JPH10269675A - Disk storage - Google Patents

Disk storage

Info

Publication number
JPH10269675A
JPH10269675A JP7306297A JP7306297A JPH10269675A JP H10269675 A JPH10269675 A JP H10269675A JP 7306297 A JP7306297 A JP 7306297A JP 7306297 A JP7306297 A JP 7306297A JP H10269675 A JPH10269675 A JP H10269675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
acceleration
head
position signal
feedback controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7306297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Kobayashi
正人 小林
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7306297A priority Critical patent/JPH10269675A/en
Publication of JPH10269675A publication Critical patent/JPH10269675A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a control system a high band by providing an acceleration feedback controller suppressing mechanical resonance of a head support member and generating a composite position signal composing an acceleration signal with a detective position signal. SOLUTION: Sector information 29 obtained from a head 7 is converted to the detective position signal 10 by a position signal demodulation means 9. A composite position signal generation means 19 samples the acceleration signal 12 passing through an acceleration amplifier means 11, and generates the acceleration signal to fetch it into a microprocessor. The means 19 adds respective signals by an adder 18 to generate the composite position signal 20, and makes a deviation between the signal 20 and a target position signal 21 a position error signal 22 to form a control input by a position feedback controller 23. A control input signal is converted by a D/A converter 24, and passes through a resonance suppression control means 27 to position the head 7. The means 27 suppresses resonant vibration of a carriage mechanism system to constitute the acceleration feedback controller 26 with less phase delay.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
などのディスク記憶装置に係り、特に加速度センサを用
いヘッドの高速で高精度な位置決めを可能とするヘッド
位置決め制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disk storage device such as a magnetic disk device and, more particularly, to a head positioning control device capable of performing high-speed and high-precision positioning of a head using an acceleration sensor.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In an information storage device, for example, a magnetic disk device, a sector servo system for positioning a data head based on servo information recorded at the head of a sector on a data recording surface in order to achieve a high recording density, or conforms thereto. The servo system described above is generally used.

【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。その際、ヘッドアームやヘッドアームを支持するキ
ャリッジなどで構成させるヘッド支持機構の固有振動モ
ードが励起され、ヘッドは振動しながら目的のトラック
へ移動することになる。従来から、機構共振モードをサ
ーボループ内で減衰させるためにノッチフィルタが用い
られている。特開昭63−42073号公報には、キャ
リッジのピボット部付近に加速度センサを取り付けキャ
リッジの振動を計測し、これをフィードバック信号とし
て用い振動を抑圧する方法が示されている。
Normally, the seek operation moves the head by accelerating and decelerating by speed control according to a predetermined target speed curve. At this time, the natural vibration mode of the head support mechanism constituted by the head arm and the carriage supporting the head arm is excited, and the head moves to the target track while vibrating. Conventionally, a notch filter has been used to attenuate a mechanism resonance mode in a servo loop. Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-42073 discloses a method in which an acceleration sensor is mounted near a pivot portion of a carriage, the vibration of the carriage is measured, and this is used as a feedback signal to suppress the vibration.

【0004】フォロイング動作では、セクタ情報と磁気
ヘッドとの相対距離を表す位置誤差信号を位置制御でフ
ィードバックしてアクチュエータを駆動し、トラック中
心に位置決めを行っている。追従精度を向上させるため
には、制御系の帯域を高くとり、アクチュエータの応答
周波数を高めることが必要だが、このことは、キャリッ
ジの振動モードを励起するため、制御系の帯域を高くす
ることには限界がある。また、セクタサーボ方式におい
ては、セクタ位置情報の数を増加させるとデータ記憶領
域が減少することから、セクタ位置情報の数を増やし制
御帯域を高くするには装置仕様の面から限界がある。特
開平3−192585号公報には、キャリッジに加速度
ピックを取り付け、それをセクタサーボのサンプリング
周波数よりも高い周波数でサンプリングし、2回の積分
を行い、位置フィードバック信号に用いる方法が示され
ている。
In the following operation, a position error signal indicating the relative distance between the sector information and the magnetic head is fed back by position control to drive the actuator, thereby performing positioning at the center of the track. In order to improve the tracking accuracy, it is necessary to increase the bandwidth of the control system and increase the response frequency of the actuator.This is because, in order to excite the vibration mode of the carriage, the bandwidth of the control system must be increased. Has limitations. Further, in the sector servo method, when the number of sector position information is increased, the data storage area is reduced. Therefore, there is a limit in terms of device specifications in increasing the number of sector position information and increasing the control band. JP-A-3-192585 discloses a method in which an acceleration pick is mounted on a carriage, which is sampled at a frequency higher than the sampling frequency of the sector servo, integrated twice, and used as a position feedback signal.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述の特開昭63−4
2073号公報に記載の加速度信号のフィードバック制
御は、開ループの位相が遅れるために機構共振を抑圧す
ることはできても、制御系の帯域を高めることができな
いことが問題であった。また、特開平3−192585
号公報に記載の位置信号を用いて制御系を高帯域化する
と機構共振を励起するため、高帯域化によって位置決め
精度が低下するなどの問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION The aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-4 / 1988
In the feedback control of the acceleration signal described in Japanese Patent No. 2073, although the phase of the open loop is delayed, the mechanism resonance can be suppressed, but the band of the control system cannot be increased. Also, JP-A-3-192585
When the bandwidth of the control system is increased by using the position signal described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. H06-27139, the resonance of the mechanism is excited.

