JPH0935430A - 位置決め適応制御方法および装置、並びに情報記憶装置 - Google Patents

位置決め適応制御方法および装置、並びに情報記憶装置

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JPH0935430A
JPH0935430A JP7181257A JP18125795A JPH0935430A JP H0935430 A JPH0935430 A JP H0935430A JP 7181257 A JP7181257 A JP 7181257A JP 18125795 A JP18125795 A JP 18125795A JP H0935430 A JPH0935430 A JP H0935430A
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    • G11B7/08505—Methods for track change, selection or preliminary positioning by moving the head
    • G11B7/08529—Methods and circuits to control the velocity of the head as it traverses the tracks
    • G11B7/08535—Methods and circuits to control the velocity of the head as it traverses the tracks to maintain constant velocity during the traverse

Abstract

(57)【要約】 【目的】シーク動作を速度制御で実施する位置決め制御
系において、制御対象のゲイン変動や外乱等によって生
じる速度誤差を最小にする位置決め適応制御方法および
装置を提供する。これにより、目標トラックの近傍にお
いて、速度制御終了後のヘッド速度とヘッド位置のばら
つきを完全に抑圧することができ、良好な整定応答が得
られる。 【構成】速度制御中の加速もしくは定速の状態から減速
の状態にヘッドの速度が移行した後、目標速度に対する
ヘッドの速度誤差信号が減少するように、適応調整則１
１により、加速度フィードフォワード信号の可変ゲイン
１０をリアルタイムで調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度な位置決めを可
能とする適応制御方法および装置に関するもので、さら
に詳しくは、情報記憶装置においてヘッドを特定の位置
に高精度に位置決めする適応制御方法および装置、さら
にこの装置を用いた情報記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報記憶装置、例えば磁気ディスク装置
では、高記録密度の達成のためデータ記録面のセクタの
先頭に記録されたサーボ情報に基づいてデータヘッドの
位置決めを行うセクタサーボ方式、あるいはそれに準拠
したサーボ方式が一般に用いられている。サーボ情報に
基づいたこれらのサーボ方式は、ヘッドを目標のトラッ
クへ高速に移動させるシーク動作や、目標のトラック中
心に高精度に追従させるフォロイング動作を行うのに適
している。
【０００３】通常、シーク動作は所定の目標速度カーブ
に従って速度制御で加速・減速してヘッドを移動させ
る。ヘッドが目標のトラック近傍に到達するとフォロイ
ング動作に切り換え位置制御で目標のトラック中心に追
従させる。目標速度信号は、ヘッドの現在位置と目標の
位置との差（残距離）に基づいて目標速度カーブより算
出される。ヘッドを駆動するボイスコイルモータには、
目標速度信号とヘッドの速度信号との偏差である速度誤
差信号を増幅し、フィードバック制御入力として印加す
る。さて、減速時に目標速度カーブをランプ状に与えた
場合（一定加速度で減速した場合）、上記のフィードバ
ック制御では、一定の速度偏差を生じる。この速度偏差
を減少させるためには、第一の手法としては速度ループ
の制御帯域を広く取る方法、第二の手法としては目標速
度カーブの傾きを緩くする方法などが考えられる。しか
し、第一の手法は、ヘッドを支持駆動する支持機構系の
機械的振動要素等により限界があり、また、第二の手法
は、所定のアクセス時間を達成させることが困難にな
る。
【０００４】そこで、例えば、特開昭５８−１８２１６
９号公報に記載されているように、速度制御の減速過程
の目標速度カーブを前もって微分または差分した目標加
速度カーブに基づいた加速度フィードフォワード信号を
速度誤差信号に加え制御入力とする手法が提案されてい
る。これは、安定性を補償するフィードバック制御に応
答の改善を行うフィードフォワード制御を組み合わせた
手法である。これによると、速度制御ループの制御帯域
を広く取ることなく、また、目標速度カーブの傾きを緩
やかにすることなく、正確に目標速度カーブにヘッドを
追従させることが可能となる。したがって、位置制御へ
切り換える際の速度誤差が少なく、ヘッドが目標のトラ
ック位置を越えて移動するオーバー・シュート現象や、
目標のトラック位置の手前で停止してしまうアンダー・
シュート現象を防止できるので、アクセス時間の短縮が
可能となる。
【０００５】一方、シーク動作とフォロイング動作を別
々の制御系で構成するのではなく、位置制御のみで加速
・減速して移動し目標のトラック中心に追従させること
も可能である。制御系の切り換えがないため、スムーズ
に目標のトラック中心に整定させることができるので、
アクセス時間の短縮が可能となる。例えば、計測自動制
御学会論文集Vol.29, N0.1, pp.71/77, (1993)に平田ら
が「Ｈ∞制御理論を用いたハードディスクのヘッド位置
決め制御」と題した論文を発表している。その論文に
は、ヘッド支持機構系の共振や外乱等を抑圧するために
フィードバック制御補償器にＨ∞制御理論により導出し
た補償フィルタを用い、高速にヘッドを移動させるため
にフィードフォワード制御入力としてなめらかな正弦波
状の加速度信号を印加する手法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、制
御系の設計は、与えられた設計仕様を満足するように制
御対象の動特性を基にして制御系を構成することにより
行われる。
【０００７】例えば、磁気ディスク装置の速度制御系に
おいて、速度ループの速度ゲインの設計は、開ループ特
性における零クロス周波数が設計仕様を満足するように
制御対象のループゲインを用いて決定される。また、加
速度フィードフォワード補償器のループゲインは、制御
対象のループゲインの逆ゲインを用いて決定される。こ
こで、制御対象のループゲインとは、制御入力からヘッ
ドの速度信号までのループゲインで、アンプの増幅ゲイ
ン、ボイスコイルモータの力定数、ヘッドの等価質量、
速度検出ゲイン等で与えられる。ここで、速度の検出
は、位置信号の後退差分で算出する手法や、位置信号と
アンプの電流信号とから速度オブザーバにより算出する
手法などが一般に用いられる。
【０００８】しかし、制御対象のループゲインは、製造
公差、動作条件、動作環境、経時変化等によりばらつ
く。
【０００９】例えば、ボイスコイルモータは、ボイスコ
イル両端の磁束のもれが原因でヘッドの動作トラック位
置によりその力定数が変化する。すなわち、ディスクの
内周と外周で力ゲインが小さくなり、中央の周で力ゲイ
ンが大きくなる。そのゲイン差は、一般に１０％程度存
在する。
【００１０】また、例えば、ヘッドの位置検出ゲインは
ヘッドの製造公差に依存し、ヘッドのコア幅のばらつき
によりそのゲインが変化する。すなわち、ヘッドのコア
幅が設計値の基準値より大きければ読み取り電圧が大き
くなり位置検出ゲインが大きくなり、逆にヘッドのコア
幅が設計値の基準値より小さければ読み取り電圧が小さ
くなり位置検出ゲインが小さくなる。そのゲイン差は、
一般にデータヘッドで２０％程度存在する。ヘッドの速
度検出ゲインの変動は、ヘッド位置信号の検出ゲインの
変動に依存するため、同程度の変動が見込まれる。
【００１１】また、例えば、装置内の温度や湿度等によ
る環境の影響により、ボイスコイルモータの機械的特性
や駆動回路等の電気的特性がばらつく。
【００１２】また、例えば、長年の使用により、ヘッド
の支持駆動機構の回転部における、ベアリング特性が磨
耗やオイルの特性変動等により徐々に変化し、制御対象
の特性が出荷時における特性と異なる。
【００１３】すなわち、ヘッドを駆動する機械的特性の
ばらつき、駆動回路等の電気的特性のばらつき、ヘッド
の検出ゲインのばらつき等によって、制御系全体として
の特性が最適点からずれてしまう。このため、高速なシ
ーク動作や高精度なフォロイング動作が行われず、装置
性能の低下が問題となる。フィードバック制御のみでシ
ーク動作を行わせる場合には、制御対象のゲイン変動は
フィードバック特性によって抑圧され、ヘッドの応答の
ばらつきはある程度抑圧することができる。
【００１４】しかし、従来技術の特開昭５８−１８２１
６９号公報や計測自動制御学会論文集Vol.29, N0.1, p
p.71/77, (1993)に記載されているようなフィードフォ
ワード制御を用いて高速にシーク動作を行わせる場合に
は、制御対象のゲインのばらつきは、直接ヘッドの応答
のばらつきとなって現れるため、大きな問題となる。
【００１５】さらに、シーク動作時には、静的および動
的な外力がヘッドに加わる。
【００１６】例えば、ヘッドの記録・再生信号を回路基
板に伝送する信号線に通常ＦＰＣ（フレキシブル・プリ
ンテット・サーキット）と呼ばれる軟質媒体に貼付た銅
箔で形成したケーブルが用いられるが、これは、ヘッド
支持機構に対してばね力として作用する。すなわち、力
外乱がヘッドに作用する。この外力のため、速度制御に
よるシーク動作中ヘッドの速度応答が目標速度信号から
ずれる。また、位置制御によるシーク動作中には、ヘッ
ドの位置が目標位置信号からずれる。
【００１７】また、例えば、ヘッドはヘッド支持機構部
の回転軸を中心にして回転するが、シーク動作時には支
持機構部にモーメント力が発生し、支持機構部を支える
ベースが振動する。このベース振動によりベースに取り
付けられたディスクが振動して、結果としてディスクと
ヘッドの相対的な位置誤差が生ずる。すなわち、ヘッド
位置に対する位置外乱として現れる。
【００１８】上記問題は、ディスク装置の高記録密度
化、高精度位置決め化、高速位置決め化を図るために解
決されるべき重要な課題である。
【００１９】上記課題に鑑み、本発明の一つの目的は、
位置決め機構系や電気系を構成する部品のばらつき等に
よる制御特性の最良点からのずれを自動補正して、常に
ヘッドの位置決め特性を良好に保持することができる適
応制御系を提供することにある。
【００２０】本発明の他の一つの目的は、速度制御によ
るシーク動作中に、速度の応答のばらつきを減少するよ
うに適応調整器によって加速度フィードフォワードのゲ
インをリアルタイムに調整する適応制御系を提供するこ
とにある。
【００２１】本発明の他の一つの目的は、位置制御によ
