JPH0831263B2 - 磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置 - Google Patents
磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置Info
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- JPH0831263B2 JPH0831263B2 JP1085357A JP8535789A JPH0831263B2 JP H0831263 B2 JPH0831263 B2 JP H0831263B2 JP 1085357 A JP1085357 A JP 1085357A JP 8535789 A JP8535789 A JP 8535789A JP H0831263 B2 JPH0831263 B2 JP H0831263B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition 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
- G11B5/54—Disposition 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
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5552—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks using fine positioning means for track acquisition separate from the coarse (e.g. track changing) positioning means
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5582—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks system adaptation for working during or after external perturbation, e.g. in the presence of a mechanical oscillation caused by a shock
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、サーボ方式を利用した磁気記録再生装置の
磁気ヘッド駆動制御装置に関する。
磁気ヘッド駆動制御装置に関する。
（従来の技術） 従来、例えばハードディスク装置（HDD）では、記録
媒体のサーボ面に予め記録されたサーボデータを利用し
て、磁気ヘッドを記録媒体の目標位置（目標トラック）
に位置決めするための磁気ヘッド駆動制御装置が設けら
れている。この装置は具体的には、第７図に示すよう
に、位置信号デコーダ10を備えている。位置信号デコー
ダ10には、記録媒体11のサーボ面11aからサーボヘッド1
2により読出されたサーボ信号がヘッドアンプ13により
増幅されて与えられる。
媒体のサーボ面に予め記録されたサーボデータを利用し
て、磁気ヘッドを記録媒体の目標位置（目標トラック）
に位置決めするための磁気ヘッド駆動制御装置が設けら
れている。この装置は具体的には、第７図に示すよう
に、位置信号デコーダ10を備えている。位置信号デコー
ダ10には、記録媒体11のサーボ面11aからサーボヘッド1
2により読出されたサーボ信号がヘッドアンプ13により
増幅されて与えられる。
ここで、HDDでは、磁気ヘッドはサーボヘッド12及び
サーボ面11a以外の複数のデータ面に対応する複数のデ
ータヘッド14からなる。各ヘッド12,14は、アクチュエ
ータ15により、記録媒体11の半径方向へシークするよう
に構成されている。アクチュエータ15は、各ヘッド12,1
4を支持する支持機構15a、回転シャフト15b及びボイス
コイルモータ（VCM）15cからなる。支持機構15aはVCMモ
ータ15cの駆動力により、回転シャフト15bを中心として
回転駆動するように構成されている。記録媒体11はスピ
ンドルモータ16により回転運動される。
サーボ面11a以外の複数のデータ面に対応する複数のデ
ータヘッド14からなる。各ヘッド12,14は、アクチュエ
ータ15により、記録媒体11の半径方向へシークするよう
に構成されている。アクチュエータ15は、各ヘッド12,1
4を支持する支持機構15a、回転シャフト15b及びボイス
コイルモータ（VCM）15cからなる。支持機構15aはVCMモ
ータ15cの駆動力により、回転シャフト15bを中心として
回転駆動するように構成されている。記録媒体11はスピ
ンドルモータ16により回転運動される。
位置信号デコーダ10はサーボヘッド12の現在位置に応
じた位置誤差信号PEを生成する。トラックカウンタ17
は、位置信号デコーダ10から出力される位置誤差信号PE
の変化に基づいて、ヘッド12がトラック間を横切る度に
トラックパルスTPを発生する。速度信号生成器18は位置
誤差信号PEを微分して、ヘッド12の移動実速度に応じた
速度信号VRを生成する。補償回路19は、位置誤差信号PE
に基づいて位置決め制御モードを実行する際に、サーボ
ループを安定化させるための回路である。
じた位置誤差信号PEを生成する。トラックカウンタ17
は、位置信号デコーダ10から出力される位置誤差信号PE
