JPH11265555A

JPH11265555A - ディスク装置および制御方法

Info

Publication number: JPH11265555A
Application number: JP6251998A
Authority: JP
Inventors: Masato Kobayashi; 正人小林; Iwao Oshimi; 巌押味; Yoshio Soyama; 良夫曽山; Akio Shiotani; 秋夫塩谷; Yuji Hata; 裕二秦
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】１００トラック程度以下のショートスパンシー
クを高速化する。【解決手段】サーボ情報の割り込み周期を４分割したサ
ンプリング周期で動作するマルチレートフィードフォワ
ード制御器７７とマルチレートＤ／Ａ変換器６６を有す
るディスク装置を提供する。フィードフォワード制御器
７７に入力する目標位置軌道８２は、予め決められた時
刻だけ進ませ７５、フォロイング制御器に対する目標位
置軌道は、予め決められた時刻だけ遅らせる７３。以上
により、目標位置軌道に高精度にヘッド位置を追従させ
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
や光ディスク装置などのディスク装置に係り、特に、位
置制御のみで高速なヘッドの移動を行うディスク装置お
よびヘッドの位置決め制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ディスク装置のサーボ情報に基づい
たヘッドの位置決め方式では、ヘッドを目標のシリンダ
上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。このシーク動作中のヘッドの移動時間すなわ
ちシーク時間と、フォロイング動作中のヘッドの追従精
度すなわち位置決め精度は、磁気ディスク装置の記憶能
力と装置性能を決定する重要な要素である。

【０００３】ところで、短いスパンのシーク動作を高速
化する技術として、特開平9-82050号公報や特開平9-139
032号公報に制御モードの切り替えを必要とせず、位置
制御のみでシーク動作を行う技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、以下
のような問題があった。

【０００５】(1) 高速な移動を可能とするために、公
知技術である目標加速度軌道と目標位置軌道を用いたシ
ーク動作を行っている。しかし、それぞれの目標軌道の
設計時に、制御対象の遅れ要素や制御対象の離散化につ
いて考慮していないため、思考錯誤的に求めた目標位置
軌道修正値を別途設けて、目標位置軌道を逐次修正する
必要があった。更に、目標軌道の設計時に、フィードフ
ォワード制御器の演算時間とフィードバック制御器の演
算時間を考慮していない。このため、順次制御器を演算
し、演算が終了した時点で順次Ｄ／Ａ変換器に出力する
などの処理が必要であった。

【０００６】(2) 目標加速度軌道を出力するタイミン
グを、位置信号を取得するサンプリングの１／２のサン
プリングで処理するマルチレート制御を行っているが、
ソフト的にマルチレート出力信号のタイミングを処理し
ているため、正確なマルチレートサンプリング周期の設
定が不可能であり、また、１サンプリング内に出力する
マルチレート出力の数を任意に設定することが困難であ
った。

【０００７】(3) 目標加速度軌道を加速・減速で対称
な三角波形としているため、目標軌道の移動周期をヘッ
ド支持機構の共振周期の２倍以上に設定しなければなら
ず、シーク時間の更なる短縮が困難であった。

【０００８】上記課題は、ディスク装置の高速位置決め
を図るために解決されるべき重要な課題である。

【０００９】ゆえに、本発明の一つの目的は、制御対象
の離散化、演算時間遅れ、ノッチフィルタやパワーアン
プの位相遅れに基づいた目標軌道の設計を行うことで、
設定した目標位置の軌道に正確にヘッドの位置信号を追
従させることを可能とするディスク装置および位置決め
制御方式を提供することである。

【００１０】また、本発明のもう一つの目的は、マルチ
レート制御の出力数およびマルチレートサンプリング周
期をディジタル回路を用いて正確に設定することを可能
とするディスク装置および位置決め制御方式を提供する
ことである。