【0006】上記問題は、ディスク記憶装置の高記録密
度、高精度位置決め、高速位置決めを図るために解決さ
れるべき重要な課題である。
The above problem is an important problem to be solved in order to achieve high recording density, high precision positioning, and high speed positioning of a disk storage device.

【0007】上記課題に鑑み、本発明の目的は、機構共
振を抑圧し、かつ、制御系を高帯域化することが可能な
加速度センサを用いた位置決め制御系を具備したディス
ク記憶装置を提供することである。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a disk storage device having a positioning control system using an acceleration sensor capable of suppressing mechanical resonance and increasing the bandwidth of a control system. That is.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、情報及び位置信号(サーボトラック信号)
を記録するディスクと、前記ディスクへ情報を記録、又
は再生するヘッドとを備え、前記ヘッドが検出した位置
信号を出力するヘッド位置検出手段と、前記ヘッド又は
ヘッド支持部材の加速度を検出する加速度検出手段を有
するディスク記憶装置に、加速度をフィードバック制御
して前記ヘッド支持部材の機構共振を抑圧する加速度フ
ィードバック制御器を有する共振抑制制御手段と、前記
加速度信号と前記検出位置信号とを合成した合成位置信
号を生成する合成位置信号生成手段とを具備することを
特徴とする。
According to the present invention, there is provided an information and position signal (servo track signal) for achieving the above object.
A head for recording or reproducing information on or from the disk, a head position detecting means for outputting a position signal detected by the head, and an acceleration detection for detecting the acceleration of the head or the head support member Resonance suppression control means having an acceleration feedback controller for suppressing mechanical resonance of the head support member by feedback-controlling acceleration in a disk storage device having means, and a combined position obtained by combining the acceleration signal and the detected position signal. And a combined position signal generating means for generating a signal.

【0009】また、前記合成位置信号生成手段の信号と
設定位置信号を合成し、位置フィードバック制御器に入
力し、その信号を加速度フィードバック制御器に入力す
る構成とした。
Further, the signal of the combined position signal generating means and the set position signal are combined, input to the position feedback controller, and the signal is input to the acceleration feedback controller.

【0010】なお、前記合成位置信号生成手段は、前記
加速度信号を二重積分した信号の高周波数成分と前記検
出位置信号の低周波数成分とを加算した信号を生成する
ものである。
The composite position signal generating means generates a signal obtained by adding a high frequency component of a signal obtained by double integrating the acceleration signal and a low frequency component of the detected position signal.

【0011】さらに、前記加速度フィードバック制御器
は、中心周波数に対し非対称なノッチフィルタと位相進
みフィルタとで構成される。
Further, the acceleration feedback controller comprises a notch filter asymmetric with respect to a center frequency and a phase advance filter.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によ
り詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明に係わるディスク記憶装置
の一実施例を示す構成図である。本発明は、磁気ディス
ク装置に限定するものではなく、光ディスク装置、DV
D装置などのディスク記憶装置に適用可能であるが、こ
こでは磁気ディスク装置を用いて本発明を説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a disk storage device according to the present invention. The present invention is not limited to a magnetic disk drive, but includes an optical disk drive, a DV
Although the present invention is applicable to a disk storage device such as a D device, the present invention will be described here using a magnetic disk device.

【0014】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
ラに送られると、ディスクコントローラは、マイクロコ
ンピュータに目的のトラックへヘッドの移動を指令す
る。スピンドルモータで駆動される軸には磁気ディスク
8が取り付けられており、ディスク面上をヘッド7が僅
かにすき間をおいて浮上している。ヘッド7は、板バネ
6により支持され、板バネ6はキャリッジアーム3に支
持され、キャリッジアーム3は一体となってボイスコイ
ルモータ2に固定されている。ボイスコイルモータ2の
移動に伴い、ヘッド7は、ピボット軸4を中心にして、
ディスク8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8のトラック上に記録されたデータをヘ
ッドアンプとR/W回路を介して、読み取りまたは書き
込みを行う。
In this magnetic disk drive, the upper C
When a recording or reproduction command is sent from the PU to the disk controller, the disk controller instructs the microcomputer to move the head to a target track. A magnetic disk 8 is mounted on a shaft driven by a spindle motor, and a head 7 floats on the disk surface with a slight gap. The head 7 is supported by a leaf spring 6, and the leaf spring 6 is supported by the carriage arm 3, and the carriage arm 3 is integrally fixed to the voice coil motor 2. With the movement of the voice coil motor 2, the head 7 moves around the pivot shaft 4,
The disk 8 moves from the outer circumference to the inner circumference or in the opposite direction, and reads or writes data recorded on tracks of the disk 8 via a head amplifier and an R / W circuit.