の変化に基づいて、ヘッド12がトラック間を横切る度に
トラックパルスTPを発生する。速度信号生成器18は位置
誤差信号PEを微分して、ヘッド12の移動実速度に応じた
速度信号VRを生成する。補償回路19は、位置誤差信号PE
に基づいて位置決め制御モードを実行する際に、サーボ
ループを安定化させるための回路である。
ところで、駆動制御には速度制御モード及び位置決め
制御モードに大別される。さらに、位置決め制御モード
は過渡制御モード及び追従制御モードに大別される。速
度制御モードでは、マイクロプロセッサ（CPU）20はト
ラックカウンタ17からのトラックパルスTPをカウント
し、ヘッド12が移動すべき目標位置までの距離を算出す
る。CPU20は算出した距離に応じた最適な目標速度値を
予め用意したテーブルにより決定し、その目標速度デー
タを出力する。目標速度発生器21は、CPU20からの目標
速度データに応じた目標速度信号VTを混合切換器22に出
力する。混合切換器22はCPU20の制御により、速度制御
モードでは速度信号VRと目標速度信号VTとの誤差信号ES
をメカフィルタ23を介してVCMドライバ24へ出力する。V
CMドライバ24は誤差信号ESに応じた駆動電流をVCM15cに
供給し、アクチュエータ15を駆動させる。CPU20はディ
スクコントローラ（HDC）との間で、各種制御信号及び
データの交換を行なう。
制御モードに大別される。さらに、位置決め制御モード
は過渡制御モード及び追従制御モードに大別される。速
度制御モードでは、マイクロプロセッサ（CPU）20はト
ラックカウンタ17からのトラックパルスTPをカウント
し、ヘッド12が移動すべき目標位置までの距離を算出す
る。CPU20は算出した距離に応じた最適な目標速度値を
予め用意したテーブルにより決定し、その目標速度デー
タを出力する。目標速度発生器21は、CPU20からの目標
速度データに応じた目標速度信号VTを混合切換器22に出
力する。混合切換器22はCPU20の制御により、速度制御
モードでは速度信号VRと目標速度信号VTとの誤差信号ES
をメカフィルタ23を介してVCMドライバ24へ出力する。V
CMドライバ24は誤差信号ESに応じた駆動電流をVCM15cに
供給し、アクチュエータ15を駆動させる。CPU20はディ
スクコントローラ（HDC）との間で、各種制御信号及び
データの交換を行なう。
速度制御モードでは、第８図に示すように、加速領域
と減速領域に大別されるが、速度信号VRと目標速度信号
VTとの誤差が大きいため、誤差信号ESはほぼ最大値（飽
和レベル）となる。この誤差信号ESに応じた駆動電流が
VCM15cに供給されて、アクチュエータ15は加速されてい
く。CPU20はトラックパルスTPが出力される度に目標速
度データを更新する。ヘッド12が目標位置に接近するに
伴って、目標速度信号VTは小さくなっていく。速度信号
VRが目標速度信号VTに到達した時点Ａから、小さくなる
目標速度信号VTに追従して、アクチュエータ15は減速に
切り替わることになる。
と減速領域に大別されるが、速度信号VRと目標速度信号
VTとの誤差が大きいため、誤差信号ESはほぼ最大値（飽
和レベル）となる。この誤差信号ESに応じた駆動電流が
VCM15cに供給されて、アクチュエータ15は加速されてい
く。CPU20はトラックパルスTPが出力される度に目標速
度データを更新する。ヘッド12が目標位置に接近するに
伴って、目標速度信号VTは小さくなっていく。速度信号
VRが目標速度信号VTに到達した時点Ａから、小さくなる
目標速度信号VTに追従して、アクチュエータ15は減速に
切り替わることになる。
ヘッド12の速度がほぼ０になった時点Ｂから、速度制
御モードから位置決め制御モードに切り替わる。位置決
め制御モードでは、混合切換器22は補償回路19からの位
置誤差信号PEをVCMドライバ24へ出力する。これによ
り、ヘッド12は目標トラックの中心に位置決め（セトリ
ング）されることになる。データヘッド14はサーボヘッ
ド12に追従して、目標トラックの中心に位置決めされる
ことになる。CPU20は過渡制御モードと追従制御モード
に分けて、それぞれ最適な特性になるように補償回路19
の特性を切換える制御を行なう。速度制御モードは第９
図に示すようなサーボ系であり、また位置決め制御モー
ドは第10図に示すようなサーボ系である。
御モードから位置決め制御モードに切り替わる。位置決
め制御モードでは、混合切換器22は補償回路19からの位
置誤差信号PEをVCMドライバ24へ出力する。これによ
り、ヘッド12は目標トラックの中心に位置決め（セトリ
ング）されることになる。データヘッド14はサーボヘッ
ド12に追従して、目標トラックの中心に位置決めされる
ことになる。CPU20は過渡制御モードと追従制御モード
に分けて、それぞれ最適な特性になるように補償回路19
の特性を切換える制御を行なう。速度制御モードは第９
図に示すようなサーボ系であり、また位置決め制御モー
ドは第10図に示すようなサーボ系である。
（発明が解決しようとする課題） 一般にサーボ系では、システムの不安定性に注意しな
がら、そのループゲインを上げると追従誤差が縮小され
て、かつ応答性が向上することが知られている。しか
し、実際にはセンサ系の周波数帯域が制限されており、
又機構系の共振点などの影響が無視できないため、ゲイ
ンを上げ過ぎるとシステムが不安定になる。このため、
ゲインを適性値に調整する必要があり、追従性能や応答
速度等のサーボ系の性能を決定する本質的な指標は、シ
ステムに固有の所定の限界値以上に改善することは不可