【００１１】さらに、本発明の他の一つの目的は、目標
加速度軌道の形状を加速・減速で非対称とすることで、
ヘッドの移動周期をヘッド支持機構の共振周期の１.５
倍以上に設定可能で、かつヘッドの位置決めの整定が良
好なディスク装置および位置決め制御方式を提供するこ
とである。

【００１２】

【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、ヘッドの位置を所定のサンプリング周期
で検出する位置信号検出手段と、マイクロプロセッサに
よりヘッドを位置決め制御する操作量を演算する制御手
段と、操作量をディジタル・アナログ変換するＤ／Ａ変
換器とを備えたディスク装置において、前記Ｄ／Ａ変換
器の変換のタイミングを設定する少なくとも一つ以上の
タイミングレジスタと、設定されたタイミングにディジ
タル・アナログ変換する操作量を設定する少なくとも一
以上の操作量レジスタを設けた構成とした。

【００１３】また、制御手段に、目標位置軌道を所定の
時間進ませる進み手段を設け、その進み手段の出力に目
標軌道を基にフィードフォワード制御量を演算するフィ
ードフォワード制御器を接続し、目標位置軌道を所定の
時間遅らせた目標軌道を基にフィードバック制御量を演
算するフィードバック制御器を設けた構成とした。

【００１４】

【発明の実施の形態】これまでは、位置信号を検出し、
その位置信号に基づいてヘッドの操作量を演算し、その
操作量をヘッドを駆動するパワーアンプに１回出力する
ことが行われていた。すなわち、１サンプリング周期の
間に、１回の操作量を出力するだけであった。ヘッドの
高速な移動や高精度の位置決めを達成するためには、サ
ンプリング周期を短くすることが重要であるが、磁気デ
ィスク装置においては、ディスク面に位置情報を記録す
るため、多くの位置情報をディスク面に予め記録してお
くことは、それだけデータを記憶する領域が狭くなり望
ましくない。

【００１５】以下、本発明の実施例を図面により詳細に
説明する。図１は、本発明のディスク装置の一実施例の
ハードウエア構成図である。本図では、位置信号を取得
してから、次の位置信号を取得する間に、４回の操作量
をパワーアンプに出力するマルチレート制御を実施する
ハードウエアの構成を示している。

【００１６】図１において、マルチレート設定システム
２７により、マルチレート制御の演算結果である操作量
を出力するタイミングを制御することができる。これに
より、データの記憶領域を狭くすることなく、ヘッドを
駆動する操作量の数を増やすことができ、パワーアンプ
３１の出力電流が滑らかとなり、ヘッド１の移動中の振
動の低減やヘッドの移動の高速化を実現できる。以下、
マルチレート設定システム２７の構成を説明する。

【００１７】本実施例の磁気ディスク装置においては、
上位コントローラから記録もしくは再生の命令がコマン
ドインターフェイス１２に送られる。このコマンドイン
ターフェイス１２は、マイクロプロセッサ１５に目的の
磁気ディスク３上に形成されたトラックへのヘッド１の
移動を指令するものである。スピンドルモータで駆動さ
れる軸２には、磁気ディスク３が取り付けられており、
磁気ディスク面上をヘッド１が僅かにすき間をおいて浮
上している。ヘッド１は、板バネ４により支持され、板
バネ４はキャリッジアーム５に支持されている。キャリ
ッジアーム５は、ボイスコイルモータ６に一体に固定さ
れている。ボイスコイルモータ６の移動に伴い、ヘッド
１は、ピボット軸７を中心にして、磁気ディスク３の外
周から内周方向あるいはその逆方向へ移動し、磁気ディ
スク３のトラック上に記録されたデータをヘッドアンプ
１０とＲ／Ｗ回路（図示せず）を介して、読み取りまた
は書き込みをする。