【0015】この磁気ディスク装置は、高密度記録達成
のため、全てのディスクのトラックのセクタの先頭に記
録されたセクタ情報29をヘッド7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。ディスク8は
一定回転しており、セクタ情報29は等間隔で予め記録
されている。よって、ヘッド7は、時刻Ts毎にセクタ
情報29を読みとる。この時間Tsをサンプリング時間
と呼ぶ。
In order to achieve high-density recording, this magnetic disk device employs a sector servo system in which sector information 29 recorded at the head of a sector of every disk is read by the head 7 and positioned. The disk 8 rotates at a constant speed, and sector information 29 is recorded in advance at equal intervals. Therefore, the head 7 reads the sector information 29 at each time Ts. This time Ts is called a sampling time.

【0016】ヘッド7から得られたセクタ情報29は、
ヘッドアンプで増幅して、位置信号復調手段9で、検出
位置信号10に変換される。そしてこの検出位置信号1
0を時刻Ts毎にのサンプラ13でディジタル信号に変
換する。ここでは、サンプリング時間を200μsとし
て説明する。また、セクタ情報29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(図示せず)により復調される。検出位置信号および
トラック番号は、バスラインを介して、マイクロプロセ
ッサに取り込まれる。
The sector information 29 obtained from the head 7 is
The signal is amplified by a head amplifier and converted into a detected position signal 10 by a position signal demodulating means 9. And this detection position signal 1
0 is converted into a digital signal by the sampler 13 at each time Ts. Here, a description will be given on the assumption that the sampling time is 200 μs. In the sector information 29, there is a portion where a track number is recorded, which is demodulated by a gray code demodulator (not shown). The detected position signal and the track number are taken into the microprocessor via the bus line.

【0017】実施例では、更に、キャリッジアーム3の
先端付近に加速度センサ5が取り付けられる。加速度セ
ンサ5は、キャリッジ3のピボット軸4とヘッド7とを
結ぶ線上に対し垂直方向の並進加速度を検出する。加速
度センサ5から得られる加速度信号は、高域ノイズを除
去するための10kHz程度のローパスフィルタと低域の
オフセット成分を除去するための2Hz程度のハイパスフ
ィルタとを有する加速度増幅手段11を通過させる。こ
のローパスフィルタはアンチアリヤシングフィルタとし
ても活用できる。
In the embodiment, an acceleration sensor 5 is mounted near the tip of the carriage arm 3. The acceleration sensor 5 detects a translational acceleration in a direction perpendicular to a line connecting the pivot shaft 4 of the carriage 3 and the head 7. The acceleration signal obtained from the acceleration sensor 5 passes through an acceleration amplifying means 11 having a low-pass filter of about 10 kHz for removing high-frequency noise and a high-pass filter of about 2 Hz for removing low-frequency offset components. This low-pass filter can also be used as an anti-aliasing filter.

【0018】本発明においては、加速度増幅手段11を
通過した加速度信号12を機構共振抑制制御手段27と
合成位置信号生成手段19とに印可する。機構共振制御
手段27は、連続信号として得られる加速度信号12を
用いてキャリッジ機構系3の機構共振を抑制する制御手
段である。後に数式を用いて詳細に説明する。一方、合
成位置信号生成手段19は、連続信号として得られる加
速度信号12をサンプリング時間Ts(200μs)よ
りも速い時間、例えば50μsでサンプラ15によりサ
ンプリングして離散的な加速度信号を生成し、マイクロ
プロセッサ内に取り込む。
In the present invention, the acceleration signal 12 having passed through the acceleration amplifying means 11 is applied to the mechanism resonance suppression control means 27 and the combined position signal generating means 19. The mechanism resonance control means 27 is a control means for suppressing the mechanism resonance of the carriage mechanism system 3 using the acceleration signal 12 obtained as a continuous signal. This will be described in detail later using mathematical expressions. On the other hand, the synthesized position signal generation means 19 generates a discrete acceleration signal by sampling the acceleration signal 12 obtained as a continuous signal by the sampler 15 at a time faster than the sampling time Ts (200 μs), for example, at 50 μs. Take in.