るシーク動作中に、位置の応答のばらつきを減少するよ
うに適応調整器によって加速度フィードフォワードのゲ
インをリアルタイムに調整する適応制御系を提供するこ
とにある。
【００２２】本発明の他の目的は、制御対象のゲイン変
動を推定する時に一般に用いられる例えば正弦波状のト
レーニング信号を必要としないリアルタイムの適応制御
系を提供することである。
【００２３】本発明の他の目的は、上記目的を達成する
位置決め適応制御装置を備える情報記憶装置を提供する
ことである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、(1)として、 ディスクに記録されてい
る情報又はディスクに記録する情報を読み書きするため
のヘッドを、前記ディスク上のトラックへ位置決めする
シーク動作と、トラック上での位置決めを行うフォロー
イング動作とにより目標トラックへ位置決めする位置決
め適応制御方法において、前記ヘッドは、シーク動作に
続くフォローイング動作中に目標トラックへの高速・高
精度の位置決めが可能と成るように、前記シーク動作中
にシーク動作に係る制御系を逐次調整することを特徴と
する。
【００２５】また、上記目的を達成するために、目標速
度とヘッドの速度との速度誤差に基づいたフィードバッ
ク制御入力と、目標加速度に基づいたフィードフォワー
ド制御入力とを加算してヘッドを目標の位置へ移動させ
る位置決め制御方法において、フィードフォワード制御
入力を逐次調整することを特徴とするが、この方法には
次に示す態様がある。
【００２６】(2) ヘッドの移動中、フィードバック制御
入力とフィードフォワード制御入力を用い速度誤差が減
少するようにフィードフォワード制御入力を逐次調整す
る。
【００２７】(3) ヘッドの速度が減速を開始した後、フ
ィードバック制御入力とフィードフォワード制御入力を
用い速度誤差の２乗が最小値になるようにフィードフォ
ワード制御入力を逐次調整する。
【００２８】(4) (3)において、フィードフォワード制
御入力を逐次調整する方法は、フィードバック制御入力
をｕv(k)とし、フィードフォワード制御入力をｓa(k)と
し、学習ゲインをηとすると、フィードフォワード制御
入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋η・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
とでフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００２９】(5) ヘッドの速度が減速を開始した後、フ
ィードバック制御入力とフィードフォワード制御入力を
用い速度誤差の２乗値を逐次加算した値が最小値になる
ようにフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００３０】(6) (5)において、フィードフォワード制
御入力を逐次調整する方法は、フィードバック制御入力
をｕv(k)とし、フィードフォワード制御入力をｓa(k)と
し、学習ゲインをγ(k)とし、学習ゲインをｓa(k)に基
づいてγ(k+1)に更新すると、フィードフォワード制御
入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋γ(k+1)・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
とでフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００３１】また、上記目的を達成するために、目標位
置とヘッドの位置との位置誤差に基づいたフィードバッ
ク制御入力と、目標加速度に基づいたフィードフォワー
ド制御入力とを加算してヘッドを目標の位置へ移動させ
る位置決め制御方法において、フィードフォワード制御
入力を逐次調整することを特徴とするが、この方法には
次に示す態様がある。
【００３２】(7) ヘッドの移動中、フィードバック制御
入力とフィードフォワード制御入力を用い位置誤差が減
少するように前記フィードフォワード制御入力を逐次調
整する。
【００３３】(8) ヘッドが移動を開始した後、フィード
バック制御入力とフィードフォワード制御入力を用い位
置誤差の２乗が最小値になるようにフィードフォワード
制御入力を逐次調整する。
【００３４】(9) (8)において、フィードフォワード制
御入力を逐次調整する方法は、フィードバック制御入力
をｕf(k)とし、フィードフォワード制御入力をｓa(k)と
し、学習ゲインをηとすると、フィードフォワード制御
入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋η・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
とでフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００３５】(10) ヘッドが移動を開始した後、フィー
ドバック制御入力とフィードフォワード制御入力を用い
位置誤差の２乗値を逐次加算した値が最小値になるよう
にフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００３６】(11) (10)において、フィードフォワード
制御入力を逐次調整する方法は、フィードバック制御入
力をｕf(k)とし、フィードフォワード制御入力をｓa(k)
とし、学習ゲインをγ(k)とし、学習ゲインをｓa(k)に
基づいてγ(k+1)に更新すると、フィードフォワード制
御入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋γ(k+1)・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
とでフィードフォワード制御入力を逐次調整する。
【００３７】また、上記目的を達成するために、目標速
度とヘッドの速度との速度誤差に基づいたフィードバッ
ク制御入力と、目標加速度に基づいた第一のフィードフ
ォワード制御入力と、加速度外乱信号に基づいた第二の
フィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目標
の位置へ移動させる位置決め制御方法において、フィー
ドフォワード制御入力を逐次調整することを特徴とする
が、この方法には次に示す態様がある。
【００３８】(12) ヘッドの移動中、フィードバック制
御入力と第一のフィードフォワード制御入力と第二のフ
ィードフォワード制御入力を用い、速度誤差が減少する
ように第一のフィードフォワード制御入力と第二のフィ
ードフォワード制御入力とを逐次調整する。
【００３９】(13) ヘッドの移動中、フィードバック制
御入力と第一のフィードフォワード制御入力と第二のフ
ィードフォワード制御入力を用い、位置誤差が減少する
ように第一のフィードフォワード制御入力と第二のフィ
ードフォワード制御入力とを逐次調整する。
【００４０】また、上記目的を達成するために、目標速
度とヘッドの速度信号との速度誤差に基づいたフィード
バック制御入力と、目標加速度に基づいたフィードフォ
ワード制御入力とを加算してヘッドを目標の位置へ移動
させる制御入力を発生する位置決め制御方法において、
フィードフォワード制御入力を逐次調整することを特徴
とするが、この方法には次に示す態様がある。
【００４１】(14) ヘッドを目標の位置へ移動させる制
御入力からヘッドの速度信号までの任意の箇所に可変ゲ
インを設け、ヘッドの移動中、可変ゲインを増大もしく
は減少させても、フィードバック制御入力とフィードフ
ォワード制御入力を用い速度誤差が減少するようにフィ
ードフォワード制御入力を逐次調整し、可変ゲインのゲ
イン変化によって増大した速度誤差が直ちに減少するよ
うにする。
【００４２】(15) ヘッドを目標の位置へ移動させる制
御入力からヘッドの速度信号までの任意の箇所に可変ゲ
インを設け、予めこの可変ゲインを増大もしくは減少さ
せても、フィードバック制御入力とフィードフォワード
制御入力を用い速度誤差が減少するようにフィードフォ
ワード制御入力を逐次調整し、可変ゲインのゲイン変化
によって変動したヘッドの速度信号が可変ゲインのゲイ
ン変化前の状態に直ちに等しくするようにする。
【００４３】(16) ヘッドを目標の位置へ移動させる制
御入力からヘッドの位置信号までの任意の箇所に可変ゲ
インを設け、ヘッドの移動中、この可変ゲインを増大も
しくは減少させても、フィードバック制御入力とフィー
ドフォワード制御入力を用い位置誤差が減少するように
フィードフォワード制御入力を逐次調整し、可変ゲイン
のゲイン変化によって増大した位置誤差が直ちに減少す
るようにする。
【００４４】(17) 目標の位置へ移動させる制御入力か
らヘッドの位置信号までの任意の箇所に可変ゲインを設
け、予めこの可変ゲインを増大もしくは減少させても、
フィードバック制御入力とフィードフォワード制御入力
を用い位置誤差が減少するようにフィードフォワード制
御入力を逐次調整し、可変ゲインのゲイン変化によって
変動したヘッドの位置信号が可変ゲインのゲイン変化前
の状態に直ちに等しくなるようにする。
【００４５】また、上記目的を達成するために、(4)、
(6)、(9)、(11)において、調整ゲインθ(k)の初期値を
θ(0)=1.0としてもよい。
【００４６】また、上記目的を達成するために、(4)、
(6)、(9)、(11)において、調整ゲインθ(k)の初期値と
して前回の前記ヘッドの移動中に調整した最終の調整ゲ
インの値を用いてもよい。
【００４７】また、上記の各位置決め適応制御方法は、
この方法で取扱う信号がディジタル信号若しくはアナロ
グ信号のいずれであってもよい。
【００４８】また、上記目的を達成するために、(1)、
(2)、(3)、(5)、(7)、(8)、(10)、(12)〜(17)におい
て、逐次調整は、セクタサーボにおける位置情報を読み
取る時間間隔と同期して行うとよい。
【００４９】さらに、上記目的を達成するために、(18)
として、位置情報が予め記録されている記録媒体と、位
置情報を読みとるヘッドと、このヘッドによって再生さ
れた位置情報から位置信号を生成する位置信号演算器
と、位置信号に基づいてヘッドの速度信号を生成する速
度信号演算器と、ヘッドの目標位置と現在位置との残距
離に基づいて目標加速度信号を生成する目標加速度発生
器と、残距離に基づいて目標速度信号を生成する目標速
度発生器と、この目標速度信号と前記ヘッドの速度信号
との偏差の速度誤差信号を増幅しフィードバック制御入
力信号を生成する速度誤差増幅器と、目標加速度信号に
調整可能な可変ゲインを乗算しフィードフォワード制御
入力信号を生成するフィードフォワード制御器と、フィ
ードバック制御入力信号とフィードフォワード制御入力
信号とを加算した制御入力信号によりヘッドをヘッドの
目標位置に移動せしめる情報記憶装置の位置決め制御装
置において、速度誤差信号が最小になるように調整可能
な前記目標加速度信号の可変ゲインを逐次調整する適応
調整器を具備する。
【００５０】また、(19)として、(18)において、適応調