【００１８】本実施例の磁気ディスク装置は、高密度記
録達成のため、磁気ディスク３のトラックのセクタの先
頭に記録されたサーボ情報８をヘッド１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。ヘッド
１から得られたサーボ情報８は、フレキシブル・プリン
テッド・サーキット（ＦＰＣ）９を介し、ヘッドアンプ
１０で増幅して、位置信号復調回路１１で、位置信号に
変換される。ディスク３は、一定の回転数で回転してい
るため、サーボ情報８は一定の間隔で変換される。この
間隔をサンプリング時間とよび、Ｔｓと表わす。位置信
号は、Ａ／Ｄ変換器リードフラグ信号１４をトリガとし
て、Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換器１３により
デジタル信号に変換される。また、サーボ情報８のなか
にはシリンダ番号を記録した箇所があり、これは、シリ
ンダ番号復調回路１２により復調される。位置信号およ
びシリンダ番号は、バスライン２０を介して、マイクロ
プロセッサ１５に取り込まれる。

【００１９】マイクロプロセッサシステム１８は、マイ
クロプロセッサ１５がバスライン２０を介して、ＲＡＭ
（ランダムアクセスメモリ）１６、ＲＯＭ（読み出し専
用メモリ）１７に接続されている。ＲＯＭには、各種制
御系などのプログラムを格納する。ＲＡＭ１６は、位置
制御系のフォロイング制御器の状態変数や、可変ゲイン
等を一時的に格納する。マイクロプロセッサ１５は、各
種制御系の演算を実行し、ヘッド１を駆動する指令値で
ある操作量（目標位置やそこに至るまでの目標加速度等
を含む制御量）をＤ／Ａ変換器３０に出力する。これま
では、１サンプリング周期の間に、１回の操作量を出力
するだけであったが、本実施例では、１サンプリング時
間Ｔｓの間に４回の操作量を出力するようにした。その
出力された操作量はマルチレート設定システム２７内の
４つのレジスタ２２に格納される。各４つの操作量（DA
C0、DAC1、DAC2、DAC3）は、マルチレート設定システム
２７中のタイミングレジスタ２１に設定されたタイミン
グタイミングで、Ｄ／Ａ変換器３０によりアナログ信号
に変換された後、ボイスコイルモータ６を駆動するパワ
ーアンプ３１に送出され、ヘッド１の位置決めが行われ
る。

【００２０】図１に示すマルチレート設定システム２７
は、マルチレート設定回路２３と、４つのマルチレート
操作量レジスタ２２と、３つのタイミングレジスタ２１
から構成される。マルチレート設定回路２３は、サンプ
リング時間Ｔｓを４分割したマルチレート周期（Ｔss＝
Ｔs／４）でマルチレート操作量レジスタ２２に格納さ
れた操作量（DAC0、DAC1、DAC2、DAC3）を、タイミング
レジスタ２１に格納された予め決められたタイミング
（TIME1、TIME2、TIME3）でＤ／Ａ変換器３０に出力す
る回路である。マルチレート設定回路は、タイマースタ
ートフラグ２４で動作を開始し、Ｄ／Ａ変換器に対しＤ
／Ａ変換器ライトフラグ２９を設定する。

【００２１】以下、マルチレート設定システム２７の動
作タイミングの説明を図２を用いて行う。また、マルチ
レート設定システム２７の詳細なハードウエア構成の説
明を図３を用いて行う。なお、ここでは、サーボ情報を
４分割するマルチレート設定回路について述べている
が、本発明は４分割に限定するものではなく、任意の分
割数が設定可能である。このように、サーボ情報を分割
し所定のタイミングで出力できるように構成することに
より、高精度の位置制御が可能になる。