【0019】マイクロプロセッサシステムは、マイクロ
プロセッサがバスラインを介して、RAM(ランダムア
クセスメモリ)、ROM(読み出し専用メモリ)に接続
されている。ROMには、合成位置信号生成手段19、
速度制御系と位置制御系で構成される位置フィードバッ
ク制御器23のプログラムを格納する。RAMは、可変
ゲイン等を一時的に格納する。マイクロプロセッサは、
制御入力を演算する。制御入力信号は、D/A(ディジ
タル・アナログ)変換器24によりサンプラ15と同じ
サンプリング時間刻みでアナログ信号に変換された後、
共振抑制制御手段27を通過し、ボイスコイルモータ2
を駆動するパワーアンプ28に送出され、ヘッド7の位
置決めが行われる。
In the microprocessor system, the microprocessor is connected to a RAM (random access memory) and a ROM (read only memory) via a bus line. In the ROM, the combined position signal generating means 19,
The program of the position feedback controller 23 composed of the speed control system and the position control system is stored. The RAM temporarily stores the variable gain and the like. The microprocessor is
Calculate the control input. The control input signal is converted into an analog signal by the D / A (digital / analog) converter 24 at the same sampling time interval as the sampler 15,
After passing through the resonance suppression control means 27, the voice coil motor 2
Is transmitted to the power amplifier 28 for driving the head 7, and the positioning of the head 7 is performed.

【0020】合成位置信号生成手段は、位置決め制御系
の帯域を向上させることを目的としている。サンプラ1
3により200μsでサンプリングされた検出位置信号
10は、一次のローパスフィルタ14により低周波数信
号成分のみ通過させる。一方、サンプラ15により50
μsでサンプリングされた加速度信号12は、二回の時
間積分16を実施し、位置信号相当に変換した後に、一
次のハイパスフィルタ17により高周波数成分のみ通過
させる。ローパスフィルタ14とハイパスフィルタ17
の折れ点周波数は、同じに設定し、ここでは500Hz
とする。それぞれの信号を加算器18で加算して合成位
置信号20を生成する。この合成位置信号20と目標位
置信号21の偏差を位置誤差信号22とし、速度制御系
と位置制御系で構成される位置フィードバック制御器2
3により制御入力を作成する。
The purpose of the synthesized position signal generating means is to improve the band of the positioning control system. Sampler 1
3, the detection position signal 10 sampled in 200 μs is passed by the primary low-pass filter 14 only the low-frequency signal component. On the other hand, 50
The acceleration signal 12 sampled in μs is subjected to two time integrations 16, converted into a position signal equivalent, and then passed by a primary high-pass filter 17 to only high-frequency components. Low-pass filter 14 and high-pass filter 17
Is set to the same, here 500Hz
And Each signal is added by an adder 18 to generate a combined position signal 20. The deviation between the combined position signal 20 and the target position signal 21 is defined as a position error signal 22 and a position feedback controller 2 composed of a speed control system and a position control system.
3 creates a control input.

【0021】本実施例では、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で
制御系を切り換えるモード切り換え型の制御系としてい
る。速度制御系では、合成位置信号20を差分すること
でヘッド速度信号を得る。目標速度信号は、ヘッドの合
成位置信号20と目標位置信号21との位置誤差信号2
2に基づいて、予め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を生成する。同様
に、目標加速度信号は位置誤差信号22に基づいて、予
めROMに書き込まれている対応表から目標加速度信号
を、速度制御の減速時に生成する。
In this embodiment, when the head is moved to the target track, the head is moved to the vicinity of the target track by the speed control system, and the control system is switched by the switch to the position control system near the target track. Control system. The speed control system obtains a head speed signal by subtracting the combined position signal 20. The target speed signal is a position error signal 2 between the combined position signal 20 and the target position signal 21 of the head.
2, a target speed signal is generated from a correspondence table previously written in a ROM (read only memory). Similarly, the target acceleration signal is generated based on the position error signal 22 from the correspondence table previously written in the ROM when the speed control is decelerated.

【0022】目標速度信号とヘッド速度信号の偏差は、
速度誤差信号である。速度ループの速度ゲインは、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の
ループゲインに基づいて決定される。位置フィードバッ
ク制御器23の出力信号である制御入力信号は、速度誤
差信号に速度ゲインを乗算した信号とする。
The deviation between the target speed signal and the head speed signal is
This is a speed error signal. The speed gain of the speed loop is determined based on the loop gain of the control target such that the zero-cross frequency of the open loop becomes a design value. A control input signal, which is an output signal of the position feedback controller 23, is a signal obtained by multiplying a speed error signal by a speed gain.

【0023】ヘッドが目標のトラックの近傍に到達する
とスイッチが切り替わり位置制御系によるフィードバッ
ク制御に移行する。これによって、目標位置信号21に
高精度に追従することができる。位置制御系は、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。速度制御時と位置制御時の各々の制
御入力信号は、D/A変換器24によりアナログ信号に
変換される。このときの変換時間間隔は、サンプラ15
と同期して50μs毎に変換する。なお、速度制御系お
よび位置制御系は、50μsのサンプリングで離散時間
系で設計を行う。
When the head reaches the vicinity of the target track, the switch is switched to shift to feedback control by the position control system. Thereby, it is possible to follow the target position signal 21 with high accuracy. The position control system can be composed of, for example, a lead / lag (phase lead / phase lag) compensator. Each control input signal at the time of speed control and at the time of position control is converted into an analog signal by the D / A converter 24. The conversion time interval at this time is determined by the sampler 15
Is converted every 50 .mu.s in synchronization with. The speed control system and the position control system are designed in a discrete time system with sampling of 50 μs.