能である。
がら、そのループゲインを上げると追従誤差が縮小され
て、かつ応答性が向上することが知られている。しか
し、実際にはセンサ系の周波数帯域が制限されており、
又機構系の共振点などの影響が無視できないため、ゲイ
ンを上げ過ぎるとシステムが不安定になる。このため、
ゲインを適性値に調整する必要があり、追従性能や応答
速度等のサーボ系の性能を決定する本質的な指標は、シ
ステムに固有の所定の限界値以上に改善することは不可
能である。
一般的なアナログサーボ系は、第11図に示すようなブ
ロック図により表現される。このアナログサーボ系で
は、入力（目標値Ｒ）と出力（結果Ｃ）との関係は
（１）式のように、ラプラス変換された形で表現され
る。
ロック図により表現される。このアナログサーボ系で
は、入力（目標値Ｒ）と出力（結果Ｃ）との関係は
（１）式のように、ラプラス変換された形で表現され
る。
ここで、線形なシステムでは、G,H,Rなどはｓの有利多
項式である。したがって、N,D（ｓの有利多項式）を使
用して、（１）式は（２）式のように書き換えられる。
項式である。したがって、N,D（ｓの有利多項式）を使
用して、（１）式は（２）式のように書き換えられる。
Ｃ＝Ｎ（ｓ）/D（ｓ） …（２） さらに、（２）式はｓを使用して次のように表現でき
る。
る。
（３）式は部分分数展開することができて、それぞれを
ラプラス逆変換することにより、Ｃ（ｓ）の時間応答ｃ
（ｔ）が（４）式により求められる。
ラプラス逆変換することにより、Ｃ（ｓ）の時間応答ｃ
（ｔ）が（４）式により求められる。
ｃ（ｔ）＝ΣAq＊exp（−σq t） ＋ΣBr＊（1/ωｒ） ＊exp（−αr t） ＊sin（ωr t） …（４） 但し、σq,αr,ωｒ＞０ （４）式のｃ（ｔ）の各項には必ず「exp（−δｔ）」
（但し、δ＞０）が含まれている。したがって、ｔ→∞
では全ての項が０に収束するが、逆に有限な時間内で
は、必ず一定量の値が残留していることを示している。
（但し、δ＞０）が含まれている。したがって、ｔ→∞
では全ての項が０に収束するが、逆に有限な時間内で
は、必ず一定量の値が残留していることを示している。
以上のように、アナログのクローズド・サーボ制御方
式を使用したヘッド駆動制御装置では、サーボ系の本質
的な性能に依存しており、性能の向上には限界があるこ
とがわかる。具体的には、ヘッド12の位置決め制御モー
ドにおけるセトリング時間（位置決め時間）を、ある程
度の時間以下には短縮できない問題がある。
式を使用したヘッド駆動制御装置では、サーボ系の本質
的な性能に依存しており、性能の向上には限界があるこ
とがわかる。具体的には、ヘッド12の位置決め制御モー
ドにおけるセトリング時間（位置決め時間）を、ある程
度の時間以下には短縮できない問題がある。
本発明の目的は、サーボ方式において、ヘッドの位置
決め制御モードにおけるセトリング時間（位置決め時
間）を短縮し、結果的にヘッド駆動制御動作の高速化を
実現することができる磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆
動制御装置を提供することにある。
決め制御モードにおけるセトリング時間（位置決め時
間）を短縮し、結果的にヘッド駆動制御動作の高速化を
実現することができる磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆
動制御装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、サーボ方式の磁気ヘッド駆動制御装置にお
いて、サーボデータに基づいて作成される磁気ヘッドの
移動実速度値及び目標位置までの移動距離に応じて設定
される目標速度値との誤差に基づいて速度制御モードを
実行する速度制御手段、この速度制御手段により磁気ヘ
ッドが所定の位置まで移動した際に、速度制御モードか
ら有限整定制御方式による位置決め制御モードに切換え
て実行する第１の位置決め制御手段及び第１の位置決め
制御手段により磁気ヘッドが所定の位置まで移動した際
に、サーボデータに基づいて作成される位置信号に基づ
いて目標位置に位置決め制御する第２の位置決め制御手
段とを備えた装置である。
いて、サーボデータに基づいて作成される磁気ヘッドの
移動実速度値及び目標位置までの移動距離に応じて設定
される目標速度値との誤差に基づいて速度制御モードを
実行する速度制御手段、この速度制御手段により磁気ヘ
ッドが所定の位置まで移動した際に、速度制御モードか
ら有限整定制御方式による位置決め制御モードに切換え
て実行する第１の位置決め制御手段及び第１の位置決め
制御手段により磁気ヘッドが所定の位置まで移動した際
に、サーボデータに基づいて作成される位置信号に基づ
いて目標位置に位置決め制御する第２の位置決め制御手
段とを備えた装置である。
（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。第１
図は本発明の第１の実施例に係わるヘッド駆動制御装置
の構成を示すブロック図である。同実施例では、速度信
号作成器18により生成される速度信号VRをディジタルデ
ータに変換するA/D変換回路（ADC）30及び位置信号デコ
ーダ10により生成される位置誤差信号PEをディジタルデ
ータに変換するADC31が設けられている。各ADC30,31は
それぞれディジタルデータをコンピュータ（CPU）32に
出力する。CPU32は、本発明の要旨である有限整定制御
方式による位置決め制御モードを実行する機能を有す