【００２２】図２にマルチレート設定システム２７の動
作タイミングの一例を示す。

【００２３】サーボ情報（セクタ情報）８の割り込みフ
ラグ３５の周期は、一定のサンプリング時間でＴsとす
る。本実施例では１５０μｓとしている。サーボ情報の
割り込みフラグ３５立ち下がると、位置信号復調回路１
１が働き、Ａ／Ｄ変換器のリードフラグ３６が立ち下が
り、マイクロプロセッサ１５は、位置信号を読み取る。
マイクロプロセッサ１５は、位置信号とシリンダ復調回
路１２で復調したシリンダ番号から全シリンダで有効な
位置信号を生成し、これを基に、目的のトラックに高速
に移動するためのヘッド１を駆動する操作量を演算する
３９−１。

【００２４】操作量の具体的な演算方法は、図４を用い
て後に詳細に説明する。ここでは、位置信号を読み取っ
て初めに演算したヘッドを駆動するための操作量を第一
の操作量と呼び、DAC0で表わす。この演算した操作量DA
C0に対して、マルチレート設定回路２３は、直ちにＤ／
Ａ変換器３０に対し、Ｄ／Ａ変換器ライトフラグ３７を
送出し、Ｄ／Ａ変換が実施される。なお、Ａ／Ｄ変換器
のリードフラグ３６−１の立ち下がりから、第一の操作
量DAC0に対するＤ／Ａ変換器のライトフラグ３７−１の
立ち下がりまでの時間をＴdとする。この時間は、第一
の操作量を演算するのに要した時間であることから演算
時間遅れと呼ぶ。

【００２５】その後、タイマースタートフラグ３８−１
を設定し、第二、第三、第四の操作量DAC1、DAC2、DAC3
を演算し３９−２、これを所定の操作量レジスタ２２に
格納する。マルチレート設定システム２７は、タイマー
スタートフラグ３８−１の立ち下がりから時刻のカウン
トを開始し、時刻の監視を行う。そして、時刻TIME1後
に、第二の操作量DAC1をＤ／Ａ変換してパワーアンプに
出力するため、Ｄ／Ａ変換器ライトフラグ３７−２を設
定する。同様に、タイマースタートフラグから時刻TIME
2後に、第三の操作量DAC2をＤ／Ａ変換して出力するた
め、Ｄ／Ａ変換器ライトフラグ３７−３を設定する。そ
して、タイマースタートフラグから時刻TIME3後に、第
四の操作量DAC3をＤ／Ａ変換して出力するため、Ｄ／Ａ
変換器ライトフラグ３７−４を設定する。DAC1からDAC3
までの操作量の演算は、第一の操作量DAC0を出力した後
に演算する３９−２。そうすることで、演算時間遅れＴ
dに影響を与えない。

【００２６】例えば、図２に示すように、サーボ周期
（Ｔs＝１５０μｓ）を均等に４分割したマルチレート
周期（Ｔss＝３７．５μｓ）でマルチレート出力したい
場合には、第一の操作量DAC0を出力（３７−１）してか
らタイマースタートフラグを設定する（３８−１）まで
の時間が１０μｓ要したとすると、TIME1＝３７．５−
１０＝２７．５μｓ、TIME2＝７５−１０＝６５μｓ、T
IME3＝１１２．５−１０＝１０２．５μｓをタイマーレ
ジスタに設定すればよい。本発明によれば、サーボ周期
を均等に４分割するだけでなく、上記タイマーレジスタ
の値を変えることにより、任意の時間で分割可能であ
る。なお、上述のマルチレート処理は、タイマースター
トフラグ３８を設定することにより、有効となる。この
ように、従来サーボ周期はサンプリングタイムに同期し
ていたものを、更に細分割することができ、位置制御を
アナログ制御並みに滑らかに精度良く行うことが可能と
なる。なお、タイマースタートフラグを設定しない場合
には、従来の第一の操作量DAC0のみを出力するシングル
レートの処理とすることができる。