整器は、速度誤差信号の二乗が最小になるように、速度
誤差信号と目標加速度信号と所定の学習ゲインとを乗算
した値に基づいて、調整可能な目標加速度信号の可変ゲ
インを逐次調整する。
【００５１】また、(20)として、(18)において、適応調
整器は、速度誤差信号の二乗を逐次加算した値が最小に
なるように、速度誤差信号と目標加速度信号と所定の学
習ゲインに基づいて、調整可能な目標加速度信号の可変
ゲインを逐次調整する。
【００５２】さらに、上記目的を達成するため、(21)と
して、位置情報が予め記録されている記録媒体と、位置
情報を読み取るヘッドと、このヘッドによって再生され
た位置情報より位置信号を生成する位置信号演算器と、
目標加速度信号を生成する目標加速度発生器と、目標位
置信号と位置信号との偏差の位置誤差信号をフィルタ処
理しフィードバック制御入力信号を生成する位置制御器
と、目標加速度信号に調整可能な可変ゲインを乗算しフ
ィードフォワード制御入力信号を生成するフィードフォ
ワード制御器と、フィードバック制御入力信号とフィー
ドフォワード制御入力信号とを加算した制御入力信号に
よりヘッドを目標位置に移動せしめる情報記憶装置の位
置決め制御装置において、位置誤差信号が最小になるよ
うに調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐次調整
する適応調整器を具備する。
【００５３】また、(22)として、(21)において、適応調
整器は、位置誤差信号の二乗が最小になるように、位置
誤差信号と目標加速度信号と所定の学習ゲインとを乗算
した値に基づいて、調整可能な目標加速度信号の可変ゲ
インを逐次調整する。
【００５４】また、(23)として、(21)において、適応調
整器は、位置誤差信号の二乗の総和が最小になるよう
に、位置誤差信号と目標加速度信号と所定の学習ゲイン
に基づいて、調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを
逐次調整する。
【００５５】さらに、上記目的を達成するため、(24)と
して、位置情報が予め記録されている記録媒体と、位置
情報を読みとるヘッドと、このヘッドによって再生され
た位置情報から位置信号を生成する位置信号演算器と、
位置信号に基づいてヘッドの速度信号を生成する速度信
号演算器と、ヘッドの目標位置と現在位置との残距離に
基づいて目標加速度信号を生成する目標加速度発生器
と、残距離に基づいて目標速度信号を生成する目標速度
発生器と、目標速度信号と速度信号との偏差の速度誤差
信号を増幅しフィードバック制御入力信号を生成する速
度誤差増幅器と、加速度外乱信号に調整可能な第一の可
変ゲインを乗算した第一のフィードフォワード制御入力
信号と、目標加速度信号に調整可能な第二の可変ゲイン
を乗算した第二のフィードフォワード制御入力信号と、
第一のフィードフォワード制御入力信号と第二のフィー
ドフォワード制御入力信号とを加算して得られるフィー
ドフォワード制御入力信号を生成するフィードフォワー
ド制御器と、フィードバック制御入力信号とフィードフ
ォワード制御入力信号とを加算した制御入力信号により
ヘッドを目標位置に移動せしめる情報記憶装置の位置決
め制御装置において、速度誤差信号が最小になるように
調整可能な加速度外乱信号の第一の可変ゲインと調整可
能な目標加速度信号の第二の可変ゲインとを逐次調整す
る適応調整器を具備する。
【００５６】さらに、上記目的を達成するため、(25)と
して、位置情報が予め記録されている記録媒体と、位置
情報を読み取るヘッドと、このヘッドによって再生され
た位置情報から位置信号を生成する位置信号演算器と、
目標加速度信号を生成する目標加速度発生器と、目標位
置信号と位置信号との偏差の位置誤差信号をフィルタ処
理しフィードバック制御入力信号を生成する位置制御器
と、加速度外乱信号に調整可能な第一の可変ゲインを乗
算した第一のフィードフォワード制御入力信号と、目標
加速度信号に調整可能な第二の可変ゲインを乗算した第
二のフィードフォワード制御入力信号と、第一のフィー
ドフォワード制御入力信号と第二のフィードフォワード
制御入力信号とを加算して得られるフィードフォワード
制御入力信号を生成するフィードフォワード制御器と、
フィードバック制御入力信号とフィードフォワード制御
信号とを加算した制御入力信号によりヘッドを目標位置
に移動せしめる情報記憶装置の位置決め制御装置におい
て、位置誤差信号が最小になるように調整可能な加速度
外乱信号の第一の可変ゲインと調整可能な目標加速度信
号の第二の可変ゲインとを逐次調整する適応調整器を具
備する。
【００５７】また、(26)として、(18)、(21)、(24)及び
(25)において、逐次調整は、セクタサーボにおける位置
情報を読み取る時間間隔と同期して行うとよい。
【００５８】さらに、上記目的を達成するため、(27)と
して、位置情報が記録されている記録媒体と、位置情報
を読み取るヘッドと、このヘッドを記録媒体のトラック
へ位置決めする位置決め制御装置とを備えて成る情報記
憶装置において、位置決め制御装置は、請求項(18)乃至
(26)のいずれかに記載のものである。
【００５９】
【作用】本発明によれば、次の作用により上記目的が達
成される。
【００６０】すなわち、シーク動作を速度制御で、フォ
ロイング動作を位置制御で実施する位置決め制御系にお
いて、速度制御中の加速もしくは定速の状態から減速の
状態に移行した後、目標速度に対するヘッドの速度誤差
が減少するように加速度フィードフォワード信号を速度
減速中リアルタイムで調整することにより、制御対象の
ゲイン変動や外乱等によって生じる速度誤差を最小にす
ることが可能となる。この結果として、目標トラック近
傍において、速度制御から位置制御に切り換えた後のヘ
ッド位置とヘッド速度の応答のばらつきを十分に抑圧す
ることができ、良好な整定応答が得られ、アクセス時間
の短縮が図られる。
【００６１】この結果、シーク時に逐次上述の調整を行
うことにより、制御対象のゲイン変動に係らずシーク動
作とそれに続くフォローイング動作で、常に高速にかつ
高精度に位置決めが完了する。
【００６２】また、シーク動作とフォロイング動作を位
置制御で実施する位置決め制御系において、シーク動作
開始から目標位置に対するヘッドの位置誤差が減少する
ように加速度フィードフォワード信号をリアルタイムで
調整することにより、制御対象のゲイン変動や外乱等に
よって生じる位置誤差を最小にすることが可能となる。
この結果として、目標トラックへの到達後の良好な整定
応答が得られ、アクセス時間の短縮が図られる。
【００６３】このような本発明の構成によれば、従来用
いていたトレーニング信号を排除できる。即ち、本発明
の制御系の中に従来のトレーニング信号に相当する速度
誤差信号が組み込まれ、かつこの信号を最小にするよう
にしていることによって高速、高精度の制御ができる。
【００６４】また、適応演算器により加速度フィードフ
ォワード信号の調整をシーク動作中リアルタイムで行う
ことにより、高精度に目標軌道に追従させることが可能
となる。したがって、従来緩やかに設定していた目標軌
道をより急峻に設定することができ、これによってアク
セス時間の短縮が図られる。
【００６５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。
【００６６】《第一実施例》図１は、本発明の第一の実
施例を示す磁気ディスク装置の位置決め適応制御回路の
ブロック線図である。図において、制御対象１は、磁気
ディスク装置のヘッド駆動系を示し、パワーアンプ、ボ
イスコイルモータ、ヘッド支持機構、位置信号復調系等
から構成される。制御対象の具体的な構成は、図３にお
いて詳細に説明する。この実施例は、目標のトラックへ
ヘッドを移動させる際に、速度制御系で目標のトラック
近傍へ移動させ、目標のトラック近傍で位置制御系にス
イッチ１４で制御系を切り換えるモード切り換え型の制
御系である。
【００６７】一般に磁気ディスク装置においては、２相
の位置信号が採用されている。復調回路は、セクタの先
頭に記録されたサーボ情報を復調して、互いに９０°位
相がずれた三角波状の不連続な２相の位置信号を生成す
る。各トラックの中心は、この位置信号が零をクロスす
る位置である。連続化位置信号演算器２は、２相の位置
信号から線形な部分を切り出して連続な位置信号を生成
する。これをヘッド位置信号と呼びｙ(k)で表す。ここ
で、ｋはシーク開始時点からのステップ数を示す。
【００６８】ヘッド速度信号ｖ(k)は、速度信号演算器
５により、ヘッド位置信号ｙ(k)から後退差分等により
算出される。目標速度発生器４は、加算器３により生成
されたヘッドの現在位置ｙ(k)と目標位置ｔyとの残距離
（ｙ(k)−ｔy）に基づいて、あらかじめＲＯＭ（読み出
し専用メモリ）に書き込まれてる対応表から目標速度信
号ｔv(k)を生成する。同様に、目標加速度発生器８は、
ヘッドの現在位置ｙ(k)と目標位置ｔyとの残距離（ｙ
(k)−ｔy）に基づいて、あらかじめＲＯＭに書き込まれ
ている対応表から目標加速度信号ｔa(k)を、速度制御の
減速時に生成する。
【００６９】加算器７により加算した目標速度信号ｔv
(k)とヘッド速度信号ｖ(k)の偏差を、速度誤差信号と呼
びｅv(k)で表す。速度ループの速度ゲイン（調整）器の
ゲイン値ｋvは、開ループの零クロス周波数が設計値に
なるように制御対象１のループゲインに基づいて決定さ
れる。フィードバック制御信号は、速度誤差信号ｔv(k)
に速度ゲインｋvを乗算したフィードバック制御入力信
号ｕv(k)を用いる。
【００７０】従来技術では、フィードフォワード制御信
号は、目標加速度信号ｔa(k)に加速度ゲイン(調整)器９
のゲイン値ｋaを乗算したフィードフォワード加速度制
御信号ｓａ(k)を用いる。ここで、加速度ゲインｋaは、
制御対象の制御入力からヘッド加速度までのゲイン値を
ｋmとしたとき、このｋmに基づき、その逆ゲインに設定
する。実際のゲインｋmに対するあらかじめ設定したの
ゲインをｋmhとすると、加速度ゲインｋaは、既知のあ
らかじめ設定したゲインｋmhの逆ゲイン１／ｋmhに設定
する。制御対象１への制御入力ｕ(k)は、フィードバッ
ク速度制御入力ｕv(k)とフィードフォワード制御入力ｕ
a(k)を加算器１３により加算した信号とする。
【００７１】これによって、制御対象のゲイン変動や外
乱等のない理想状態においては、ｋmh＝ｋmとなり、目
標速度に対する定常速度偏差を理論的に零にすることが
できる。しかし、制御対象１にゲイン変動が存在する場
合には、すなわち、ｋmh≠ｋmの場合には、ヘッドの加
速度が目標加速度からずれ、それによって、速度誤差が
生じ、位置制御系へ切り換えた後の整定が悪くなり、ア
クセス時間が長くなるなどの問題が生じる。
【００７２】そこで、本実施例では、目標加速度信号ｔ
a(k)に加速度ゲインｋaを乗算した信号及び速度誤差信
号ｅｖ(k)に速度ゲインｋｖを乗算した信号を取り込ん
でシーク動作時及び減速中において、フィードフォワー
ド制御信号の可変ゲインθ(k)：１０を速度誤差信号の
二乗ｅv(k)2が最小になるように各サンプリング毎に逐
