JPH08315528A - 磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式 - Google Patents
磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式Info
- Publication number
- JPH08315528A JPH08315528A JP11952395A JP11952395A JPH08315528A JP H08315528 A JPH08315528 A JP H08315528A JP 11952395 A JP11952395 A JP 11952395A JP 11952395 A JP11952395 A JP 11952395A JP H08315528 A JPH08315528 A JP H08315528A
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- Japan
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- signal
- speed
- component
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】シーク制御における速度検出器と、シークおよ
び位置制御における外力検出器を個々に構成する場合、
回路面積の増加、あるいは制御ソフトウェアの負荷増加
を招くことがある。本発明の目的はこれらを互いに兼用
することで簡易な構成で高精度な速度検出器、および外
力検出器を実現することにある。 【構成】本発明では位置情報の微分値と、ＶＣＭ駆動電
流から速度を検出し、得られた速度と位置情報の微分値
の差から外力を検出する。これによって速度検出器と、
外力検出器が兼用される。 【効果】これを制御系の操作量およびＶＣＭ駆動電流検
出器にフィードバックすることで外力を補償し、安定な
シーク制御、また位置制御に切り替わった際の過渡応答
を改善する。
び位置制御における外力検出器を個々に構成する場合、
回路面積の増加、あるいは制御ソフトウェアの負荷増加
を招くことがある。本発明の目的はこれらを互いに兼用
することで簡易な構成で高精度な速度検出器、および外
力検出器を実現することにある。 【構成】本発明では位置情報の微分値と、ＶＣＭ駆動電
流から速度を検出し、得られた速度と位置情報の微分値
の差から外力を検出する。これによって速度検出器と、
外力検出器が兼用される。 【効果】これを制御系の操作量およびＶＣＭ駆動電流検
出器にフィードバックすることで外力を補償し、安定な
シーク制御、また位置制御に切り替わった際の過渡応答
を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置の位置
決め方式に関し、特に速度検出方式、および外力検出方
式に関するものである。
決め方式に関し、特に速度検出方式、および外力検出方
式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置の速度検出方式におい
ては、図２に示すようにディスク面から獲得できる位置
情報とＶＣＭを駆動する電流を使用することが知られて
いる。位置情報のみから速度検出する方式もあるが、Ｖ
ＣＭ駆動電流を併用する場合位置情報をフィルタリング
できるため、滑らかな速度検出が可能である。また、外
力の検出に関してはＶＣＭ駆動電流からヘッド位置を推
定し、実際に検出された位置情報との誤差から外力を検
出する外乱オブザーバが広く知られている。従来の装置
ではこれら、速度検出機構と、外力検出機構を別々に構
成し、使用してきた。また位置制御状態で外乱を検出す
る場合、位置制御系の周波数応答が変化し制御系の安定
性を劣化することが知られていている。
ては、図２に示すようにディスク面から獲得できる位置
情報とＶＣＭを駆動する電流を使用することが知られて
いる。位置情報のみから速度検出する方式もあるが、Ｖ
ＣＭ駆動電流を併用する場合位置情報をフィルタリング
できるため、滑らかな速度検出が可能である。また、外
力の検出に関してはＶＣＭ駆動電流からヘッド位置を推
定し、実際に検出された位置情報との誤差から外力を検
出する外乱オブザーバが広く知られている。従来の装置
ではこれら、速度検出機構と、外力検出機構を別々に構
成し、使用してきた。また位置制御状態で外乱を検出す
る場合、位置制御系の周波数応答が変化し制御系の安定
性を劣化することが知られていている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のように速度検出
機構と外力検出機構を独立して実現させるための問題と
して、アナログ回路で実現する場合と、ディジタル制御
で実現する場合について以下に述べる。
機構と外力検出機構を独立して実現させるための問題と
して、アナログ回路で実現する場合と、ディジタル制御
で実現する場合について以下に述べる。
【０００４】（１）アナログ回路で実現する場合 位置信号と、ＶＣＭ駆動電流を併用して速度検出する場
