current track with the expected position to generate a feedback correction signal, The control method of claim 2, wherein the step of producing a determined speed is responsive to the feedback correction signal.
【請求項6】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記帰還補正信号を積分することにより、積分された補
正信号を生成するステップを備え、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、前記の
積分された補正信号に応答する請求項5記載の制御方
法。
6. The method of controlling the disk device further comprises the step of generating an integrated correction signal by integrating the feedback correction signal, wherein the step of generating the estimated speed comprises: The control method according to claim 5, which is responsive to the integrated correction signal.
【請求項7】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、前記ヘッドの現在位置が前記目的トラックからほぼ
20トラック以内にある場合に、該現在位置における前
記ヘッドの速度を見積もるために、前記中間のトラック
から読み出されるサーボ情報に含まれる精密な位置情報
を用いるステップを備える請求項1記載の制御方法。
7. The method of controlling the disk device further comprises: if the current position of the head is within about 20 tracks from the target track, estimating the speed of the head at the current position by using the intermediate The control method according to claim 1, further comprising the step of using precise position information included in servo information read from the track.
【請求項8】 前記の見積もられた速度を生成するステ
ップが、予め定められた帯域幅内で動作し、 前記ディスク装置の制御方法が、さらに、 前記ヘッドの現在位置が前記目的トラックからほぼ20
トラック以内にある場合に、前記の予め定められた帯域
幅を増大させるステップを備える請求項7記載の制御方
法。
8. The method of generating the estimated velocity operates within a predetermined bandwidth, wherein the method of controlling the disk drive further comprises: 20
8. The control method according to claim 7, further comprising increasing the predetermined bandwidth when the vehicle is within a track.
【請求項9】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記速度誤差に応答して制御指令を発生させ、該制御指
令の少なくとも1つ前の値を、保持すべき以前の制御指
令データとして記憶し、さらに、前記の見積もられた速
度の少なくとも1つ前の値を、保持すべく見積もられた
速度データとして記憶し、そして、現在トラックの位置
の少なくとも1つ前の値を、保持すべき以前のトラック
・データとして記憶するステップを備え、 前記ヘッドを移動させるステップが、前記制御指令に応
答し、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、前記の
保持すべき以前の制御指令データ、前記の保持すべく見
積もられた速度データ、および、前記の保持すべき以前
のトラック・データに応答する請求項1記載の制御方
法。
9. The disk drive control method further generates a control command in response to the speed error, and stores at least one value before the control command as previous control command data to be held. Further, at least one value before the estimated speed is stored as speed data estimated to be retained, and at least one value before the current track position is retained. Storing as previous track data, the step of moving the head responsive to the control command, and the step of generating the estimated speed including the previous control command to hold. The control method of claim 1, responsive to data, said estimated speed data to retain, and said previous track data to retain.
【請求項10】 前記の見積もられた速度を生成するス
テップが、 前記の保持すべき以前のトラック・データと、現在トラ
ックの位置データとを比較してトラック差分データを生
成する過程と、 該トラック差分データに対し予め定められた値を乗算す
ることにより、重み付けされたトラック差分データを生
成する過程と、 該重み付けされたトラック差分データ、前記の保持すべ
き以前の制御指令データ、および、前記の保持すべく見
積もられた速度データを結合することにより、前記の見
積もられた速度を得る過程とを含む請求項9記載の制御
方法。
10. The step of generating the estimated speed comprises the step of comparing the previous track data to be retained with the position data of the current track to generate track difference data, A process of generating weighted track difference data by multiplying the track difference data by a predetermined value, the weighted track difference data, the previous control command data to be held, and the 10. The control method according to claim 9, further comprising the step of obtaining the estimated speed by combining the estimated speed data to hold the estimated speed.
【請求項11】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記ヘッドが前記ディスク上を移動する際に該ヘッドの
予想される位置を見積もるステップを備え、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、 前記の保持すべき以前のトラック・データと、現在トラ
ックの位置データとを比較してトラック差分データを生
成する過程と、 該現在トラックの位置データと、前記の予想される位置
とを比較して位置差分データを生成する過程と、 該位置差分データに対し第1の値を乗算することによ
り、帰還補正データを生成する過程と、 前記トラック差分データ、前記帰還補正データ、およ
び、前記の保持すべき以前の制御指令データを結合する
ことにより、中間信号を生成する過程と、 該中間信号に対し第2の値を乗算することにより、重み
付けされた中間信号を生成する過程と、 該重み付けされた中間信号と、前記の保持すべく見積も
られた速度データとを結合することにより、前記の見積
もられた速度を得る過程とを含む請求項9記載の制御方
法。
11. The method of controlling a disk drive further comprises the step of estimating an expected position of the head as the head moves over the disk, the step of generating the estimated velocity. Comparing the previous track data to be held with the position data of the current track to generate track difference data, and comparing the position data of the current track with the expected position. To generate the position difference data, and to generate feedback correction data by multiplying the position difference data by a first value, the track difference data, the feedback correction data, and Combining the previous control command data to be held to generate an intermediate signal, and multiplying the intermediate signal by a second value, Generating the estimated intermediate signal and combining the weighted intermediate signal with the estimated velocity data to be retained to obtain the estimated velocity. 10. The control method according to claim 9, comprising.