【0024】機構共振抑制制御手段27は、キャリッジ
機構系の共振振動を抑制することを目的としている。特
に、位相遅れの少ない加速度フィードバック制御器26
を構成することが制御系の高帯域化を達成する上でも重
要である。以下では、加速度フィードバック制御器26
の設計について説明する。
The mechanism resonance suppression control means 27 aims at suppressing the resonance vibration of the carriage mechanism system. In particular, the acceleration feedback controller 26 having a small phase delay
Is important for achieving a higher bandwidth of the control system. In the following, the acceleration feedback controller 26
Will be described.

【0025】まず、パワーアンプ28から加速度信号1
2までの制御対象のモデルの伝達関数を式(1)で表
す。
First, the acceleration signal 1 from the power amplifier 28
The transfer functions of up to two control target models are represented by equation (1).

【0026】[0026]

【数1】 (Equation 1)

【0027】[0027]

【数2】 (Equation 2)

【0028】ここで、yaはキャリッジ先端の加速度信
号、uはパワーアンプ28の駆動電圧信号、sはラプラ
ス演算子である。ωjとζjはモードjの共振周波数と減
衰係数である。kvはループゲインで、パワーアンプ2
8のゲインka、ボイスコイルモータ2の力定数kvとヘ
ッド7の等価質量mよりなる。
Here, ya is an acceleration signal of the carriage tip, u is a drive voltage signal of the power amplifier 28, and s is a Laplace operator. ωj and ζj are the resonance frequency and damping coefficient of mode j. kv is the loop gain, power amplifier 2
8, the force constant kv of the voice coil motor 2 and the equivalent mass m of the head 7.

【0029】式(1)において、j=2までを加速度フ
ィードバック制御器26の設計に用いるノミナルモデル
Hn(s)とし、次式で表す。
In the equation (1), up to j = 2 is defined as a nominal model Hn (s) used for designing the acceleration feedback controller 26 and expressed by the following equation.

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】但し、上式の各パラメータは以下である。However, each parameter in the above equation is as follows.

【0032】[0032]

【数4】 (Equation 4)

【0033】加速度フィードバック制御器26を用いて
機構共振の抑圧を行う。
The mechanism feedback is suppressed by using the acceleration feedback controller 26.

【0034】式(3)のノミナルモデルの次数が4次
で、その伝達関数が
The nominal model of the equation (3) has the fourth order, and its transfer function is

【0035】[0035]

【数5】 (Equation 5)

【0036】で与えられる時、加速度フィードバック制
御器26:Gd(s)の次数を3次で設計する。
The acceleration feedback controller 26: Designs the order of Gd (s) by the third order.

【0037】[0037]

【数6】 (Equation 6)

【0038】これは、2次の状態フィードバックと1次
の最小次元オブザーバとに相当する。
This corresponds to a second-order state feedback and a first-order minimum-dimensional observer.

【0039】このとき、閉ループ系の次数は7次とな
り、その伝達関数Gc(s)は、次式となる。
At this time, the order of the closed loop system is the seventh order, and the transfer function Gc (s) is as follows.

【0040】[0040]

【数7】 (Equation 7)

【0041】この特性方程式は、This characteristic equation is:

【0042】[0042]

【数8】 (Equation 8)

【0043】となる。一方、設計者の設定したい望まし
い極を根とする7次の希望特性方程式M(s)を次式とす
る。
Is as follows. On the other hand, a seventh-order desired characteristic equation M (s) having a desired pole as a root desired by the designer is given by the following equation.

【0044】[0044]

【数9】 (Equation 9)

【0045】上式において、設計者は、ζmj、ωmj、σ
m1(j=1,2,3)を指定する。式(8)と式(9)の係数を
比較することで、式(6)の加速度フィードバック制御
器26のパラメータが得られる。これには、次式の連立
1次方程式を解けばよい。
In the above equation, the designer calculates ζmj, ωmj, σ
Specify m1 (j = 1,2,3). By comparing the coefficients of Expressions (8) and (9), the parameters of the acceleration feedback controller 26 of Expression (6) can be obtained. This can be achieved by solving the following simultaneous linear equations.

【0046】[0046]

【数10】 (Equation 10)

【0047】これにより機構共振モードのゲインを抑
え、かつ位相の遅れの少ない極を設定する加速度フィー
ドバック制御器26を求めることができる。求めた希望
特性方程式である式(9)のパラメータは以下である。
As a result, it is possible to obtain the acceleration feedback controller 26 which suppresses the gain in the mechanism resonance mode and sets a pole having a small phase delay. The parameters of equation (9), which is the desired characteristic equation obtained, are as follows.