合の構成を。図２に示すように位置信号は微分するが、
高周波雑音成分が多くなるためローパスフィルタを挿入
する必要がある。しかしこれを速度信号とすると位相が
遅れ正確な速度信号にならない為ＶＣＭ駆動信号を積分
し高周波領域での速度検出を電流成分で補い、位相遅れ
を回復し安定な速度信号を得ていた。一方外乱検出にお
いては、例えば特開昭６３−１８８８７３号公報記載の
ように速度検出手段を持ち、一方でＶＣＭ駆動電流を積
分し、これらの差から外乱を検出している。
合の構成を。図２に示すように位置信号は微分するが、
高周波雑音成分が多くなるためローパスフィルタを挿入
する必要がある。しかしこれを速度信号とすると位相が
遅れ正確な速度信号にならない為ＶＣＭ駆動信号を積分
し高周波領域での速度検出を電流成分で補い、位相遅れ
を回復し安定な速度信号を得ていた。一方外乱検出にお
いては、例えば特開昭６３−１８８８７３号公報記載の
ように速度検出手段を持ち、一方でＶＣＭ駆動電流を積
分し、これらの差から外乱を検出している。
【０００５】これらの場合、回路規模が増加しその部品
面積が増大するために特に小径ディスク装置においては
回路の実装面積の増加は致命的な問題になっている。
面積が増大するために特に小径ディスク装置においては
回路の実装面積の増加は致命的な問題になっている。
【０００６】（２）ディジタル制御で実現する場合 この場合においても、年々低価格化される磁気ディスク
装置においては、安価な部品を用いて制御目的を実現す
ることが必須課題になっている。ここで制御動作を実現
するプロセッサは一般に高速なものほど高価である。ま
たデータ面にサーボ情報を間欠的に配置して制御する場
合、あらかじめサーボ情報の配置間隔は決定されるた
め、この周期の間で一連の制御動作を行なわなければな
らない。従って、サーボ処理を短時間で行うことが旧来
からの課題になっている。
装置においては、安価な部品を用いて制御目的を実現す
ることが必須課題になっている。ここで制御動作を実現
するプロセッサは一般に高速なものほど高価である。ま
たデータ面にサーボ情報を間欠的に配置して制御する場
合、あらかじめサーボ情報の配置間隔は決定されるた
め、この周期の間で一連の制御動作を行なわなければな
らない。従って、サーボ処理を短時間で行うことが旧来
からの課題になっている。
【０００７】一方、制御性能上の観点からの問題点を以
下に挙げる。
下に挙げる。
【０００８】（１）目的の位置に位置決めする位置制御
ループでは一般に定常偏差が発生しないか、極めて小さ
くなるように設計されている。しかしシーク動作から、
位置制御モードに切り替わった直後の過渡応答は、外力
に大きく影響され、上位装置への読みだし、書き込み動
作許可信号の発生を遅延させアクセス性能が悪化するこ
とになる。
ループでは一般に定常偏差が発生しないか、極めて小さ
くなるように設計されている。しかしシーク動作から、
位置制御モードに切り替わった直後の過渡応答は、外力
に大きく影響され、上位装置への読みだし、書き込み動
作許可信号の発生を遅延させアクセス性能が悪化するこ
とになる。
【０００９】（２）シーク動作の速度制御モードでは加
速度や力の外乱に対して定常偏差が残る系を構成するこ
とが一般的に行われている。これは速度制御系において
はある程度大きな位相余有を確保することが必要である
ため、低周波領域での利得確保や高周波領域での雑音除
去能力を高めるための補償要素を挿入することが困難な
ためである。しかし、ＦＰＣ（Ｆrexible Ｐrinted Ｃi
rcuit）等の影響および、風損によるディスクの半径方
向の外力変化、またその温度条件によって時々刻々変化
しうる。このような外力が前述の速度制御系に印加され
るとシーク終了時の位置、速度バラツキを発生し、位置
制御に切り替わった後の、過渡応答を悪化させ、また目
的の位置に位置決めできないシークエラーを発生する一
因となっていた。
速度や力の外乱に対して定常偏差が残る系を構成するこ
とが一般的に行われている。これは速度制御系において
はある程度大きな位相余有を確保することが必要である
ため、低周波領域での利得確保や高周波領域での雑音除
去能力を高めるための補償要素を挿入することが困難な
ためである。しかし、ＦＰＣ（Ｆrexible Ｐrinted Ｃi
rcuit）等の影響および、風損によるディスクの半径方
向の外力変化、またその温度条件によって時々刻々変化
しうる。このような外力が前述の速度制御系に印加され
るとシーク終了時の位置、速度バラツキを発生し、位置
制御に切り替わった後の、過渡応答を悪化させ、また目
的の位置に位置決めできないシークエラーを発生する一
因となっていた。
【００１０】本発明の目的は上記課題を解決し、安定な
シーク動作、位置決め動作が可能な制御方式を実現する
ことにある。
シーク動作、位置決め動作が可能な制御方式を実現する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】位置信号と、ＶＣＭ駆動
電流を併用する速度検出器において位置信号を微分した
信号とＶＣＭ駆動電流を加算しローパスフィルタを通過