【請求項12】 前記ディスク装置の制御方法が、さら
に、 前記の保持すべき以前のトラック・データ、前記の保持
すべき以前の制御指令データ、および、前記の保持すべ
く見積もられた速度データを結合することにより、前記
ヘッドが前記ディスク上を移動する際に該ヘッドの予想
される位置を見積もるステップを備える請求項9記載の
制御方法。
12. The method of controlling the disk device further includes: the previous track data to be retained, the previous control command data to be retained, and the speed data estimated to be retained. 10. The control method according to claim 9, further comprising the step of estimating the expected position of the head as the head moves over the disk by coupling
【請求項13】 各々のシーク動作が、加速段階および
減速段階を含み、 前記ヘッドを移動させるステップが、 前記速度誤差の関数として電流指令を提示する過程と、 該電流指令に応答して、前記ディスク装置のモータに対
し実際の電流を供給する過程とを有し、該モータは前記
ヘッドを移動させるために使用され、 前記の見積もられた速度を生成するステップが、前記加
速段階の期間中は前記の実際の電流の値を用い、かつ、
前記減速段階の期間中は前記電流指令に対応する値を用
いる請求項1記載の制御方法。
13. Each seek operation includes an acceleration phase and a deceleration phase, the step of moving the head presenting a current command as a function of the speed error, and in response to the current command, Supplying the actual current to the motor of the disk drive, the motor being used to move the head, and the step of producing the estimated speed during the acceleration phase. Is the actual current value above, and
The control method according to claim 1, wherein a value corresponding to the current command is used during the deceleration stage.
【請求項14】 大まかな位置情報と精密な位置情報と
を含むような予め書き込まれた埋め込みサーボ情報を有
する複数のトラックからなるディスクを具備してなるタ
イプのディスク装置における可動状態のヘッドのシーク
動作を制御するための装置であって、 該ヘッドが目標とする目的トラックと、該ヘッドが位置
している現在トラックとの差を示す位置誤差を発生させ
る手段と、 該位置誤差の関数として速度指令を提示する手段と、 該速度指令に対応する速度と、前記ヘッドに対し見積も
られた速度との差を示す速度誤差を発生させる手段と、 該速度誤差に応答して、前記現在トラックから前記目的
トラックへ前記ヘッドを移動させる手段と、 前記ヘッドが前記目的トラックに向かって移動する際
に、前記現在トラックと前記目的トラックとの間に位置
する中間のトラックから前記サーボ情報を読み出す手段
と、 該中間のトラックから読み出されたサーボ情報に含まれ
る精密な位置情報を用いることなく、当該サーボ情報に
含まれる大まかな位置情報を用いて前記の見積もられた
速度を生成する手段とを備えることを特徴とするディス
ク装置の制御装置。
14. A seek for a movable head in a disk drive of the type comprising a disk comprising a plurality of tracks having pre-written embedded servo information including rough position information and precise position information. A device for controlling motion, the means for generating a position error indicating a difference between a target track targeted by the head and a current track on which the head is positioned, and a speed as a function of the position error. Means for presenting a command, means for generating a speed error indicating a difference between the speed corresponding to the speed command and the speed estimated for the head, and, in response to the speed error, the current track from the current track. Means for moving the head to the target track; and, when the head moves toward the target track, the current track and the target track. Means for reading the servo information from an intermediate track located between the intermediate track and the track, and the rough position included in the servo information without using the precise position information included in the servo information read from the intermediate track. And a means for generating the estimated speed by using position information.