【0048】[0048]

【数11】 [Equation 11]

【0049】上式のパラメータを用いて設計を行うと、
得られた加速度フィードバック制御器26の伝達関数は
以下となる。
By designing using the parameters of the above equation,
The obtained transfer function of the acceleration feedback controller 26 is as follows.

【0050】[0050]

【数12】 (Equation 12)

【0051】上式の伝達関数は、機構共振を抑圧する中
心周波数に対し非対称なノッチフィルタと、位相を多少
進ませる位相進みフィルタとの組み合わせからなってい
ることがわかる。加速度信号12は、D/A変換器24
よりアナログ信号となった制御入力と加算器25によっ
て加算され、加速度フィードバック制御器26に印加さ
れる。この加算器25と加速度フィードバック制御器2
6が、共振抑制制御装置27である。加速度フィードバ
ック制御器26の出力信号は、パワーアンプ28に加わ
る。
It can be seen that the transfer function of the above equation is composed of a combination of a notch filter that is asymmetrical with respect to the center frequency for suppressing mechanical resonance and a phase advance filter that slightly advances the phase. The acceleration signal 12 is supplied to a D / A converter 24
The adder 25 adds the control input, which has become a more analog signal, to the acceleration feedback controller 26. The adder 25 and the acceleration feedback controller 2
6 is a resonance suppression control device 27. The output signal of the acceleration feedback controller 26 is applied to a power amplifier 28.

【0052】上記加速度フィードバック制御器26の周
波数特性の効果について以下で述べる。図2は、式(1
2)で表される加速度フィードバック制御器26のボー
ド線図である。4kHzの機構共振を抑圧するためのノ
ッチフィルタ的要素と、800Hz付近までの位相進み
要素の効果がみられる。
The effect of the frequency characteristic of the acceleration feedback controller 26 will be described below. FIG. 2 shows the equation (1)
It is a Bode diagram of the acceleration feedback controller 26 represented by 2). The effects of a notch filter-like element for suppressing the mechanical resonance at 4 kHz and a phase lead element up to around 800 Hz are seen.

【0053】図3の点線の波形は、共振抑制制御手段2
7を施す前の、パワーアンプ28への電圧信号から加速
度信号12までの数1で表される制御対象のボード線図
である。4kHz付近にキャリッジ3の機構共振が存在
するのがわかる。一方、図3の実線の波形は、共振抑制
制御手段27を施した後の、D/A変換器24の制御入
力の出力電圧信号から加速度信号12までのボード線図
である。1kHz付近まで位相の遅れがなく、かつ機構
共振を抑圧していることがわかる。
The waveform shown by the dotted line in FIG.
7 is a Bode diagram of a control target represented by Expression 1 from a voltage signal to a power amplifier 28 to an acceleration signal 12 before applying 7; It can be seen that the mechanical resonance of the carriage 3 exists around 4 kHz. On the other hand, the waveform of the solid line in FIG. 3 is a Bode diagram from the output voltage signal of the control input of the D / A converter 24 to the acceleration signal 12 after the resonance suppression control means 27 is applied. It can be seen that there is no phase delay up to around 1 kHz and the mechanism resonance is suppressed.

【0054】図4から図6は、D/A変換器24の変換
後の信号に加算点を設け、その両端の信号のゲインと位
相を測定した位置の開ループ系のボード線図である。
FIGS. 4 to 6 are open-loop Bode diagrams at positions where gains and phases of signals at both ends of the signal are measured after the addition point is provided to the signal after conversion by the D / A converter 24. FIG.

【0055】図4は、共振抑制制御手段27と合成位置
信号生成手段19を用いずに、従来のノッチフィルタを
D/A変換器24とパワーアンプ28の間に挿入した時
のボード線図である。制御系の帯域を表すクロスオーバ
周波数は500Hz付近で、位相余裕は35度程度であ
る。
FIG. 4 is a Bode diagram when a conventional notch filter is inserted between the D / A converter 24 and the power amplifier 28 without using the resonance suppression control means 27 and the combined position signal generating means 19. is there. The crossover frequency representing the band of the control system is around 500 Hz, and the phase margin is about 35 degrees.

【0056】図5は、共振抑制制御手段27のみを用い
て、合成位置信号生成手段19を用いない場合のボード
線図である。このとき、クロスオーバ周波数は700H
z付近で、位相余裕は35度程度である。
FIG. 5 is a Bode diagram when only the resonance suppression control means 27 is used and the combined position signal generating means 19 is not used. At this time, the crossover frequency is 700H
Near z, the phase margin is about 35 degrees.