【００２７】図３は、図１に示すマルチレート設定シス
テム２７の詳細な回路構成の一例である。

【００２８】マルチレート設定システムは、４つの操作
量レジスタ２２に対応する４つのフリップフロップ回路
４０〜４３、３つのタイミングレジスタ２１に対応する
３つのフリップフロップ回路４４〜４６、カウンタ回路
４７、カウンタの出力とタイミングレジスタの出力を比
較する比較器４８、そして比較器の出力に応じてＤ／Ａ
変換器へ出力する操作量を決定する選択器４９からな
る。マイクロプロセッサ１５は、第一の操作量レジスタ
にDAC0の値を書き込むと、バスライン２５を介してフリ
ップフロップ回路４０にDAC0の値が設定される。それと
同時に、Ｄ／Ａ変換ライトフラグ２９が設定される。

【００２９】タイマースタートフラグ２４が選択器４９
に設定されると、選択器４９は、カウンタ４７の出力を
ゼロクリアする。マイクロプロセッサ１８は、第二の操
作量DAC1、第二の操作量DAC2、第三の操作量DAC3を操作
量レジスタ２２に書き込む。それぞれの値は、フリップ
フロップ回路４１〜４３に設定される。また、マイクロ
プロセッサ１８は、タイミングレジスタ２１に、時刻TI
ME1、TIME2、TIME3の値を書き込む。それらは、バスラ
イン２６を介してフリップフロップ回路４４〜４６に設
定される。

【００３０】カウンタ４７は、設定した分解能のクロッ
ク５４でカウントアップする。ここでは、クロックを２
ＭＨｚとする。すなわち、１カウントは０．５μｓであ
る。選択器４９は、タイマースタートフラグ２４が設定
されると同時に、フラグ５１を選択し、時刻TIME1の値
を比較器４８に、操作量DAC1の値をＤ／Ａ変換器３０に
設定する。例えば、先に示したTIME1＝２７．５μsを実
現するには、TIME1＝５５をタイミングレジスタ２１に
設定すれば良い。比較器４８は、TIME1とカウンタの出
力が等しくなったとき、すなわち、カウンタが５５の値
となったとき、選択器４９に出力信号を送出する。選択
器４９は、Ｄ／Ａ変換器３０にＤ／Ａ変換器ライトフラ
グ２９を送出し、Ｄ／Ａ変換器３０は、予め設定されて
いたDAC1の値をアナログ信号に変換し、パワーアンプ３
１に出力する。

【００３１】以上の操作が終了した後、選択器４９は、
フラグ５２を選択し、上記と同様に、時刻TIME2の値を
比較器に、操作量DAC2の値をＤ／Ａ変換器３０に設定す
る。TIME2とカウンタの出力が等しくなったとき、DAC2
がＤ／Ａ変換器３０から出力される。さらに、選択器４
９は、フラグ５３を選択し、時刻TIME3の値を比較器４
８に、操作量DAC3の値をＤ／Ａ変換器３０に設定する。
TIME3とカウンタの出力が等しくなったとき、DAC3がＤ
／Ａ変換器３０から出力される。

【００３２】図１及び図３に示す構成とすることによっ
て、操作量を従来のサンプリングに対し一回から、複数
回に増やすことができる。これにより、ヘッドの駆動電
流がより滑らかとなり、また、より細かな制御が可能と
なり、ヘッドの高速な移動や、振動の低減や、外乱に対
し強いヘッド位置決め制御系を実現できる。以下、上記
ハードウエアを用い、ヘッドの高速な移動などを実現す
るマルチレート制御に関するソフトウエア処理について
ブロック線図およびフローを用いて説明する。

【００３３】図４は、本発明に係わるディスク装置の一
実施例を示す位置決めマルチレート制御系のブロック線
図である。

【００３４】従来の、フィードフォワード制御器とフィ
ードバック制御器を組み合わせてヘッドの高速な移動を
行う方法におけるフィードフォワード制御系の基本的な
考え方は、フィードフォワード制御器に、制御対象の逆
ダイナミックスを設定するものである。すると、目標位
置軌道から制御対象の出力までの伝達関数が１となり、
ヘッド位置が目標位置軌道に追従する。ヘッド位置と目
標位置との差、すなわち、追従誤差は、フォロイング制
御器で抑圧する。ところで先に述べたように、従来は、
思考錯誤的に求めた目標位置軌道修正値を別途設けて、
目標位置軌道を逐次修正する方法や、順次制御器を演算
し、演算が終了した時点で順次Ｄ／Ａ変換器に出力する
などの処理が必要があった。