次調整する適応調整器１２を設けた。
【００７３】フィードフォワード制御入力信号ｕa(k)
は、目標加速度ｔa(k)に加速度ゲインｋaを乗算した信
号ｓa(k)に、可変ゲイン器１０のゲイン値θ(k)を乗算
した信号である。速度誤差信号の二乗ｅv(k)2が零にな
ったとき、ヘッドは加速度フィードフォワード信号のみ
で移動することになり、フィードフォワード制御信号の
ループゲインθ(k)・ｋa（＝θ(k)／ｋmh）は、制御対象
１の逆ループゲイン１／ｋmと等しくなる。
【００７４】すなわち、適応調整器１２は、制御対象１
のループゲインｋmを推定したことになる。また、速度
誤差信号の二乗ｅv(k)2が最小になるように加速度フィ
ードフォワードの可変ゲイン１０を調整するため、目標
速度とヘッドの速度とが一致し、フォロイング動作への
スムーズな移行が可能となる。しかも、本実施例による
と、可変ゲイン１０の調整の際に、特別なトレーニング
信号を制御ループに印加する必要がない。
【００７５】ヘッドが目標のトラックの近傍に到達する
とスイッチ１４が切り替わり位置制御器１５によるフィ
ードバック制御に移行する。これによって、目標位置ｔ
yに高精度に追従することができる。位置制御器は、例
えば、リード・ラグ（位相進み・位相遅れ）補償器で構
成することができる。
【００７６】以下では、適応調整器１２における加速度
フィードフォワードの可変ゲイン１０のゲイン値θ(k)
の調整方法について詳細に説明する。速度誤差信号の二
乗ｅv(k)2を最小にすることを数学的に実現するため
に、評価関数Ｅ(k)を導入する。評価関数Ｅ(k)は、ｕv
(k)＝ｋv・ｅv(k)に考慮して、次に示す式１とする。す
なわち、フィードバック制御入力ｕv(k)を最小にするこ
とで、速度誤差ｅv(k)の最小化を図る。
【００７７】
【数１】
【００７８】加速度フィードフォワードの可変ゲイン値
θ(k)は、上記評価関数を最小にするように勾配法を用
い次式２に示す適応調整則１１によりリアルタイムに調
整する。可変ゲインの調整は、ヘッドの加速中は実行し
ない。
【００７９】
【数２】
【００８０】ただし、ηは可変ゲインθ(k)の収束の速
度を決定する学習定数である。
【００８１】可変ゲインの初期値θ(0)は、ここでは、
この実施例の理解が容易なようにθ(0)＝1.0に設定す
る。尚、θ(0)＝1.0が式により更新されなければ1.0が
続き、この状態は従来の制御方法と同じとなる。
【００８２】本実施例では、θ(0)＝1.0としたが、前回
のシーク動作時に調整した最終の可変ゲイン値を今回の
可変ゲインの初期値として用いても良い。
【００８３】式２から式３へは、微分の連結法則により
導く。
【００８４】式３から式４へは、式１のＥ(k)をｕa(k)
で偏微分することと、ｕa(k)＝θ(k)・ｓa(k)の関係式の
両辺をθ(k)で偏微分することにより導く。最終的に、
勾配法による可変ゲインの更新は、式５で演算する。
【００８５】学習ゲインηの決定は、理論的には、次に
示す式６
【００８６】
【数３】
【００８７】を満たすように小さな値にする必要があ
る。減速中から印加する目標加速度信号ｔa(k)は常に負
の値をとるため、ｓa(k)2≠０である。従って、式６を
満足する学習ゲインηを決定することができる。
【００８８】以上により、式７
【００８９】
【数４】
【００９０】が達成される。即ち、本アルゴリズムによ
り速度誤差が零に収束する。
【００９１】図２は、式２による勾配法を用いた可変ゲ
イン１０のゲイン値θ(k)の更新の概念を説明する図で
ある。図において、横軸は加速度フィードフォワード信
号の可変ゲイン１０のゲイン値θ(k)、縦軸は式２によ
って与えられる評価関数である。
【００９２】ｋステップにおいて、可変ゲイン１０のゲ
イン値θ(k)に対し評価関数の値はＥ(k)とする。評価関
数の曲線において、点Ａは、正の勾配（傾き）を持つた
め、マイナス方向に可変ゲイン１０のゲイン値θ(k)を
修正すれば評価関数の値は減少する。式２では、誤差曲
線の点Ａにおいて、∂Ｅ(k)／∂θ(k)によって勾配を求
め、この勾配に学習ゲインηを乗算し、勾配の符号と逆
方向に可変ゲイン１０のゲイン値θ(k)を修正し、その
時の値をθ(k+1)とする。これによりステップｋ＋１に
おいて、誤差曲線の点Ｂに移行する。誤差曲線に対する
勾配が大きいほど可変ゲインの更新量が大きくなる。誤
差曲線に対する勾配が小さいほど可変ゲインの更新量が
小さくなる。以上の操作を逐次実行すると最終的に勾配
は零になり点Ｃに到達する。点Ｃは、評価関数の最小値
である。
【００９３】なお、上記操作を逐次実行する時間間隔
は、セクタサーボにおける位置情報を読み取る時間間隔
と同期すれば良く、場合によっては式２の更新間隔を位
置情報の読み取り間隔に対し、間欠的に実行しても良
い。
【００９４】図３は、本発明に係わる磁気ディスク装置
の適応制御装置を実現するハードウエアの構成図であ
る。
【００９５】この磁気ディスク装置においては、上位Ｃ
ＰＵから記録もしくは再生の命令がディスクコントロー
ラ４７に送られると、ディスクコントローラ４７は、マ
イクロプロセッサ４３に目的のトラックへヘッド３０の
移動を指令する。スピンドルモータ３２で駆動される軸
には、磁気ディスク３１が取り付けられており、ディス
ク面上をヘッド３０が僅かにすき間をおいて浮上してい
る。ヘッド３０は、ヘッド支持系により支持され、ヘッ
ド支持系は、ボイスコイルモータ３７に固定されてい
る。ボイスコイルモータ３７の移動にともないヘッド３
０は、ディスク３１の外周から内周方向あるいはその逆
方向へ移動し、ディスクのトラック上に記録されたデー
タをヘッドＩＣ３３とＲ／Ｗ(Read/Write)回路４１を介
して、読み取りまたは書き込みをする。
【００９６】この磁気ディスク装置は、高密度記録達成
のため、全てのディスク３１のトラックのセクタの先頭
に記録されたサーボ情報をヘッド３０で読み取り位置決
めを行うセクタサーボ方式を採用している。したがっ
て、全てのヘッドがデータヘッドとなる。個々のデータ
ヘッドから得られたサーボ情報は、ヘッドＩＣ３３で増
幅して、位置信号復調回路３４で、位置信号に変換され
る。この信号は、ＡＤ（アナログ・ディジタル）変換器
でデジタル信号に変換される。また、サーボ情報のなか
にはトラック番号を記録した箇所があり、これは、グレ
ーコード復調器３６により復調される。位置信号およ
び、トラック番号は、バスライン４２を介して、マイク
ロプロセッサ４３に取り込まれる。
【００９７】マイクロプロセッサシステム４６は、マイ
クロプロセッサ４３がバスライン４２を介して、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）４４、ＲＯＭ（読み出し専
用メモリ）４５に接続されている。ＲＯＭ４５には、速
度制御系、位置制御系、適応調整器１２のプログラムを
格納する。ＲＡＭ４４は、可変ゲイン１０等を一時的に
格納する。マイクロプロセッサ４３は、制御入力ｕ(k)
を演算する。ここで、図１における制御対象１は、ＤＡ
変換器３９からパワーアンプ３８、ボイスコイルモータ
３７、ヘッド３０の支持機構系、ヘッド位置信号の検出
ゲインを含み、ＡＤ変換器３５までのダイナミクスを表
す。
【００９８】図４は、本発明の第一の実施例のシーク動
作の実行手順を説明するフローチャートである。
【００９９】まず、ステップ１０１で、目標位置ｔyの
設定、式５の学習ゲインηの設定、加速度フィードフォ
ワードの可変ゲイン１０のゲインの初期値θ(0)の設定
を行う。ここでは、ηは０.０１に、θ(0)は１.０に設
定する。連続化位置信号演算器２によりヘッド位置ｙ
(k)を演算し（ステップ１０２）、また、ヘッド位置か
ら後退差分法等によりヘッド速度ｖ(k)を演算する（ス
テップ１０３）。目標速度発生器４は、目標位置とヘッ
ド位置との差（残距離）に基づいて予めＲＯＭ４５内に
格納されている目標速度テーブルから目標速度ｔv(k)を
生成し、また、目標加速度発生器８も、同様に残距離に
基づいて目標加速度ｔa(k)を生成する（ステップ１０
４）。ステップ１０５では、速度誤差ｅv(k)を目標速度
ｔv(k)とヘッド速度ｖ(k)との偏差より演算し、ステッ
プ１０６で、この速度誤差ｅv(k)に速度ループの速度ゲ
イン６のゲイン値ｋvを乗算してフィードバック制御入
力ｕv(k)を演算する。
【０１００】次に、速度誤差ｅv(k)の状態より、減速状
態にあるか、加速または定速状態にあるか判断する（ス
テップ１０７）。加速または定速状態にある場合は、フ
ィードフォワード制御入力をｕa(k)＝０.０とする（ス
テップ１１１）。減速状態にあるときは、まず、目標加
速度ｔa(k)に加速度フィードフォワードの加速度ゲイン
９のゲイン値ｋaを乗算し、ｓa(k)を演算する（ステッ
プ１０８）。
【０１０１】次に、信号ｓa(k)に可変ゲイン１０のゲイ
ン値θ(k)を乗算し、フィードフォワード制御入力ｕa
(k)を演算する（ステップ１０９）。ステップ１１０
で、速度誤差ｅv(k)を最小にするように式５によって、
可変ゲインをθ(k)からθ(k+1)に更新する。θ(k+1)は
次のステップのフィードフォワード制御入力の演算（ス
テップ１０９）で使用する。
【０１０２】そして、制御対象１への制御入力ｕ(k)を
ステップ１０６のフィードバック制御入力ｕv(k)とステ
ップ１０９またはステップ１１１のフィードフォワード
制御入力ｕa(k)を加算して演算する（ステップ１１
２）。目標位置の近傍に到達するまでステップ１０２か
らステップ１１２までの上記ステップを繰り返し実行す
る（ステップ１１３）。目標位置の近傍に到達すると上
記速度制御系から位置制御系に切り換えて目標位置に追
従制御を実行する（ステップ１１４）。
【０１０３】本実施例の有効性を確認するために、制御
対象１のループゲインｋmを＋２０％増加させたとき、
移動可能な全てのトラックの１／３の距離をシークさせ
たときのシミュレーション結果を示す。
【０１０４】図５は、適応調整器１２により加速度フィ
ードフォワード信号を調整した時のシーク動作の応答
で、図６は、適応調整器を用いずに従来技術のシーク動
作の応答である。目標速度カーブと目標加速度カーブ
は、制御対象のゲイン変動がない状態で、速度制御区間
の時間を１０ｍｓで終了させ、位置制御であるフォロイ
ング動作に移行するように設計した。また、目標のトラ
ックの手前で目標加速度カーブが指数関数的に減衰する
ように設定した。
【０１０５】本実施例におけるシーク動作の応答を示す
図５は、上からヘッド位置信号ｙ(k)（ａ）、ヘッド速
度信号ｖ(k)（実線）と目標速度信号ｔv(k)（破線）
（ｂ）、ヘッド加速度ａ(k)（実線）と目標加速度信号
ｔa(k)（破線）（ｃ）、そして適応調整則１１により推
定された可変ゲイン１０のゲイン値θ(k)（ｄ）をプロ
ットしている。適応調整則は、式１の評価関数を最小に
する式５の調整則を用いた。
【０１０６】推定は減速時、すなわち、ヘッド速度が目
標速度信号に到達した図５（ｃ）に示すＰ点から開始す
る。制御対象のループゲインが＋２０％変動しているた
め、そのゲイン変動を加速度フィードフォワードの可変
ゲインθ(k)で打ち消すように０.８３３（＝１／１.