る。さらに、同実施例では、CPU32により動作制御され
るアナログスイッチ（A/S）33〜35が設けられている。
アナログスイッチ33は補償回路19からの位置誤差信号を
メカフィルタ23へ転送する。アナログスイッチ34は差動
増幅回路36からの速度誤差信号をメカフィルタ23へ転送
する。さらに、アナログスイッチ35はD/A変換回路（DA
C）36からの位置誤差信号をメカフィルタ23へ転送す
る。DAC36は、有限整定制御方式による位置決め制御モ
ード時に、CPU32から出力されるディジタルデータをア
ナログの位置誤差信号に変換する。なお、他の構成は前
記第７図に示すものと同様のため、説明を省略する。
図は本発明の第１の実施例に係わるヘッド駆動制御装置
の構成を示すブロック図である。同実施例では、速度信
号作成器18により生成される速度信号VRをディジタルデ
ータに変換するA/D変換回路（ADC）30及び位置信号デコ
ーダ10により生成される位置誤差信号PEをディジタルデ
ータに変換するADC31が設けられている。各ADC30,31は
それぞれディジタルデータをコンピュータ（CPU）32に
出力する。CPU32は、本発明の要旨である有限整定制御
方式による位置決め制御モードを実行する機能を有す
る。さらに、同実施例では、CPU32により動作制御され
るアナログスイッチ（A/S）33〜35が設けられている。
アナログスイッチ33は補償回路19からの位置誤差信号を
メカフィルタ23へ転送する。アナログスイッチ34は差動
増幅回路36からの速度誤差信号をメカフィルタ23へ転送
する。さらに、アナログスイッチ35はD/A変換回路（DA
C）36からの位置誤差信号をメカフィルタ23へ転送す
る。DAC36は、有限整定制御方式による位置決め制御モ
ード時に、CPU32から出力されるディジタルデータをア
ナログの位置誤差信号に変換する。なお、他の構成は前
記第７図に示すものと同様のため、説明を省略する。
次に、同実施例の動作を説明する。先ず、目標位置に
対するヘッド駆動制御動作が開始されると、前記のよう
に速度制御モードから実行される。この速度制御モード
では、アナログスイッチ34がCPU32によりオン状態とな
り、差動増幅回路36からの速度誤差信号がメカフィルタ
23を介して、VCMドライバ24へ転送される。これによ
り、前記のようなヘッド12の速度制御が実行されて、第
８図に示すように、時点Ｂまでヘッド12が移動する。
対するヘッド駆動制御動作が開始されると、前記のよう
に速度制御モードから実行される。この速度制御モード
では、アナログスイッチ34がCPU32によりオン状態とな
り、差動増幅回路36からの速度誤差信号がメカフィルタ
23を介して、VCMドライバ24へ転送される。これによ
り、前記のようなヘッド12の速度制御が実行されて、第
８図に示すように、時点Ｂまでヘッド12が移動する。
ヘッド12が第８図の時点Ｂを通過すると、CPU32はア
ナログスイッチ35をオン状態にする。そして、CPU32はA
DC31から得られる位置誤差信号とそれから推定される速
度信号、またはADC30から得られる速度信号からアクチ
ュエータ15の位置を検出し、有限整定制御方式による位
置決め制御モードを実行するための演算結果（言替えれ
ば有限整定の条件を満たす演算結果）をDAC36に出力す
る。アナログスイッチ35はDAC36からの位置誤差信号を
メカフィルタ23を介して、VCMドライバ24へ転送する。
これにより、第８図に示すように、時点Ｂから時点Ｆの
区間では、ヘッド12は有限整定制御方式による位置決め
制御モードにより、過渡制御がなされることになる。そ
して、時点Ｆから目標位置の中心（目標トラックの中
心）までは、従来の位置決め制御モードにおける追従制
御が実行される。すなわち、アナログスイッチ33がオン
状態になり、補償回路19からの位置誤差信号をメカフィ
ルタ23を介してVCMドライバ24へ転送する。
ナログスイッチ35をオン状態にする。そして、CPU32はA
DC31から得られる位置誤差信号とそれから推定される速
度信号、またはADC30から得られる速度信号からアクチ
ュエータ15の位置を検出し、有限整定制御方式による位
置決め制御モードを実行するための演算結果（言替えれ
ば有限整定の条件を満たす演算結果）をDAC36に出力す
る。アナログスイッチ35はDAC36からの位置誤差信号を
メカフィルタ23を介して、VCMドライバ24へ転送する。
これにより、第８図に示すように、時点Ｂから時点Ｆの
区間では、ヘッド12は有限整定制御方式による位置決め
制御モードにより、過渡制御がなされることになる。そ
して、時点Ｆから目標位置の中心（目標トラックの中
心）までは、従来の位置決め制御モードにおける追従制
御が実行される。すなわち、アナログスイッチ33がオン
状態になり、補償回路19からの位置誤差信号をメカフィ
ルタ23を介してVCMドライバ24へ転送する。
ここで、有限整定制御方式は、通常では第12図及び第
13図に示すようなブロック図により表現される。第12図
は制御対象（ここでは、HDDのヘッド位置決め系）のモ
デルである。このモデルを状態方程式で表現すると、 ｘ（ｉ＋１）＝Ａ＊ｘ（ｉ）＋Ｂ＊ｕ（ｉ） …（５） ｙ（ｉ）＝Ｃ＊ｘ（ｉ） …（６） 但し、ｕ（ｉ）は制御入力（第１図のDAC36の入力）、
ｘ（ｉ）は制御対象の状態を表す変数（ベクトルであ
り、ヘッド位置決め制御系の位置と速度に相当する）、
「z-1＊In」はディジタル制御で特有の１単位の時間遅
れを表す。いわゆる、ｚ変換の結果現れる記号である。
Inは単位行列。ｘ（ｉ＋１）はｘ（ｉ）に対して、１単