【請求項15】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記サーボ情報に含まれる大まかな位置情報に基づきサ
ンプル位置を確定し、前記ディスクに対する前記ヘッド
の予想される位置を見積もり、すぐ後に到来するサーボ
情報が正しいときは前記サンプル位置を用いることによ
り次の現在トラックを確定し、また一方で、すぐ後に到
来するサーボ情報が誤っているときは前記の予想される
位置を用いることにより次の現在トラックを確定する手
段を備える請求項14記載の制御装置。
15. The control device of the disk device further determines a sample position based on rough position information included in the servo information, estimates an expected position of the head with respect to the disk, and arrives shortly thereafter. When the servo information is correct, the next current track is determined by using the sample position, while when the immediately following servo information is incorrect, the expected position is used to determine the next current track. 15. The control device according to claim 14, further comprising means for determining a track.
【請求項16】 前記の予想される位置を見積もる手段
が、前記中間のトラックから読み出されたサーボ情報に
含まれる精密な位置情報を用いることなく、当該サーボ
情報に含まれる大まかな位置情報に応答する請求項15
記載の制御装置。
16. The rough position information included in the servo information is used by the means for estimating the expected position without using the precise position information included in the servo information read from the intermediate track. Claim 15 to respond
The control device described.
【請求項17】 前記ディスクから前記サーボ情報を読
み出す手段が、前記ヘッドが前記ディスク上を移動して
前記埋め込みサーボ情報を前記ディスクから読み出す際
に、予め定められたサンプリング間隔でもって該サーボ
情報を繰り返して読み出すように動作し、該サンプリン
グ間隔の各々は、インラインの部分と、暫定計算の部分
とを含み、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、該インライ
ンの部分の期間中に動作し、前記の予想される位置を見
積もる手段が、前記暫定計算の部分の期間中に動作する
請求項15記載の制御装置。
17. A means for reading the servo information from the disk reads the servo information at a predetermined sampling interval when the head moves on the disk to read the embedded servo information from the disk. Operative to read repeatedly, each of the sampling intervals including an in-line portion and a provisional calculation portion, wherein the means for generating the estimated speed operates during the in-line portion. 16. The control device according to claim 15, wherein the means for estimating the expected position operates during the part of the provisional calculation.
【請求項18】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記の次の現在トラックの位置と、前記の予想される位
置とを比較して帰還補正信号を生成する手段を備え、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、該帰還補正
信号に応答する請求項16記載の制御装置。
18. The controller of the disk device further comprises means for comparing the position of the next current track with the predicted position to generate a feedback correction signal, 17. The controller of claim 16, wherein the means for producing a determined speed is responsive to the feedback correction signal.
【請求項19】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記帰還補正信号を積分することにより、積分された補
正信号を生成する手段を備え、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、前記の積分
された補正信号に応答する請求項18記載の制御装置。
19. The control device of the disk device further comprises means for generating an integrated correction signal by integrating the feedback correction signal, wherein the means for generating the estimated speed comprises: The controller of claim 18, responsive to the integrated correction signal.
【請求項20】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、前記ヘッドの現在位置が前記目的トラックからほぼ
20トラック以内にある場合に、該現在位置における前
記ヘッドの速度を見積もるために、前記中間のトラック
から読み出されるサーボ情報に含まれる精密な位置情報
を用いる手段を備える請求項14記載の制御装置。
20. The control device of the disk device further comprises: if the current position of the head is within about 20 tracks from the target track, the intermediate position of the intermediate position in order to estimate the speed of the head at the current position. 15. The control device according to claim 14, further comprising means for using precise position information included in servo information read from the track.
【請求項21】 前記の見積もられた速度を生成する手
段が、予め定められた帯域幅内で動作し、 前記ディスク装置の制御装置が、さらに、 前記ヘッドの現在位置が前記目的トラックからほぼ20
トラック以内にある場合に、前記の予め定められた帯域
幅を増大させる手段を備える請求項20記載の制御装
置。
21. The means for generating the estimated velocity operates within a predetermined bandwidth, the controller of the disk drive further comprising: a current position of the head approximately from the target track. 20
21. The control device of claim 20, comprising means for increasing the predetermined bandwidth when in track.
【請求項22】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記速度誤差に応答して制御指令を発生させる手段と、 該制御指令の少なくとも1つ前の値を、保持すべき以前
の制御指令データとして記憶し、さらに、前記の見積も
られた速度の少なくとも1つ前の値を、保持すべく見積
もられた速度データとして記憶し、そして、現在トラッ
クの位置の少なくとも1つ前の値を、保持すべき以前の
トラック・データとして記憶するための記憶手段とを備
え、 前記ヘッドを移動させる手段が、前記制御指令に応答
し、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、前記の保持
すべき以前の制御指令データ、前記の保持すべく見積も
られた速度データ、および、前記の保持すべき以前のト
ラック・データに応答する請求項14記載の制御装置。
22. The control device of the disk device further includes means for generating a control command in response to the speed error, and control command data before holding at least one value before the control command. And further store at least one previous value of the estimated speed as estimated speed data to retain, and at least one previous value of the current track position, Storing means for storing as previous track data to be held, the means for moving the head is responsive to the control command, and means for generating the estimated speed is the holding 15. The controller of claim 14 responsive to previous control command data to be held, said estimated speed data to hold, and said previous track data to hold.