２）にほぼ１ｍｓで収束している（図５（ｄ））。この
ため、ヘッド速度が目標速度に一致し、１０ｍｓで速度
制御から位置制御へ切り替え、ゲイン変動がない状態と
等しいヘッド位置の整定応答が得られた。
【０１０７】図５（ｄ）に示す推定波形θ(k)を注意深
く観察すると、推定を開始した初期の０.３ｍｓの間
は、プラス側に推定を行っている。これは、ヘッド速度
が目標速度に突入したときのオーバーシュートを抑圧す
るように、加速度フィードフォワード信号の可変ゲイン
を高めているためである。この様に、式１で表される評
価関数は、過去の情報に依存することなく、現在のサン
プルにおいて評価関数を最小化することを行う。この
為、制御対象のゲイン変動だけでなく、ヘッド速度が加
速して目標速度に到達する際のオーバシュートも抑圧す
ることが可能となる。
【０１０８】すなわち、シーク時に逐次調整することに
よって、制御対象のゲイン変動に係らず１回のシーク動
作とこれに続くフォローイング動作によって、高速、か
つ高精度の位置決めが完了する。
【０１０９】一方、図６の加速度フィードフォワード信
号の調整を行わない従来技術では、制御対象に＋２０％
のゲイン変動が存在するとき、目標速度信号ｔv(k)（破
線）に対しヘッド速度信号ｖ(k)（実線）がオフセット
していることが分かる。また、目標加速度信号ｔa(k)
（破線）に対しても、ヘッド加速度信号ａ(k)（実線）
が追従しきれていないことが分かる。これによって、速
度制御の時間が１０.７ｍｓになり、位置制御に切り換
えた後のヘッド位置の整定応答もオーバーシュートしな
がら整定するため、アクセス時間が増大する。
【０１１０】次に、制御対象のループゲインを２０％減
少させたとき、移動可能な全てのトラックの１／３の距
離をシークさせたときのシミュレーション結果を図７及
び図８により説明する。
【０１１１】図７は、前述の式５の適応調整則により加
速度フィードフォワード信号を調整した時の応答で、図
８は、適応調整則を用いずに従来技術でシークさせたと
きの応答である。目標速度カーブと目標加速度カーブ
は、図５と図６と同様とした。
【０１１２】図７の本実施例によるシーク動作の応答に
おいて、（ｄ）の適応調整則により推定された可変ゲイ
ン値θ(k)は、制御対象のループゲインが−２０％変動
しているため、１.２５（＝１／０.８）にほぼ１ｍｓで
収束している。このため、ヘッド速度が目標速度に一致
し、１０ｍｓで速度制御から位置制御へ切り替え、ゲイ
ン変動がないノミナルの状態と等しいヘッド位置の整定
応答が得られた。
【０１１３】一方、図８の加速度フィードフォワード信
号の調整を行わない従来技術では、制御対象に−２０％
のゲイン変動が存在するとき、目標速度信号ｔa(k)（破
線）に対しヘッド速度信号ｖ(k)（実線）がオフセット
していることが分かる。また、目標加速度信号ｔa(k)
（破線）に対しても、ヘッド加速度信号ａ(k)（実線）
が追従しきれていないことが分かる。これによって、速
度制御の時間が約９ｍｓと短くなり、位置制御に切り換
える際の突入速度と突入加速度が大きく、整定するのに
時間がかかるため、アクセス時間が増大する。
【０１１４】図９は、回転型のヘッド駆動機構のボイス
コイルモータ３７の電流をトルクに変換する力定数を表
している。力定数は、トラックの位置に対し、外周と内
周でゲインが小さくなる傾向がある。今、トラック位置
Ａから最外周のトラック位置Ｂに向かってヘッドを移動
させるとする。この時、外周ではゲインが小さいためシ
ーク動作終了付近での目標速度や目標加速度に対する追
従性が悪化し、目標トラックへの位置決め動作が変動す
る。
【０１１５】このような変動を無くすため、加速度フィ
ードフォワードの可変ゲインは、図１０に示すようにボ
イスコイルモータのゲインの減少分を打ち消すように、
調整される。このため、目標のトラックＢへの位置決め
動作が良好に行われる。
【０１１６】また、本実施例の適応調整器１２は、シー
ク動作中リアルタイムに加速度フィードフォワードの可
変ゲインの逐次調整を行うため、温度や湿度等の環境の
変化に伴う速度誤差の増加を抑圧することができる。
【０１１７】式２で演算される適応調整則１１は、デー
タ面サーボ方式による離散時間制御系を対象としている
ため、離散的な可変ゲインの更新を行う。サーボ面サー
ボ方式による連続時間制御系を対象として適応調整則
は、時刻ｔに対して次に示す式８
【０１１８】
【数５】
【０１１９】によって更新する。
【０１２０】また、本磁気ディスク装置による実施例で
は、目標加速度は速度減速時に加えるため常に負の値を
持つ。このため、推定値θの収束性を保証する学習ゲイ
ンηの決定式６を常に満たすが、一般の装置において
は、ｓa(k)が零になる可能性があるので、学習ゲインη
（固定ゲイン）を可変ゲインη(k)として、次式９
【０１２１】
【数６】
【０１２２】で演算することも可能である。ここで、λ
は正の定数とする。明らかに、式９は式６を満足する。
【０１２３】さらに、本実施例の適応調整則１１は、式
２に示した評価関数を最小化する式５のみ限って構成さ
れるのではなく。例えば、以下に示すものなどを用いる
ことができる。これは、次式１０の速度誤差信号の二乗
和を最小にするように加速度フィードフォワードの可変
ゲインθ(k)をリアルタイムで調整することによって達
成される。
【０１２４】
【数７】
【０１２５】式１０の最小値は、
【０１２６】
【数８】
【０１２７】となるθ(k)を求めることによって得られ
る。これは、図２において、点Ｃにおけるθ(k)を直接
求める手法である。式１１をθ(k)に関して解くと、式
１２に示すように
【０１２８】
【数９】
【０１２９】となる。
【０１３０】式１１は、逐次計算には不向きなのでこれ
をシーク動作中に、リアルタイムで逐次計算ができるよ
うに変更する。最終的に式９を最小化する適応調整則１
１は、次式１３及び１４となる。
【０１３１】
【数１０】
【０１３２】可変ゲインの初期値は、ここでは、θ(0)
＝1.0に設定する。収束の速度を決定する学習ゲインの
初期値γ(0)は正の定数に設定する。
【０１３３】本発明の第一の実施例は、上記２つの例の
評価関数に限定されるものではなく、速度誤差信号を減
少させる種々の調整則を用いることも可能である。
【０１３４】本実施例の適応調整則における加速度フィ
ードフォワードの可変ゲインの初期値θ(0)は、前回の
シーク動作時に調整した最終のゲイン値に設定してもよ
い。これにより、前回のシーク動作時と今回のシーク動
作時とで、制御対象のゲイン変動が変化しなければ、可
変ゲインの調整の過渡的な応答がなくなり、調整の開始
時点から制御系の最適な状態を維持することが可能とな
る。
【０１３５】また、シーク動作中にリアルタイムで加速
度フィードフォワードの可変ゲインの調整を行うのでは
なく、試行シークによるオフラインのゲイン調整を行う
ことも可能である。電源立ち上げ時に、ボイスコイルモ
ータの力定数ｋfのだれのない箇所で試行シークを行
い、加速度フィードフォワードの可変ゲインの値θsを
メモリに格納する。また、ｋfのだれが存在する幾つか
の箇所へシーク動作を行い、その最終の可変ゲインの値
θfをそれぞれ移動先のトラックと可変ゲインとを対応
させてメモリに記憶する。ｋfのだれのない区間でシー
クを行う時は、θsをメモリから呼び出し、加速度フィ
ードフォワードのゲインに設定する。ｋfのだれの存在
する区間へシークを行う時は、移動先のトラック近傍に
おける加速度フィードフォワードの可変ゲインの値θf
を用いてシーク動作を行う。
【０１３６】また、本実施例では、加速度フィードフォ
ワードのゲインのみを調整する構成となっているが、加
速度フィードフォワードにダイナミクスを有するフィル
タが存在する場合には、そのフィルタの各ゲインを速度
誤差が最小になるように逐次調整することも可能であ
る。
【０１３７】《第２実施例》図１１は、本発明による位
置決め適応制御装置の第二の実施例の構成を示すブロッ
ク線図である。
【０１３８】本実施例が第一実施例と異なる点は、加速
度フィードフォワード制御入力ｕa(k)を目標加速度ｔa
(k)と加速度外乱ｓd(k)とから構成していることであ
る。前述の第１実施例の適応調整器１２に対し、加速度
調整器を２個設け、加速度外乱ｓｄ(k)にも対応できる
ようにした。即ち、目標加速度の他に加速度外乱も制御
入力に加えている。この時の適応調整則も２個を設定し
ている点が第１の実施例と異なる。
【０１３９】加速度外乱信号は、加速度ピックアップ等
をベース等に装着しシーク時のベースの加速度振動等を
測定することにより得られる。また、ヘッドの記録・再
生信号を回路基盤に伝送するＦＰＣの力外乱を測定して
加速度外乱ｓd(k)として入力してもよい。また、加速度
外乱が測定不可能の時は、一定値の加速度外乱が作用す
ると仮定して、ｓd(k)＝1.0としてもよい。
【０１４０】以下では、加速度外乱ｓd(k)に対する可変
ゲイン調整器２２のゲイン値θ1(k)と、目標加速度ｔa
(k)に対する可変ゲイン調整器２１のゲイン値θ2(k)の
調整方法について詳細に説明する。速度誤差ｅv(k)を最
小化する評価関数は、次式１５とする。
【０１４１】
【数１１】
【０１４２】可変ゲインθ1(k)およびθ2(k)は、式１５
に示す評価関数を最小にするように勾配法を用い式１６
及び１７に示す適応調整則２０によりそれぞれリアルタ
イムに調整する。なお可変ゲインの調整は、ヘッドの加
速中は実行しない。
【０１４３】
【数１２】
【０１４４】
【数１３】
【０１４５】ただし、ηは可変ゲインθ1(k)とθ2(k)の
収束の速度を決定する学習定数である。
【０１４６】可変ゲインの初期値θ1(0)とθ2(0)は、こ
こでは、ともにθ1(0)＝1.0、θ2(0)＝1.0に設定する。
【０１４７】以上に示した構成に明らかなように、外乱
に対し対応する可変ゲインを別途設けているため、制御
対象１に加わる外乱をシーク動作中に高速、高精度に抑
圧することが可能となる。これによって、ヘッドのアク
セス時間の短縮が図られる。
【０１４８】《第３実施例》第１２図は、本発明による
ヘッド位置決め適応制御装置の第三実施例の構成を示す
ブロック線図である。
【０１４９】本実施例が第一実施例と異なる点は、速度
制御系を用いず位置制御系のみで目標のトラックへヘッ
ドを移動させる制御系であることである。
【０１５０】目標加速度発生器５０は、例えば、制御入
力ｕ(k)の時間変化が最小となるような滑らか次式１８
の３次の加速度軌道を発生する。
【０１５１】
【数１４】
【０１５２】ここで、Ｌはシーク移動距離、Ｔはサンプ
リング時間、Ｔdは移動に要する時間である。
【０１５３】図１２において、目標加速度ｔa(k)は、制
御対象の数学モデル５５に印加され、目標位置信号ｙm
(k)を生成する。例えば、数学モデルが二重積分で表さ