位の進んだ制御対象の状態を表す変数。ｙ（ｉ）は制御
対象の観測量であり、状態量の観測値である。A,B,Cは
それぞれ行列又はベクトルであり、制御対象（ここで
は、位置決め系のアクチュエータ15、ヘッド12及び記録
媒体11等）の性質を表すシステム行列と呼ばれる定数行
列＆ベクトルである。
13図に示すようなブロック図により表現される。第12図
は制御対象（ここでは、HDDのヘッド位置決め系）のモ
デルである。このモデルを状態方程式で表現すると、 ｘ（ｉ＋１）＝Ａ＊ｘ（ｉ）＋Ｂ＊ｕ（ｉ） …（５） ｙ（ｉ）＝Ｃ＊ｘ（ｉ） …（６） 但し、ｕ（ｉ）は制御入力（第１図のDAC36の入力）、
ｘ（ｉ）は制御対象の状態を表す変数（ベクトルであ
り、ヘッド位置決め制御系の位置と速度に相当する）、
「z-1＊In」はディジタル制御で特有の１単位の時間遅
れを表す。いわゆる、ｚ変換の結果現れる記号である。
Inは単位行列。ｘ（ｉ＋１）はｘ（ｉ）に対して、１単
位の進んだ制御対象の状態を表す変数。ｙ（ｉ）は制御
対象の観測量であり、状態量の観測値である。A,B,Cは
それぞれ行列又はベクトルであり、制御対象（ここで
は、位置決め系のアクチュエータ15、ヘッド12及び記録
媒体11等）の性質を表すシステム行列と呼ばれる定数行
列＆ベクトルである。
以上のモデルの時間的な動きを簡単に説明すると、制
御入力ｕ（ｉ）（即ち、DAC36の入力）に何等からの値
を入力することにより、A,B,Cで表される制御対象に影
響を与えて、状態ｘ（ｉ）（即ち、HDDのヘッド12の位
置や速度）を変化させることになる。この場合、制御対
象を制御するとは、制御対象（ヘッド位置決め制御系）
の状態ｘ（ｉ）を観測して（具体的にはヘッド12の位置
や速度をADC30,31から読取ること）、第13図に示すよう
なフィードバック係数ベクトルｆを設定し、制御入力ｕ
（ｉ）の値を設定することである。即ち、具体的にはAD
C30,31から得たデータｘ（ｉ）を使用して、「ｕ（ｉ）
＝−ｆ＊ｘ（ｉ）」を演算し、DAC36に入力することに
なる。
御入力ｕ（ｉ）（即ち、DAC36の入力）に何等からの値
を入力することにより、A,B,Cで表される制御対象に影
響を与えて、状態ｘ（ｉ）（即ち、HDDのヘッド12の位
置や速度）を変化させることになる。この場合、制御対
象を制御するとは、制御対象（ヘッド位置決め制御系）
の状態ｘ（ｉ）を観測して（具体的にはヘッド12の位置
や速度をADC30,31から読取ること）、第13図に示すよう
なフィードバック係数ベクトルｆを設定し、制御入力ｕ
（ｉ）の値を設定することである。即ち、具体的にはAD
C30,31から得たデータｘ（ｉ）を使用して、「ｕ（ｉ）
＝−ｆ＊ｘ（ｉ）」を演算し、DAC36に入力することに
なる。
ここで、有限整定が実現するように制御するとは、第
13図に示すようなフィードバック係数ベクトルｆの決定
を以下の関係式が満たされるように行なうことである。
13図に示すようなフィードバック係数ベクトルｆの決定
を以下の関係式が満たされるように行なうことである。
ｕ（ｉ）＝−ｆ＊ｘ（ｉ） …（７） これを前記式（５）に代入すると、 ｘ（ｉ＋１）＝（Ａ−Bf）＊ｘ（ｉ） …（８） ｙ（ｉ）＝Ｃ＊ｘ（ｉ） …（９） のように閉ループ系が表される。この場合、行列（Ａ−
Bf）の固有値を全て単位円内に設定すれば、システムは
安定となる。
Bf）の固有値を全て単位円内に設定すれば、システムは
安定となる。
さらに、有限整定が実現するように制御するために
は、安定条件の中でも特殊な全ての閉ループ系の固有値
を０に設定する必要がある。このような行列はべき零行
列と呼ばれ、ある整数ｊ（≦ｎ）が存在して、 (A-Bf)i＝０（ｉ＝j,j＋l,…） …（10） が成立する。このようにｆを設定すると、 ｘ（ｉ）＝(A-Bf)i＊ｘ（０）（ｉ＝j,j＋l,…） …（1
1） が成立する。これにより、任意の初期状態ｘ（０）から
初めて、ｊ時刻以降の状態を全て０にすることができ
る。このような状態フィードバックを有限整定制御と呼
ぶ。また、前記式（10）を満たす最小のｊを整定時間と
いう。整定時間を最小にする状態フィードバックを最小
時間状態整定制御といい、その整定時間は任意の初期状
態に対してたかだか制御対象の字数ｎである。したがっ
て、有限整定制御では、サンプル周期をＴとすると、ｔ
≧nTで連続時間応答もｘ（ｔ）＝０となる。したがっ
て、Ｔを小さくすれば、いくらでも速くｘ（ｔ）＝０と
なる。但し、この場合に、ｕ（ｉ）即ち制御量は大きく
なっていくため、システムの電源容量の範囲内に限定さ
れる。
は、安定条件の中でも特殊な全ての閉ループ系の固有値
を０に設定する必要がある。このような行列はべき零行
列と呼ばれ、ある整数ｊ（≦ｎ）が存在して、 (A-Bf)i＝０（ｉ＝j,j＋l,…） …（10） が成立する。このようにｆを設定すると、 ｘ（ｉ）＝(A-Bf)i＊ｘ（０）（ｉ＝j,j＋l,…） …（1
1） が成立する。これにより、任意の初期状態ｘ（０）から
初めて、ｊ時刻以降の状態を全て０にすることができ
る。このような状態フィードバックを有限整定制御と呼
ぶ。また、前記式（10）を満たす最小のｊを整定時間と
いう。整定時間を最小にする状態フィードバックを最小
時間状態整定制御といい、その整定時間は任意の初期状
態に対してたかだか制御対象の字数ｎである。したがっ
て、有限整定制御では、サンプル周期をＴとすると、ｔ
≧nTで連続時間応答もｘ（ｔ）＝０となる。したがっ
て、Ｔを小さくすれば、いくらでも速くｘ（ｔ）＝０と
なる。但し、この場合に、ｕ（ｉ）即ち制御量は大きく