させた検出速度の差分をとり適当な時定数をもたせ、外
乱を検出することで速度検出器と外乱検出器を兼用す
る。
電流を併用する速度検出器において位置信号を微分した
信号とＶＣＭ駆動電流を加算しローパスフィルタを通過
させた検出速度の差分をとり適当な時定数をもたせ、外
乱を検出することで速度検出器と外乱検出器を兼用す
る。
【００１２】
【作用】位置情報と、ＶＣＭ駆動電流を併用して速度検
出を行う場合、ＶＣＭ駆動電流には外乱成分が混入して
いるため検出された速度信号にも外乱の影響が残る。こ
こで位置情報を微分した信号と検出速度の差分を取るこ
とで外乱成分を抽出することができる。
出を行う場合、ＶＣＭ駆動電流には外乱成分が混入して
いるため検出された速度信号にも外乱の影響が残る。こ
こで位置情報を微分した信号と検出速度の差分を取るこ
とで外乱成分を抽出することができる。
【００１３】
【実施例】図１に実施例を示す。位置情報Ｘは微分器１
で微分操作に入り、高周波雑音を伴った速度信号Ｖｄと
なる。一方でパワーアンプ２で電圧−電流変換されたＶ
ＣＭ駆動電流がセンスアンプ３で検出される。これらが
加算され電流積分機能と位置情報を微分して得られた速
度信号の高周波成分を除去する機能を兼ねたローパスフ
ィルタ４で速度推定信号Ｖｅとなる。しかしＶｅには外
力Ｄの成分を抑圧するためフィードバックされてきたＶ
ＣＭ駆動電流を取り込んでいるため外力の成分が混入し
ている。一方速度信号Ｖｄは高周波成分を含んでいるが
実際に移動した位置情報から生成しているため外力の成
分は混入しない。そこでＶｅとＶｄの差分を適当なカッ
トオフ周波数をもつローパスフィルタ５によって外力成
分Ｄｅを抽出することができる。このＤｅを制御系補償
器６の出力に加算することで外力成分を相殺し、速度命
令Ｖｒに安定に追従可能となる。また外力推定信号Ｄｅ
はＶＣＭ駆動電流の検出部３の出力にもフィードバック
し、これも外力成分の影響をうけない速度推定信号Ｖｅ
の検出が可能となる。
で微分操作に入り、高周波雑音を伴った速度信号Ｖｄと
なる。一方でパワーアンプ２で電圧−電流変換されたＶ
ＣＭ駆動電流がセンスアンプ３で検出される。これらが
加算され電流積分機能と位置情報を微分して得られた速
度信号の高周波成分を除去する機能を兼ねたローパスフ
ィルタ４で速度推定信号Ｖｅとなる。しかしＶｅには外
力Ｄの成分を抑圧するためフィードバックされてきたＶ
ＣＭ駆動電流を取り込んでいるため外力の成分が混入し
ている。一方速度信号Ｖｄは高周波成分を含んでいるが
実際に移動した位置情報から生成しているため外力の成
分は混入しない。そこでＶｅとＶｄの差分を適当なカッ
トオフ周波数をもつローパスフィルタ５によって外力成
分Ｄｅを抽出することができる。このＤｅを制御系補償
器６の出力に加算することで外力成分を相殺し、速度命
令Ｖｒに安定に追従可能となる。また外力推定信号Ｄｅ
はＶＣＭ駆動電流の検出部３の出力にもフィードバック
し、これも外力成分の影響をうけない速度推定信号Ｖｅ
の検出が可能となる。
【００１４】また、ディスクの半径方向位置で変化する
外力に対する補償方法として、その例を図３に示す。目
的トラックに位置決めする際に前述の外力補償方法を実
行すると位置制御系の閉ループ周波数特性が変化し、安
定性およびシーク制御から位置制御系に切り替わった時
の過渡応答に影響を及ぼす。目的トラックで安定に位置
決めする観点から位置決め制御器７は設計されるので、
外力検出構造をも考慮すると、設計が複雑になり拘束条
件を与えることもある。そこで位置制御系の安定性に影
響を与えず外力補償を行う必要がある。一般にディスク
半径方向における外力は直流成分が支配的である。そこ
でシーク中に検出した外力の軌道から目的トラックでの
直流外力を推定する外力直流化機構を設置する。目的位
置においてはその補償値をもって安定な過渡応答をえる
ことができる。例えばディジタル制御方式を取る場合、
目的トラックへ到達する数サンプル手前の推定外力Ｄｅ
の軌道から、直線あるいは曲線近似または、移動平均に
よって目的トラックでの外力を計算し、位置制御に切り
替わった時点で操作量にこれを加算し続けることであ
る。
外力に対する補償方法として、その例を図３に示す。目
的トラックに位置決めする際に前述の外力補償方法を実
行すると位置制御系の閉ループ周波数特性が変化し、安
定性およびシーク制御から位置制御系に切り替わった時
の過渡応答に影響を及ぼす。目的トラックで安定に位置
決めする観点から位置決め制御器７は設計されるので、
外力検出構造をも考慮すると、設計が複雑になり拘束条
件を与えることもある。そこで位置制御系の安定性に影
響を与えず外力補償を行う必要がある。一般にディスク
半径方向における外力は直流成分が支配的である。そこ
でシーク中に検出した外力の軌道から目的トラックでの
直流外力を推定する外力直流化機構を設置する。目的位
置においてはその補償値をもって安定な過渡応答をえる
ことができる。例えばディジタル制御方式を取る場合、
目的トラックへ到達する数サンプル手前の推定外力Ｄｅ
の軌道から、直線あるいは曲線近似または、移動平均に
よって目的トラックでの外力を計算し、位置制御に切り