【００３５】本発明は、制御対象の離散化、演算時間遅
れ、ノッチフィルタやパワーアンプの位相遅れに基づい
た目標軌道の設計の設計を行うものである。

【００３６】本発明の第１の特徴は、目標軌道の未来値
を利用することにより、目標位置軌道から制御量である
ヘッドの位置までの応答の位相差をなくし、高精度に目
標位置軌道にヘッドを追従させるフィードフォワード制
御系を構成することである。すなわち、フィードフォワ
ード制御系に印加する目標位置軌道はある設計値だけ進
ませることを行う。図４では、フィードフォワード制御
器をマルチレート周期Tssで演算する構成となってい
る。

【００３７】第２の特徴は、フィードバック制御系に印
加する目標位置軌道をある値だけ遅延させることであ
る。図４では、フィードバック制御系は、シングルレー
ト周期（サンプリング周期）Tsで演算する構成となって
いる。

【００３８】更に、第３の特徴は、ヘッドを支持する機
構系を励振しにくい目標軌道にすることである。なお、
目標軌道の設計法は、図９を用いて後述する。以上によ
り、高速なヘッドの移動を実現できる。

【００３９】図４は、マルチレートＤ／Ａ変換器６６と
マルチレートフィードフォワード制御器７７を持つ。図
４のマルチレートＤ／Ａ変換器６６は、図１のマルチレ
ート設定システム２７とＤ／Ａ変換器３０に相当する。
本図では、機構共振７１を抑圧するノッチフィルタ６７
を備えている。更に、ボイスコイルモータ６を駆動する
パワーアンプ３１のゲインＫA６８や、ボイスコイルモ
ータ６の推力定数ＫF６９を備えている。

【００４０】外力７０は、図１で示すＦＰＣ９などによ
りキャリッジ５に加わる外力である。この力は、ヘッド
のトラック位置に対応して変動する。本図では、図１で
示したヘッドを搭載したキャリッジを質量ｍの慣性体６
０としてモデル化している。キャリッジはピボット部の
弾性変形や曲げ特性により機構共振７１を持つ。ヘッド
の位置７２は、サーボ情報８の間隔でサンプル検出６１
される。このサンプルタイムはＴsである。Ｋp６２は、
ヘッド位置の検出ゲインである。ここで、議論している
磁気ディスク装置は、トラックピッチとして7000トラッ
ク／インチ(TPI)、サンプルタイムとしてＴs＝１５０μ
ｓ、４分割したマルチレートサンプルタイムとしてTss
＝３７．５μsのものを想定している。

【００４１】以下、数式を用いながら本発明によるマル
チレートフィードフォワード制御器７７、目標位置軌道
７２の生成方法を詳細に説明する。磁気ディスク装置の
ヘッド位置決め機構系の制御対象を連続時間で記述する
と次式となる。ここでは話を簡潔にするために二重積分
でモデル化する。

【００４２】

【数１】

【００４３】ここで、ｋは、制御対象のループゲインで
あり、Ｄ／Ａ変換器６６の変換ゲイン、パワーアンプの
ゲインＫA６８、ボイスコイルモータの推力ゲインＫF６
９、慣性質量ｍ６０より算出することができる。上式を
サンプルタイムＴssで離散化すると、離散時間系の制御
対象は、次式となる。