なっていくため、システムの電源容量の範囲内に限定さ
れる。
以上のことから、有限整定制御方式におけるCPU32の
具体的動作は、制御対象であるHDDのA,B行列（Ｃは不
要）の値及びｆベクトル値（行列（Ａ−Bf）の全ての固
有値を０に設定する条件を満たす値）とを使用して、AD
C30,31から得られる状態（位置や速度）と共に、前記式
（７）を演算することにより得られるｕ（ｉ）をDAC36
に出力して、VCMドライバ24を駆動し、アクチュエータ1
5を駆動制御することである。これにより、ヘッド12の
位置や速度を所望の状態（有限の時間内に位置や速度が
０になる）に制御することができる。
具体的動作は、制御対象であるHDDのA,B行列（Ｃは不
要）の値及びｆベクトル値（行列（Ａ−Bf）の全ての固
有値を０に設定する条件を満たす値）とを使用して、AD
C30,31から得られる状態（位置や速度）と共に、前記式
（７）を演算することにより得られるｕ（ｉ）をDAC36
に出力して、VCMドライバ24を駆動し、アクチュエータ1
5を駆動制御することである。これにより、ヘッド12の
位置や速度を所望の状態（有限の時間内に位置や速度が
０になる）に制御することができる。
このような有限整定制御方式における位置決め制御モ
ードを、第８図に示すような過渡制御モードに利用する
ことにより、位置決め制御モードに要する時間を短縮す
ることが可能となる。具体的には、第３図に示す従来方
式の位置決め制御モードでのセトリング時間に対して、
第４図に示す有限整定制御方式における位置決め制御モ
ードではセトリング時間を短縮できる。
ードを、第８図に示すような過渡制御モードに利用する
ことにより、位置決め制御モードに要する時間を短縮す
ることが可能となる。具体的には、第３図に示す従来方
式の位置決め制御モードでのセトリング時間に対して、
第４図に示す有限整定制御方式における位置決め制御モ
ードではセトリング時間を短縮できる。
また、第２図に示すように、有限整定制御方式におい
て、外乱オブザーバＰが付加されると、実際の位置誤差
信号と制御対象のモデル（前記のようにCPU32の中で構
築される）との誤差がフィードフォワードパスにより入
力されるため、外乱の影響を除去することができる。こ
れにより、第５図にしめすように、外乱オブザーバＰが
付加した場合には、そうでない場合（第４図）に対し
て、セトリング時間を短縮できる。
て、外乱オブザーバＰが付加されると、実際の位置誤差
信号と制御対象のモデル（前記のようにCPU32の中で構
築される）との誤差がフィードフォワードパスにより入
力されるため、外乱の影響を除去することができる。こ
れにより、第５図にしめすように、外乱オブザーバＰが
付加した場合には、そうでない場合（第４図）に対し
て、セトリング時間を短縮できる。
第６図は本発明の第２の実施例に関わるブロック図で
ある。第２の実施例では、ヘッド12からの位置信号をデ
ィジタルデータに変換するためのADC40が設けられてお
り、位置誤差信号及び速度信号をCPU32が取り込み、全
てディジタル処理による制御が実行される。このような
構成により、ハードウエアの構成を簡単化することがで
きる。
ある。第２の実施例では、ヘッド12からの位置信号をデ
ィジタルデータに変換するためのADC40が設けられてお
り、位置誤差信号及び速度信号をCPU32が取り込み、全
てディジタル処理による制御が実行される。このような
構成により、ハードウエアの構成を簡単化することがで
きる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ヘッド駆動制御
において、有限整定制御方式による位置決め制御モード
を実行することにより、ヘッドのセトリング時間を短縮
化することができる。したがって、結果的にヘッドを目
標位置に高速に位置決めすることが可能となるものであ
る。
において、有限整定制御方式による位置決め制御モード
を実行することにより、ヘッドのセトリング時間を短縮
化することができる。したがって、結果的にヘッドを目
標位置に高速に位置決めすることが可能となるものであ
る。
第１図は本発明の第１の実施例に係わるブロック図、第
２図，第12図及び第13図はそれぞれ有限整定制御方式を
説明するためのブロック図、第３図乃至第５図は同実施
例の動作を説明するためのタイミングチャート、第６図
は本発明の第２の実施例に係わるブロック図、第７図は
従来に係わるブロック図、第８図は従来のサーボ方式を
説明するための図、第９図乃至第11図はそれぞれ従来の
サーボ方式を説明するためのブロック図である。 30,31……A/D変換回路、32……CPU、36……D/A変換回
路。
２図，第12図及び第13図はそれぞれ有限整定制御方式を
説明するためのブロック図、第３図乃至第５図は同実施
例の動作を説明するためのタイミングチャート、第６図
は本発明の第２の実施例に係わるブロック図、第７図は
従来に係わるブロック図、第８図は従来のサーボ方式を
説明するための図、第９図乃至第11図はそれぞれ従来の
サーボ方式を説明するためのブロック図である。 30,31……A/D変換回路、32……CPU、36……D/A変換回
路。
Claims (1)
- 【請求項１】記録媒体に予め記録されたサーボデータに
基づいて磁気ヘッドを記録媒体の目標位置に位置決め制
御する磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置にお
いて、 前記磁気ヘッドにより読出された前記サーボデータに基