れるならば、目標位置は次式１９の５次の軌道となる。
【０１５４】
【数１５】
【０１５５】位置制御器５７は、ヘッド位置ｙ(k)と目
標位置ｙm(k)の位置偏差ｙe(k)を抑圧するように位相補
償フィルタ等から構成されており、フィードバック制御
入力ｕf(k)が生成される。
【０１５６】一方、目標加速度ｔa(k)は、制御対象１の
ループゲインの逆ゲインからなる加速度ゲイン調整器５
１のゲイン値ｋaを乗算し、信号ｓa(k)として適応調整
器５４に入力する。加速度フィーフォワードの可変ゲイ
ン調整器５２のゲイン値θ(k)は、フィードバック制御
入力ｕf(k)が最小となるように、調整される。フィード
バック制御入力ｕf(k)が零に収束すれば、位置偏差ｙe
(k)も零に収束する。すなわち、次式２０の評価関数の
最小化を行う。
【０１５７】
【数１６】
【０１５８】加速度フィードフォワードの可変ゲインθ
(k)は、上記評価関数を最小にするように勾配法を用い
次式２１の適応調整則５３によりリアルタイムに調整す
る。
【０１５９】可変ゲインの調整は、シーク動作開始時点
から実行する。
【０１６０】
【数１７】
【０１６１】ただし、ηは可変ゲインθ(k)の収束の速
度を決定する学習定数である。可変ゲインの初期値θ
(0)は、ここでは、θ(0)＝1.0に設定する。また、式２
１の学習ゲインηは、式９に示す可変ゲインη(k)で更
新しても良い。
【０１６２】ここで、仮に制御対象１と制御対象の数学
モデル５５が等しく、ヘッド位置ｙ(k)と目標位置ｙm
(k)が等しいならば、位置制御器５７は働かないため、
フィードバック制御入力ｕf(k)は零である。この時、適
応調整則５３は働かない。フィードフォワード制御入力
ｕa(k)はダイレクトに制御対象１を駆動する制御入力ｕ
(k)となる。しかし、制御対象１と制御対象の数学モデ
ル５５が等しくない場合は、位置偏差ｙe(k)が生じ、位
置制御器５７はこれを抑圧するフィードバック制御入力
ｕf(k)を生成する。
【０１６３】適応調整則５３は、このフィードバック制
御入力ｕf(k)を最小化するように、式２１により加速度
フィードフォワードの可変ゲインθ(k)を逐次調整す
る。加速度フィードフォワードの可変ゲインの調整が進
むにつれてフィードバック制御入力ｕf(k)は零に収束
し、したがって、位置偏差ｙe(k)がなくなる。以上によ
り、従来の方法では制御対象にゲイン変動が存在した場
合には、ヘッド位置決め時間がゲイン変動に影響されて
遅くなるが本実施例では、制御対象にゲイン変動が存在
しても高速・高精度に目標位置へ移動することができ
る。このように本実施例によれば、前記第１実施例に対
し、速度制御系がなくても同じ効果が得られる。
【０１６４】本発明の実施例の有効性を確認するため
に、制御対象１のループゲインを＋２０％増加させたと
き、移動可能な全てのトラックの１／３の距離をシーク
させたときのシミュレーション結果を示す。図１３は、
本発明第３の実施例による適応調整器５４により加速度
フィードフォワード信号を調整した時のシーク動作応答
で、図１４は、適応調整器５４を用いずに従来技術のシ
ーク動作のシーク動作応答である。目標加速度カーブ
は、制御対象のゲイン変動がないノミナルの状態で、シ
ーク動作の時間を１０ｍｓで終了させるように設計し
た。
【０１６５】図１３の上述した実施例による適応制御に
おいて、図１３は上からヘッド位置信号ｙ(k)（ａ）、
ヘッド加速度ａ(k)（実線）と目標加速度信号ｔa(k)
（破線）（ｂ）、そして適応調整則５３により推定され
た可変ゲインθ(k)（ｃ）をプロットしている。適応調
整則は、式２０の評価関数を最小にする式２１の調整則
を用いた。推定はヘッドの移動したときから開始する。
制御対象のループゲインが＋２０％変動しているため、
そのゲイン変動を加速度フィードフォワードの可変ゲイ
ンθ(k)で打ち消すように０.８３３（＝１／１.２）に
ほぼ１ｍｓで収束している。このため、ヘッド加速度が
目標加速度に一致し、１０ｍｓでシーク動作を終了させ
フォロイング動作への移行するゲイン変動がないノミナ
ルの状態と等しいヘッド位置の整定応答が得られた。
【０１６６】一方、図１４の加速度フィードフォワード
信号の調整を行わない従来技術では、制御対象に＋２０
％のゲイン変動が存在するとき、目標加速度信号ｔa(k)
（破線）に対しヘッド加速度信号ａ(k)（実線）がオフ
セットしていることが分かる（ｂ）。
【０１６７】これによって、シーク動作の時間が１１ｍ
ｓになり、位置制御に切り換えた後のヘッド位置の整定
応答もオーバーシュートしながら整定するため、アクセ
ス時間が増大する。
【０１６８】第三の実施例に第二の実施例の加速度外乱
を補償するように、フィードフォワード制御入力を目標
加速度と加速度外乱とから構成し、それぞれに可変ゲイ
ンを設け、上記アルゴリズムによって調整することも可
能である。
【０１６９】また、上記の実施例は、磁気ディスク装置
を取り上げて説明したが、本発明は、他の情報記憶装
置、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ装置や光ディスク装置のヘッ
ドの位置決め制御系にも容易に実現が可能である。
【０１７０】さらに、本発明は速度制御系から位置制御
系へ切り換えて位置決め動作を行う位置決め制御系に対
して実現が可能である。また、位置制御系のみで位置決
めを行う位置決め制御系に対して実現が可能である。
【０１７１】
【発明の効果】本発明によれば、シーク動作を速度制御
で、フォロイング動作を位置制御で実施する位置決め制
御系において、速度制御中の加速もしくは定速の状態か
ら減速の状態にヘッドの速度が移行した時からの、目標
速度に対するヘッドの速度誤差信号が減少するように加
速度フィードフォワード信号を速度減速中リアルタイム
で調整することにより、制御対象のゲイン変動や外乱等
によって生じる速度誤差を最小にすることが可能とな
る。この結果として、目標トラック近傍において、速度
制御から位置制御に切り換えた後のヘッド位置とヘッド
速度の応答のばらつきを十分に抑圧することができ、良
好な整定応答が得られる。
【０１７２】また、本発明によれば、シーク動作とフォ
ロイング動作を位置制御で実施する位置決め制御系にお
いて、シーク動作開始から目標位置に対するヘッドの位
置誤差信号が減少するように加速度フィードフォワード
信号をリアルタイムで調整することにより、制御対象の
ゲイン変動や外乱等によって生じる位置誤差を最小にす
ることが可能となる。この結果として、目標トラックへ
の到達後の良好な整定応答が得られる。
【０１７３】また、本発明による加速度フィードフォワ
ード信号の調整を行うことにより、高精度に目標軌道に
追従させることが可能となり、従来緩やかに設定してい
た目標軌道をより厳しく設定することが可能となる。
【０１７４】また、高速なヘッドの移動やヘッドの位置
決め動作のばらつきの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の位置決め適応制御系のブ
ロック線図である。
【図２】加速度フィードフォワード信号の可変ゲインθ
(k)と評価関数Ｅ(k)との関係図である。
【図３】本発明の第一実施例に係る磁気ディスク装置の
ハードウエアの構成を示す図である。
【図４】本発明の第一実施例のシーク動作の手順を示す
フローチャート図である。
【図５】本発明の第一実施例の制御対象のゲイン変動が
＋２０％存在する場合のシーク動作の応答図である。
【図６】従来技術の制御対象のゲイン変動が＋２０％存
在する場合のシーク動作を示す応答図である。
【図７】本発明の第一実施例の制御対象のゲイン変動が
−２０％存在する場合のシーク動作を示す応答図であ
る。
【図８】従来技術の制御対象のゲイン変動が−２０％存
在する場合のシーク動作を示す応答図である。
【図９】トラック位置に対するボイスコイルモータの力
定数の関係を示す図である。
【図１０】本発明の第一実施例のボイスコイルモータの
力定数に変動が存在する場合の加速度フィードフォワー
ドの可変ゲインの応答図である。
【図１１】本発明の第二実施例のヘッド位置決め適応制
御系のブロック線図である。
【図１２】本発明の第三実施例のヘッド位置決め適応制
御系のブロック線図である。
【図１３】本発明の第三の実施例の制御対象のゲイン変
動が＋２０％存在する場合のシーク動作を示す応答図で
ある。
【図１４】従来技術の制御対象のゲイン変動が＋２０％
存在する場合のシーク動作を示す応答図である。
【符号の説明】
１…制御対象、２…連続化位置信号演算器、３…加減算
器、４…目標速度発生器、５…速度信号演算器、６…速
度ゲイン、７…加減算器、８…目標加速度発生器、９…
加速度ゲイン、１０…可変ゲイン、１１…適応調整則、
１２…適応調整器、１３…加算器、１４…スイッチ、１
５…位置制御器、２０…適応調整則、２１…可変ゲイ
ン、２２…可変ゲイン、２３…加算器、２４…適応調整
器、３０…ヘッド、３１…ディスク、３２…スピンドル
モータ、３３…ヘッドＩＣ、３４…位置信号復調回路、
３５…ＡＤ変換器、３６…グレーコード復調回路、３７
…ボイスコイルモータ、３８…パワーアンプ、３９…Ｄ
Ａ変換器、４０…制御対象、４１…Ｒ／Ｗ回路、４２…
バスライン、４３…マイクロプロセッサ、４４…ＲＡ
Ｍ、４５…ＲＯＭ、４６…マイクロプロセッサシステ
ム、４７…ディスクコントローラ、５０…目標加速度発
生器、５１…加速度ゲイン、５２…可変ゲイン、５３…
適応調整則、５４…適応調整器。

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディスクに記録されている情報又はディス
    クに記録する情報を読み書きするためのヘッドを、前記
    ディスク上のトラックへ位置決めするシーク動作と、ト
    ラック上での位置決めを行うフォローイング動作とによ
    り目標トラックへ位置決めする位置決め適応制御方法に
    おいて、前記ヘッドは、シーク動作に続くフォローイン
    グ動作中に目標トラックへの高速・高精度の位置決めが
    可能と成るように、前記シーク動作中にシーク動作に係
    る制御系を逐次調整することを特徴とする位置決め適応
    制御方法。
  2. 【請求項２】目標速度とヘッドの速度との速度誤差に基
    づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づい
    たフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目
    標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前記
    ヘッドの移動中、前記フィードバック制御入力と前記フ