替わった時点で操作量にこれを加算し続けることであ
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明により回路規模の増加、および制
御ソフトウェアの大きな負担増加を伴うことなく、外力
の影響を受けにくいシーク制御、および目的トラックへ
の安定な磁気ディスク装置位置決め系が構築できる。
御ソフトウェアの大きな負担増加を伴うことなく、外力
の影響を受けにくいシーク制御、および目的トラックへ
の安定な磁気ディスク装置位置決め系が構築できる。
【図１】本発明による速度制御系の構成を示す。
【図２】従来から行われている速度検出器の構成を示
す。
す。
【図３】シーク中および位置制御状態で直流外力を補償
する場合の実施例。
する場合の実施例。
１…微分器、２…パワーアンプ、３…センスアンプ、４
…，５ローパスフィルタ、 ６…制御系補償器。
…，５ローパスフィルタ、 ６…制御系補償器。
Claims (6)
- 【請求項１】あらかじめディスク面に形成された位置情
報によって得られるヘッドの位置とアクチュエータを駆
動する電流の両方を入力とし、ヘッドの速度検出機構、
および機構系に作用する外力を検出する機構を兼用する
ことを特徴とした磁気ディスク装置のヘッド位置決め方
式。 - 【請求項２】請求項１の方式によって検出された外力を
補償する方法を、目的の位置へ移動する速度制御モード
と、目的の位置で位置決めする位置制御モードにおい
て、切り替えることを特徴とする磁気ディスク装置ヘッ
ド位置決め方式。 - 【請求項３】あらかじめ作成された、外力補正テーブル
を、請求項１によって検出された外力によって修正する
ことを特徴とした磁気ディスク装置ヘッド位置決め方
式。 - 【請求項４】請求項３の方式において外力補正テーブル
と、請求項１によって検出された外力を、荷重平均をと
り新たな外力補正テーブルとして制御することを特徴と
した、磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式。 - 【請求項５】請求項４の方式において装置起動後、定期
的にテーブルを更新するための、シーク動作を行うこと
を特徴とした磁気ディスク装置位置決め方式。 - 【請求項６】請求項１の方式において得られた、外力成
分を利用しシーク動作の異常判定を行うことを特徴とし
た磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11952395A JPH08315528A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11952395A JPH08315528A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08315528A true JPH08315528A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14763392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11952395A Pending JPH08315528A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | 磁気ディスク装置ヘッド位置決め方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08315528A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100408025B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2003-12-03 | 엘지전자 주식회사 | 고밀도 기록/재생 장치의 헤드위치 제어장치 및 방법 |
| KR100594261B1 (ko) * | 2004-02-28 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 데이터 저장 장치에서의 연속적인 헤드 위치 제어 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP11952395A patent/JPH08315528A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100408025B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2003-12-03 | 엘지전자 주식회사 | 고밀도 기록/재생 장치의 헤드위치 제어장치 및 방법 |
| KR100594261B1 (ko) * | 2004-02-28 | 2006-06-30 | 삼성전자주식회사 | 데이터 저장 장치에서의 연속적인 헤드 위치 제어 방법 및이를 이용한 디스크 드라이브 |
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