づいて、前記磁気ヘッドの移動実速度値と位置誤差信号
をディジタルデータとして作成するA/D変換手段と、 前記移動実速度値と前記目標位置までの移動距離に応じ
て設定される目標速度値との速度誤差に基づいて速度制
御モードを実行する速度制御手段と、 前記速度制御手段により前記磁気ヘッドが目標位置まで
移動して、前記目標位置に前記磁気ヘッドを位置決め制
御する追従制御モードに移行させる過渡制御モード時
に、前記速度制御モードから切換えて前記位置誤差信号
または前記移動実速度値に基づいてかつ外乱オブザーバ
を付加した有限整定制御方式による位置決め制御を実行
する過渡制御手段とを具備したことを特徴とする磁気記
録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085357A JPH0831263B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置 |
| US07/502,795 US5126897A (en) | 1989-04-04 | 1990-04-02 | Magnetic recording/reproducing apparatus capable of reducing a setting time in a head positioning control mode |
| KR9004611A KR930002401B1 (en) | 1989-04-04 | 1990-04-04 | Magneting recording/reproducing apparatus capable of reducing a setting time in a head positioning control mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1085357A JPH0831263B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02265079A JPH02265079A (ja) | 1990-10-29 |
| JPH0831263B2 true JPH0831263B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=13856451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1085357A Expired - Lifetime JPH0831263B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 磁気記録再生装置の磁気ヘッド駆動制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5126897A (ja) |
| JP (1) | JPH0831263B2 (ja) |
| KR (1) | KR930002401B1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2760077B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1998-05-28 | ソニー株式会社 | 光ディスクのシーク回路 |
| US5285330A (en) * | 1990-08-31 | 1994-02-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for controlling moving speed of magnetic head |
| JP2611049B2 (ja) * | 1991-02-06 | 1997-05-21 | 富士通株式会社 | 追従制御装置の整定監視方式 |
| EP0543654B1 (en) * | 1991-11-22 | 1998-10-28 | Fujitsu Limited | Positioning control system |
| DE4321714C2 (de) * | 1992-07-03 | 1998-06-04 | Fujitsu Ltd | Aufzeichnungs-/Abspielvorrichtung für plattenförmige Aufzeichnungsträger |
| US5396379A (en) * | 1992-11-20 | 1995-03-07 | Maxtor Corporation | Apparatus and method for reducing effects of slip/stick in a disk drive head assembly |
| US5691617A (en) * | 1993-07-12 | 1997-11-25 | Seagate Technology, Inc. | Disc drive transducer deadbeat settle method utilizing interval correction |
| KR0128040B1 (ko) * | 1993-11-27 | 1998-04-04 | 김광호 | 디스크 기록 매체를 이용하는 데이타 저장장치의 디지탈 서보제어장치 및 방법 |
| US5473550A (en) * | 1994-03-21 | 1995-12-05 | Seagate Technology, Inc. | Fast calibration using microsteps |