【0057】図6は、共振抑制制御手段27と合成位置
信号生成手段19を共に用いた場合のボード線図であ
る。このとき、クロスオーバ周波数は1kHz付近で、
位相余裕は40度程度である。これにより本発明の有効
性を確認することができる。機構共振を抑圧し、かつ制
御系の高帯域化をは図ることができ、位置決め精度の向
上、アクセス性能の向上が図られる。図5と図6では、
クロスオーバ周波数を高めることで検出位置信号に含ま
れるディスクの回転に同期的な振動と非同期的な振動の
両方を抑圧する効果を得られる。一方、クロスオーバ周
波数は従来の500Hz付近に設定し、本手法を用いる
ことで位相余裕を従来の35度から60度程度に向上さ
せることも可能である。この場合は、検出位置信号に含
まれるディスクの回転に非同期な振動を抑圧することが
できる。
FIG. 6 is a Bode diagram when the resonance suppression control means 27 and the combined position signal generating means 19 are used together. At this time, the crossover frequency is around 1 kHz,
The phase margin is about 40 degrees. Thereby, the effectiveness of the present invention can be confirmed. The mechanism resonance can be suppressed, and the bandwidth of the control system can be increased, so that the positioning accuracy can be improved and the access performance can be improved. In FIGS. 5 and 6,
By increasing the crossover frequency, it is possible to obtain an effect of suppressing both vibration synchronous with and asynchronous with rotation of the disk included in the detection position signal. On the other hand, the crossover frequency is set around 500 Hz in the related art, and the phase margin can be improved from 35 degrees in the related art to about 60 degrees by using this method. In this case, it is possible to suppress vibration that is asynchronous to the rotation of the disk and that is included in the detection position signal.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、キャリッジ機構共振を
抑圧し、かつ、制御系を高帯域化することが可能な加速
度センサを用いた位置決め制御系を具備するディスク記
憶装置を実現することができる。
According to the present invention, it is possible to realize a disk storage device having a positioning control system using an acceleration sensor capable of suppressing the resonance of the carriage mechanism and increasing the bandwidth of the control system. it can.

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

【図1】本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の加速度フィードバック制御器のボード
線図。
FIG. 2 is a Bode diagram of the acceleration feedback controller of the present invention.

【図3】本発明の加速度閉ループ系(実線)と制御対象
(点線)のボード線図。
FIG. 3 is a Bode diagram of an acceleration closed loop system (solid line) and a control target (dotted line) of the present invention.

【図4】従来のノッチフィルタを用いた位置開ループ制
御系のボード線図。
FIG. 4 is a Bode diagram of a position open loop control system using a conventional notch filter.

【図5】本発明の共振抑圧制御手段を用いた位置開ルー
プ制御のボード線図。
FIG. 5 is a Bode diagram of position open loop control using the resonance suppression control means of the present invention.

【図6】本発明の共振抑圧制御手段と合成位置信号生成
手段を用いた位置開ループ制御系のボード線図。
FIG. 6 is a Bode diagram of a position open loop control system using the resonance suppression control means and the combined position signal generation means of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ディスク装置、2…ボイスコイルモータ、3…キャ
リッジ、4…ピボット、5…加速度センサ、6…バネ、
7…ヘッド、8…ディスク、9…位置信号復調手段、1
0…検出位置信号、11…加速度増幅手段、12…加速
度信号、13…サンプラ、14…ローパスフィルタ、1
5…サンプラ、16…2重積分手段、17…ハイパスフ
ィルタ、18…加算器、19…合成位置信号生成手段、
20…合成位置信号、21…目標位置信号、22…位置
誤差信号、23…位置フィードバック制御器、24…D
/A変換器、25…加算器、26…加速度フィードバッ
ク制御器、27…共振抑制御手段、28…パワーアン
プ、29…セクタ情報。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Disk device, 2 ... Voice coil motor, 3 ... Carriage, 4 ... Pivot, 5 ... Acceleration sensor, 6 ... Spring,
7 ... head, 8 ... disk, 9 ... position signal demodulation means, 1
0: detected position signal, 11: acceleration amplifying means, 12: acceleration signal, 13: sampler, 14: low-pass filter, 1
5 sampler, 16 double integrating means, 17 high-pass filter, 18 adder, 19 combined position signal generating means,
20: combined position signal, 21: target position signal, 22: position error signal, 23: position feedback controller, 24: D
/ A converter, 25 adder, 26 acceleration feedback controller, 27 resonance suppression control means, 28 power amplifier, 29 sector information.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】情報を記録するディスクと、前記ディスク
の情報の読み出しまたは書き込みを行うヘッドと、前記
ディスク面上のトラックに間欠的に予め書き込まれたサ
ーボ信号と、前記サーボ信号を前記ヘッドにより検出し
検出位置信号を出力するヘッド位置検出手段と、前記ヘ
ッドまたは前記ヘッドを支持するヘッド支持部材の加速
度を検出する加速度検出手段と、前記ヘッド支持部材を
駆動する駆動手段とを備えたディスク記憶装置におい
て、 前記加速度検出手段の出力信号をフィードバック制御し
て前記ヘッド支持部材の機構共振を抑圧する加速度フィ
ードバック制御器を有する機構共振抑制制御手段と、前
記加速度信号と前記検出位置信号とを合成した合成位置
信号を生成する合成位置信号生成手段とを具備すること
を特徴とするディスク記憶装置。
1. A disk for recording information, a head for reading or writing information on the disk, a servo signal intermittently written in a track on the disk surface, and the servo signal being transmitted by the head. A disk storage comprising: head position detecting means for detecting and outputting a detected position signal; acceleration detecting means for detecting acceleration of the head or a head supporting member supporting the head; and driving means for driving the head supporting member. In the apparatus, a mechanism resonance suppression control unit having an acceleration feedback controller that suppresses a mechanism resonance of the head support member by feedback-controlling an output signal of the acceleration detection unit, and the acceleration signal and the detection position signal are combined. A composite position signal generating means for generating a composite position signal. Disk storage.
【請求項2】前記合成位置信号をフィードバック制御し
て、前記ヘッドの位置制御信号を生成する位置フィード
バック制御器を備え、前記位置制御信号と前記加速度信
号とを加算して前記加速度フィードバック制御器に印加
することを特徴とする請求項1に記載のディスク記憶装
置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a position feedback controller for feedback-controlling the combined position signal to generate a position control signal for the head, and adding the position control signal and the acceleration signal to the acceleration feedback controller. 2. The disk storage device according to claim 1, wherein the voltage is applied.
【請求項3】前記合成位置信号生成手段は、前記加速度
信号を二重積分した信号の高周波数成分と前記検出位置
信号の低周波数成分とを加算することを特徴とする請求
項1に記載のディスク記憶装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said combined position signal generating means adds a high frequency component of a signal obtained by double integrating said acceleration signal and a low frequency component of said detected position signal. Disk storage device.
【請求項4】前記加速度フィードバック制御器は、中心
周波数に対し非対称なノッチフィルタと位相進みフィル
タとで構成されることを特徴とする請求項1に記載のデ
ィスク記憶装置。
4. The disk storage device according to claim 1, wherein said acceleration feedback controller comprises a notch filter asymmetric with respect to a center frequency and a phase advance filter.
JP7306297A 1997-03-26 1997-03-26 Disk storage Pending JPH10269675A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7306297A JPH10269675A (en) 1997-03-26 1997-03-26 Disk storage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7306297A JPH10269675A (en) 1997-03-26 1997-03-26 Disk storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10269675A true JPH10269675A (en) 1998-10-09