【請求項23】 前記の見積もられた速度を生成する手
段が、 前記の保持すべき以前のトラック・データと、現在トラ
ックの位置データとを比較してトラック差分データを生
成する手段と、 該トラック差分データに対し予め定められた値を乗算す
ることにより、重み付けされたトラック差分データを生
成する手段と、 該重み付けされたトラック差分データ、前記の保持すべ
き以前の制御指令データ、および、前記の保持すべく見
積もられた速度データを結合することにより、前記の見
積もられた速度を得る手段とを含む請求項22記載の制
御装置。
23. The means for generating the estimated speed compares the previous track data to be held with the position data of the current track to generate track difference data. Means for generating weighted track difference data by multiplying the track difference data by a predetermined value; the weighted track difference data; the previous control command data to be held; 23. Means for obtaining the estimated speed by combining the estimated speed data to hold the estimated speed.
【請求項24】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記ヘッドが前記ディスク上を移動する際に該ヘッドの
予想される位置を見積もる手段を備え、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、 前記の保持すべき以前のトラック・データと、現在トラ
ックの位置データとを比較してトラック差分データを生
成する手段と、 該現在トラックの位置データと、前記の予想される位置
とを比較して位置差分データを生成する手段と、 該位置差分データに対し第1の値を乗算することによ
り、帰還補正データを生成する手段と、 前記トラック差分データ、前記帰還補正データ、およ
び、前記の保持すべき以前の制御指令データを結合する
ことにより、中間信号を生成する手段と、 該中間信号に対し第2の値を乗算することにより、重み
付けされた中間信号を生成する手段と、 該重み付けされた中間信号と、前記の保持すべく見積も
られた速度データとを結合することにより、前記の見積
もられた速度を得る手段とを含む請求項22記載の制御
装置。
24. The controller of the disk drive further comprises means for estimating an expected position of the head as the head moves over the disk, and means for generating the estimated velocity. Comparing the previous track data to be held with the position data of the current track to generate track difference data, and comparing the position data of the current track with the expected position. And means for generating position difference data, means for generating feedback correction data by multiplying the position difference data by a first value, the track difference data, the feedback correction data, and Means for generating an intermediate signal by combining previous control command data to be held, and weighting by multiplying the intermediate signal by a second value Means for producing the estimated intermediate signal and means for obtaining the estimated velocity by combining the weighted intermediate signal with the estimated velocity data to be retained. Item 23. The control device according to Item 22.
【請求項25】 前記ディスク装置の制御装置が、さら
に、 前記の保持すべき以前のトラック・データ、前記の保持
すべき以前の制御指令データ、および、前記の保持すべ
く見積もられた速度データを結合することにより、前記
ヘッドが前記ディスク上を移動する際に該ヘッドの予想
される位置を見積もる手段を備える請求項22記載の制
御装置。
25. The control device of the disk drive further comprises: the previous track data to be held, the previous control command data to be held, and the speed data estimated to be held. 23. The control device according to claim 22, further comprising means for estimating an expected position of the head when the head moves on the disk by coupling the above.
【請求項26】 各々のシーク動作が、加速段階および
減速段階を含み、 前記ヘッドを移動させる手段が、 前記速度誤差の関数として電流指令を提示する手段と、 該電流指令に応答して、前記ディスク装置のモータに対
し実際の電流を供給する手段とを含み、該モータは前記
ヘッドを移動させるために使用され、 前記の見積もられた速度を生成する手段が、前記加速段
階の期間中は前記の実際の電流の値を用い、かつ、前記
減速段階の期間中は前記電流指令に対応する値を用いる
請求項14記載の制御装置。
26. Each seek operation includes an acceleration phase and a deceleration phase, the means for moving the head presenting a current command as a function of the speed error, and in response to the current command, the means for moving the head. Means for supplying the actual current to the motor of the disk drive, said motor being used for moving said head, said means for producing said estimated speed being provided during said acceleration phase. 15. The control device according to claim 14, wherein the actual current value is used and a value corresponding to the current command is used during the deceleration stage.
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