| KR100223633B1 (ko) * | 1996-12-31 | 1999-10-15 | 윤종용 | 하드 디스크 드라이브에서 헤드속도 측정을 이용한 안정 기록방법 |
| US6088188A (en) * | 1997-02-10 | 2000-07-11 | International Business Machines Corporation | System and method for determining when hard disk drive power amplifier is saturated |
| US6031683A (en) * | 1997-12-15 | 2000-02-29 | International Business Machines Corporation | Method for optimization of seek and settle performance in hard disk drives |
| US6166876A (en) * | 1998-02-24 | 2000-12-26 | Seagate Technology, Inc. | Minimizing settling time in a disc drive servo system |
| JP2000242321A (ja) * | 1999-02-19 | 2000-09-08 | Fujitsu Ltd | フィードバック制御装置、ディジタルフィルタ装置、および記憶装置 |
| US6426843B1 (en) | 1999-04-27 | 2002-07-30 | International Business Machines Corporation | Settle time estimator feedback for rotational position reordering in data storage devices |
| JP2001126424A (ja) * | 1999-10-27 | 2001-05-11 | Hitachi Ltd | 記録再生装置 |
| JP3821642B2 (ja) | 1999-11-17 | 2006-09-13 | 富士通株式会社 | ディスク装置のヘッド位置決め制御方法及び装置 |
| US7319570B2 (en) * | 2005-09-19 | 2008-01-15 | Seagate Technology Llc | Random vibration and shock compensator using a disturbance observer |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4355273A (en) * | 1980-09-15 | 1982-10-19 | Xerox Corporation | Servo capture system |
| DE3374731D1 (en) * | 1983-06-30 | 1988-01-07 | Ibm | Track following servo system for a disk file |
| JPS61138314A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | サ−ボモ−タのデツドビ−ト制御方法 |
| JPS6252772A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Toshiba Corp | 磁気ヘツド制御方式 |
| JPS6386167A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Toshiba Corp | 磁気デイスク装置の磁気ヘツド移動制御装置 |
| US4879612A (en) * | 1986-11-26 | 1989-11-07 | Data Technology Corporation | Head positioning servo-mechanism with error reduction capabilities |
| US4894599A (en) * | 1988-03-31 | 1990-01-16 | International Business Machines Corporation | deadbeat control of disk drive actuator |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP1085357A patent/JPH0831263B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-02 US US07/502,795 patent/US5126897A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-04 KR KR9004611A patent/KR930002401B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02265079A (ja) | 1990-10-29 |
| US5126897A (en) | 1992-06-30 |
| KR930002401B1 (en) | 1993-03-30 |
| KR900016951A (ko) | 1990-11-14 |
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