Family

ID=13507498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7306297A Pending JPH10269675A (en) 1997-03-26 1997-03-26 Disk storage

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10269675A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051641A (en) * 2000-12-23 2002-06-29 서상돈 Circuit for controlling an actuator driver
US6891692B2 (en) 2001-02-28 2005-05-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive apparatus, head position control method, and hard disk drive
JP2009036699A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Mitsutoyo Corp Surface shape measuring device
JP2015105711A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 キヤノン株式会社 Vibration reduction device, lithography device, and manufacturing method of article

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020051641A (en) * 2000-12-23 2002-06-29 서상돈 Circuit for controlling an actuator driver
US6891692B2 (en) 2001-02-28 2005-05-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive apparatus, head position control method, and hard disk drive
JP2009036699A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Mitsutoyo Corp Surface shape measuring device
JP2015105711A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 キヤノン株式会社 Vibration reduction device, lithography device, and manufacturing method of article

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2714905B2 (en) Positioning control device
JP3037946B2 (en) Active control for stabilizing servo-controlled actuator systems
JPH0935430A (en) Method and system for adaptive positioning control and information storage unit
JP2002520762A (en) Creating a current profile to reduce disk drive seek time variation and acoustic noise generation
JP2002258902A (en) Rotation recorder and method for controlling the same
JP4996069B2 (en) Magnetic disk apparatus and control method thereof
JP4010867B2 (en) Positioning control device
JP2608223B2 (en) Actuator torque correction method
KR100487042B1 (en) Positioning control apparatus
JP4504830B2 (en) Magnetic disk unit
JP2003249045A (en) Disk drive
US6873490B2 (en) Control object positioning using jerk, current and time optimized control profiles
US6903896B2 (en) Head positioning method, and disk apparatus using the same
JP2002237152A (en) Digital servo control device for hard disk drive using voice coil motor in voltage mode
JP2697641B2 (en) Resonance suppression method for multi-rate sample rate of magnetic disk drive
JPH10269675A (en) Disk storage
JP4550764B2 (en) SEEK CONTROL METHOD, SEEK CONTROL DEVICE, AND DISC DEVICE
US20100321819A1 (en) Disk device
JP3036633B2 (en) Medium exchange type disk unit
JPH05109220A (en) Method and apparatus for positioning head of recording apparatus at high speed
JP4109812B2 (en) Positioning control device
JPH0798948A (en) Magnetic disk device
JP2007242148A (en) Magnetic disk device
JP4283979B2 (en) Positioning control device
JP2002352534A (en) Positioning controller