    ィードフォワード制御入力を用い前記速度誤差が減少す
    るように前記フィードフォワード制御入力を逐次調整す
    ることを特徴とする位置決め適応制御方法。
  3. 【請求項３】目標速度とヘッドの速度との速度誤差に基
    づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づい
    たフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目
    標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前記
    ヘッドの速度が減速を開始した後、前記フィードバック
    制御入力と前記フィードフォワード制御入力を用い前記
    速度誤差の２乗が最小値になるように前記フィードフォ
    ワード制御入力を逐次調整することを特徴とする位置決
    め適応制御方法。
  4. 【請求項４】前記フィードフォワード制御入力を逐次調
    整する方法は、前記フィードバック制御入力をｕv(k)と
    し、前記フィードフォワード制御入力をｓa(k)とし、学
    習ゲインをηとすると、前記フィードフォワード制御入
    力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋η・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
    とで前記フィードフォワード制御入力を逐次調整するこ
    とを特徴とする請求項３に記載した位置決め適応制御方
    法。
  5. 【請求項５】目標速度とヘッドの速度との速度誤差に基
    づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づい
    たフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目
    標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前記
    ヘッドの速度が減速を開始した後、前記フィードバック
    制御入力と前記フィードフォワード制御入力を用い前記
    速度誤差の２乗値を逐次加算した値が最小値になるよう
    に前記フィードフォワード制御入力を逐次調整すること
    を特徴とする位置決め適応制御方法。
  6. 【請求項６】前記フィードフォワード制御入力を逐次調
    整する方法は、前記フィードバック制御入力をｕv(k)と
    し、前記フィードフォワード制御入力をｓa(k)とし、学
    習ゲインをγ(k)とし、前記学習ゲインを前記ｓa(k)に
    基づいてγ(k+1)に更新すると、前記フィードフォワー
    ド制御入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋γ(k+1)・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
    とで前記フィードフォワード制御入力を逐次調整するこ
    とを特徴とする請求項５に記載した位置決め適応制御方
    法。
  7. 【請求項７】目標位置とヘッドの位置との位置誤差に基
    づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づい
    たフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目
    標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前記
    ヘッドの移動中、前記フィードバック制御入力と前記フ
    ィードフォワード制御入力を用い前記位置誤差が減少す
    るように前記フィードフォワード制御入力を逐次調整す
    ることを特徴とする位置決め適応制御方法。
  8. 【請求項８】目標位置とヘッドの位置との位置誤差に基
    づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づい
    たフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを目
    標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前記
    ヘッドが移動を開始した後、前記フィードバック制御入
    力と前記フィードフォワード制御入力を用い前記位置誤
    差の２乗が最小値になるように前記フィードフォワード
    制御入力を逐次調整することを特徴とする位置決め適応
    制御方法。
  9. 【請求項９】前記フィードフォワード制御入力を逐次調
    整する方法は、前記フィードバック制御入力をｕf(k)と
    し、前記フィードフォワード制御入力をｓa(k)とし、学
    習ゲインをηとすると、前記フィードフォワード制御入
    力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋η・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
    とで前記フィードフォワード制御入力を逐次調整するこ
    とを特徴とする請求項８に記載した位置決め適応制御方
    法。
  10. 【請求項１０】目標位置とヘッドの位置との位置誤差に
    基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づ
    いたフィードフォワード制御入力とを加算してヘッドを
    目標の位置へ移動させる位置決め制御方法において、前
    記ヘッドが移動を開始した後、前記フィードバック制御
    入力と前記フィードフォワード制御入力を用い前記位置
    誤差の２乗値を逐次加算した値が最小値になるように前
    記フィードフォワード制御入力を逐次調整することを特
    徴とする位置決め適応制御方法。
  11. 【請求項１１】前記フィードフォワード制御入力を逐次
    調整する方法は、前記フィードバック制御入力をｕf(k)
    とし、前記フィードフォワード制御入力をｓa(k)とし、
    学習ゲインをγ(k)とし、前記学習ゲインを前記ｓa(k)
    に基づいてγ(k+1)に更新すると、前記フィードフォワ
    ード制御入力ｓa(k)に、 θ(k+1)＝θ(k)＋γ(k+1)・ｕv(k)・ｓa(k) によって逐次更新される調整ゲインθ(k)を乗算するこ
    とで前記フィードフォワード制御入力を逐次調整するこ
    とを特徴とする請求項１０に記載した位置決め適応制御
    方法。
  12. 【請求項１２】目標速度とヘッドの速度との速度誤差に
    基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づ
    いた第一のフィードフォワード制御入力と、加速度外乱
    信号に基づいた第二のフィードフォワード制御入力とを
    加算してヘッドを目標の位置へ移動させる位置決め制御
    方法において、前記ヘッドの移動中、前記フィードバッ
    ク制御入力と前記第一のフィードフォワード制御入力と
    前記第二のフィードフォワード制御入力を用い、前記速
    度誤差が減少するように前記第一のフィードフォワード
    制御入力と前記第二のフィードフォワード制御入力とを
    逐次調整することを特徴とする位置決め適応制御方法。
  13. 【請求項１３】目標位置とヘッドの位置との位置誤差に
    基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に基づ
    いた第一のフィードフォワード制御入力と、加速度外乱
    信号に基づいた第二のフィードフォワード制御入力とを
    加算してヘッドを目標の位置へ移動させる位置決め制御
    方法において、前記ヘッドの移動中、前記フィードバッ
    ク制御入力と前記第一のフィードフォワード制御入力と
    前記第二のフィードフォワード制御入力を用い、前記位
    置誤差が減少するように前記第一のフィードフォワード
    制御入力と前記第二のフィードフォワード制御入力とを
    逐次調整することを特徴とする位置決め適応制御方法。
  14. 【請求項１４】目標速度とヘッドの速度信号との速度誤
    差に基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に
    基づいたフィードフォワード制御入力とを加算してヘッ
    ドを目標の位置へ移動させる制御入力を発生する位置決
    め制御方法において、前記ヘッドを目標の位置へ移動さ
    せる制御入力から前記ヘッドの速度信号までの任意の箇
    所に可変ゲインを設け、前記ヘッドの移動中、前記可変
    ゲインを増大もしくは減少させても、前記フィードバッ
    ク制御入力と前記フィードフォワード制御入力を用い前
    記速度誤差が減少するように前記フィードフォワード制
    御入力を逐次調整し、前記可変ゲインのゲイン変化によ
    って増大した前記速度誤差が直ちに減少するようにする
    ことを特徴とする位置決め適応制御方法。
  15. 【請求項１５】目標速度とヘッドの速度信号との速度誤
    差に基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に
    基づいたフィードフォワード制御入力とを加算してヘッ
    ドを目標の位置へ移動させる制御入力を発生する位置決
    め制御方法において、前記ヘッドを目標の位置へ移動さ
    せる制御入力から前記ヘッドの速度信号までの任意の箇
    所に可変ゲインを設け、予めこの可変ゲインを増大もし
    くは減少させても、前記フィードバック制御入力と前記
    フィードフォワード制御入力を用い前記速度誤差が減少
    するように前記フィードフォワード制御入力を逐次調整
    し、前記可変ゲインのゲイン変化によって変動した前記
    ヘッドの速度信号が前記可変ゲインのゲイン変化前の状
    態に直ちに等しくするようにすることを特徴とする位置
    決め適応制御方法。
  16. 【請求項１６】目標位置とヘッドの位置信号との位置誤
    差に基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に
    基づいたフィードフォワード制御入力とを加算してヘッ
    ドを目標の位置へ移動させる制御入力を発生する位置決
    め制御方法において、前記ヘッドを目標の位置へ移動さ
    せる制御入力から前記ヘッドの位置信号までの任意の箇
    所に可変ゲインを設け、前記ヘッドの移動中、この可変
    ゲインを増大もしくは減少させても、前記フィードバッ
    ク制御入力と前記フィードフォワード制御入力を用い前
    記位置誤差が減少するように前記フィードフォワード制
    御入力を逐次調整し、可変ゲインのゲイン変化によって
    増大した前記位置誤差が直ちに減少するするようにする
    ことを特徴とする位置決め適応制御方法。
  17. 【請求項１７】目標位置とヘッドの位置信号との位置誤
    差に基づいたフィードバック制御入力と、目標加速度に
    基づいたフィードフォワード制御入力とを加算してヘッ
    ドを目標の位置へ移動させる制御入力を発生する位置決
    め制御方法において、前記目標の位置へ移動させる制御
    入力から前記ヘッドの位置信号までの任意の箇所に可変
    ゲインを設け、予めこの可変ゲインを増大もしくは減少
    させても、前記フィードバック制御入力と前記フィード
    フォワード制御入力を用い前記位置誤差が減少するよう
    に前記フィードフォワード制御入力を逐次調整し、前記
    可変ゲインのゲイン変化によって変動した前記ヘッドの
    位置信号が前記可変ゲインのゲイン変化前の状態に直ち
    に等しくなるようにすることを特徴とする位置決め適応
    制御方法。
  18. 【請求項１８】前記調整ゲインθ(k)の初期値をθ(0)=
    1.0としたことを特徴とする請求項４、６、９及び１１
    のいずれかに記載の位置決め適応制御方法。
  19. 【請求項１９】前記調整ゲインθ(k)の初期値として前
    回の前記ヘッドの移動中に調整した最終の調整ゲインの
    値を用いることを特徴とする請求項４、６、９及び１１
    のいずれかに記載の位置決め適応制御方法。
  20. 【請求項２０】前記位置決め適応制御方法は、この方法
    で取扱う信号がディジタル信号であることを特徴とする
    請求項１乃至１８のいずれかに記載の位置決め適応制御
    方法。
  21. 【請求項２１】前記位置決め適応制御方法は、この方法
    で取扱う信号がアナログ信号であることを特徴とする請
    求項１乃至１８のいずれかに記載の位置決め適応制御方
    法。
  22. 【請求項２２】前記逐次調整は、セクタサーボにおける
    位置情報を読み取る時間間隔と同期して行うことを特徴
    とする請求項１、２、３、５、７、８、１０、１２乃至
    １７のいずれかに記載の位置決め適応制御方法。
  23. 【請求項２３】位置情報が予め記録されている記録媒体
    と、前記位置情報を読みとるヘッドと、このヘッドによ
    って再生された位置情報から位置信号を生成する位置信
    号演算器と、前記位置信号に基づいて前記ヘッドの速度
    信号を生成する速度信号演算器と、前記ヘッドの目標位
    置と現在位置との残距離に基づいて目標加速度信号を生
    成する目標加速度発生器と、残距離に基づいて目標速度
    信号を生成する目標速度発生器と、この目標速度信号と
    前記ヘッドの速度信号との偏差の速度誤差信号を増幅し
    フィードバック制御入力信号を生成する速度誤差増幅器
    と、前記目標加速度信号に調整可能な可変ゲインを乗算
    しフィードフォワード制御入力信号を生成するフィード
    フォワード制御器と、前記フィードバック制御入力信号
    と前記フィードフォワード制御入力信号とを加算した制
    御入力信号により前記ヘッドを前記ヘッドの目標位置に
    移動せしめる情報記憶装置の位置決め制御装置におい
    て、前記速度誤差信号が最小になるように調整可能な前
    記目標加速度信号の可変ゲインを逐次調整する適応調整
    器を具備したことを特徴とする位置決め適応制御装置。
  24. 【請求項２４】前記適応調整器は、前記速度誤差信号の
    二乗が最小になるように、前記速度誤差信号と前記目標
    加速度信号と所定の学習ゲインとを乗算した値に基づい
    て、前記調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐次
    調整することを特徴とする請求項２３に記載した位置決
    め適応制御装置。
  25. 【請求項２５】前記適応調整器は、前記速度誤差信号の
    二乗を逐次加算した値が最小になるように、前記速度誤
    差信号と前記目標加速度信号と所定の学習ゲインに基づ
    いて、前記調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐
    次調整することを特徴とする請求項２３に記載した位置
    決め適応制御装置。
  26. 【請求項２６】位置情報が予め記録されている記録媒体
    と、前記位置情報を読み取るヘッドと、このヘッドによ
    って再生された前記位置情報より位置信号を生成する位
    置信号演算器と、目標加速度信号を生成する目標加速度
    発生器と、目標位置信号と前記位置信号との偏差の位置
    誤差信号をフィルタ処理しフィードバック制御入力信号
    を生成する位置制御器と、前記目標加速度信号に調整可
    能な可変ゲインを乗算しフィードフォワード制御入力信
    号を生成するフィードフォワード制御器と、前記フィー
    ドバック制御入力信号と前記フィードフォワード制御入
    力信号とを加算した制御入力信号により前記ヘッドを目
    標位置に移動せしめる情報記憶装置の位置決め制御装置
    において、前記位置誤差信号が最小になるように前記調
    整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐次調整する適
    応調整器を具備したことを特徴とする位置決め適応制御
    装置。
  27. 【請求項２７】前記適応調整器は、前記位置誤差信号の
    二乗が最小になるように、前記位置誤差信号と前記目標
    加速度信号と所定の学習ゲインとを乗算した値に基づい
    て、前記調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐次
    調整することを特徴とする請求項２６に記載した位置決
    め適応制御装置。
  28. 【請求項２８】前記適応調整器は、前記位置誤差信号の
    二乗の総和が最小になるように、前記位置誤差信号と前
    記目標加速度信号と所定の学習ゲインに基づいて、前記
    調整可能な目標加速度信号の可変ゲインを逐次調整する
    ことを特徴とする請求項２６に記載した位置決め適応制
    御装置。
  29. 【請求項２９】位置情報が予め記録されている記録媒体
    と、前記位置情報を読みとるヘッドと、このヘッドによ
    って再生された前記位置情報から位置信号を生成する位
    置信号演算器と、前記位置信号に基づいて前記ヘッドの
    速度信号を生成する速度信号演算器と、前記ヘッドの目
    標位置と現在位置との残距離に基づいて目標加速度信号
    を生成する目標加速度発生器と、前記残距離に基づいて
    目標速度信号を生成する目標速度発生器と、前記目標速
    度信号と前記速度信号との偏差の速度誤差信号を増幅し
    フィードバック制御入力信号を生成する速度誤差増幅器
    と、加速度外乱信号に調整可能な第一の可変ゲインを乗
    算した第一のフィードフォワード制御入力信号と、前記
    目標加速度信号に調整可能な第二の可変ゲインを乗算し
    た第二のフィードフォワード制御入力信号と、前記第一
    のフィードフォワード制御入力信号と前記第二のフィー
    ドフォワード制御入力信号とを加算して得られるフィー
    ドフォワード制御入力信号を生成するフィードフォワー
    ド制御器と、前記フィードバック制御入力信号と前記フ
    ィードフォワード制御入力信号とを加算した制御入力信
    号により前記ヘッドを目標位置に移動せしめる情報記憶
    装置の位置決め制御装置において、前記速度誤差信号が
    最小になるように前記調整可能な加速度外乱信号の第一
    の可変ゲインと前記調整可能な目標加速度信号の第二の
    可変ゲインとを逐次調整する適応調整器を具備したこと
    を特徴とする位置決め適応制御装置。
  30. 【請求項３０】位置情報が予め記録されている記録媒体
    と、前記位置情報を読み取るヘッドと、このヘッドによ
    って再生された前記位置情報から位置信号を生成する位
    置信号演算器と、目標加速度信号を生成する目標加速度
    発生器と、目標位置信号と前記位置信号との偏差の位置
    誤差信号をフィルタ処理しフィードバック制御入力信号
    を生成する位置制御器と、加速度外乱信号に調整可能な
    第一の可変ゲインを乗算した第一のフィードフォワード
    制御入力信号と、前記目標加速度信号に調整可能な第二
    の可変ゲインを乗算した第二のフィードフォワード制御
    入力信号と、前記第一のフィードフォワード制御入力信
    号と前記第二のフィードフォワード制御入力信号とを加
    算して得られるフィードフォワード制御入力信号を生成
    するフィードフォワード制御器と、前記フィードバック
    制御入力信号と前記フィードフォワード制御信号とを加
    算した制御入力信号により前記ヘッドを前記目標位置に
    移動せしめる情報記憶装置の位置決め制御装置におい
    て、前記位置誤差信号が最小になるように前記調整可能
    な加速度外乱信号の第一の可変ゲインと前記調整可能な
    目標加速度信号の第二の可変ゲインとを逐次調整する適
    応調整器を具備したことを特徴とする位置決め適応制御
    装置。
  31. 【請求項３１】前記逐次調整は、セクタサーボにおける
    位置情報を読み取る時間間隔と同期して行うことを特徴
    とする請求項２３、２６、２９及び３０のいずれかに記
    載の位置決め適応制御方法位置決め適応制御装置。
  32. 【請求項３２】位置情報が記録されている記録媒体と、
    前記位置情報を読み取るヘッドと、このヘッドを前記記
    録媒体のトラックへ位置決めする位置決め制御装置とを
    備えて成る情報記憶装置において、前記位置決め制御装
    置は、請求項２３乃至３１のいずれかに記載のものであ
    ることを特徴とする情報記憶装置。
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