【００４４】

【数２】

【００４５】ただし、

【００４６】

【数３】

【００４７】

【数４】

【００４８】(数４)は１ステップ遅れを表わし、時刻Ts
sの遅れを作用させる演算子を意味する。（数２）の分
子多項式は、安定限界であり、その逆ダイナミック数
は、不安定となる。よって、単純に制御対象を離散化し
てその逆ダイナミックスをマルチレートフィードフォワ
ード制御器７７に構成することはできない。

【００４９】ここで、マルチレートフィードフォワード
制御器７７の設計を説明するため、制御対象を一般化し
て説明する。一般化した離散時間制御対象を次式とす
る。

【００５０】

【数５】

【００５１】但し、

【００５２】

【数６】

【００５３】

【数７】

【００５４】次に、（数５）の分子多項式を安定な多項
式と不安定な多項式の２つの部分に分ける。

【００５５】

【数８】

【００５６】但し、

【００５７】

【数９】

【００５８】

【数１０】

【００５９】但し、

【００６０】

【数１１】

【００６１】とする。ここで、不安定な多項式の極零消
去をさけるため、安定な零点のみの逆システムを構成す
るとするとそれは、次式となる。

【００６２】

【数１２】

【００６３】さらに、不安定な零点を有する多項式を基
に次式を演算する。

【００６４】

【数１３】

【００６５】マルチレートフィードフォワード制御器７
７は、（数１２）と（数１３）を用いて次式で構成す
る。

【００６６】

【数１４】

【００６７】なお、本発明においては、上記マルチレー
トフィードフォワード制御器への印加入力である目標位
置軌道８２を、(s+d)ステップだけ進めた目標位置軌道
の未来値を使用することに特徴がある。(s+d)ステップ
は、時間に変換すると時刻Tf=Tss・(s+d)となり、ブロッ
ク７５で時刻Tfだけ進ませることを行う。これをマルチ
レートサンプルタイムTssでサンプリングして７６、マ
ルチレートフィードフォワード制御器７７に印加する。
これにより、目標位置軌道ｙd(k)８２から制御出力ｙ
(k)９４までの関係は下記のようになる。

【００６８】

【数１５】

【００６９】ここで、（数１５）の周波数特性は下記の
ようになる。但し、Ｔss＝Tとした。

【００７０】

【数１６】

【００７１】ただし、

【００７２】

【数１７】

【００７３】

【数１８】

【００７４】ここで、（数１６）は、複素部分をもたな
い。このことは、すべての周波数において、位相の変化
はないことを意味する。また、低周波数領域では、cos
関数は1として、sin関数は０として近似できるため、
（数１６）のゲインは１に近づくことがわかる。

【００７５】さて、（数２）で記述される磁気ディスク
装置の制御対象に対するマルチレートフィードフォワー
ド制御器を（数１４）に従って構成すると次式となる。

【００７６】

【数１９】

【００７７】また、目標位置軌道は、(s+d)ステップ
は、この場合、２ステップであることから、２ステップ
進めた未来値ｙd(k+2)を用いる。これにより、目標位置
軌道ｙd(k)からヘッド位置y(k)までの関係は、次式とな
る。

【００７８】

【数２０】

【００７９】上式は、先に説明したように、位相特性
は、周波数に対し一定となり、ゲイン特性は、高周波数
領域において僅かながら低下する。このため、制御対象
を高周波数で移動しよとすると、目標位置軌道にヘッド
は僅かながら追従しきれなくなるが、位相特性は、目標
軌道に完全に一致するため、応答は良好である。

【００８０】目標加速度軌道の設計手順は、図９のフロ
ーを用いて後で詳細に述べる。また、マルチレート制御
器の演算は、ヘッドの動作中に演算してもよいが、ここ
では、離散時間系の目標加速度軌道としてメモリ８４に
予め記憶させておく。

【００８１】一方、制御系の安定性を確保するフィード
バック制御系は、従来よりフォロイング動作時に用いら
れているフォロイング制御器６３をそのまま使用する。
例えば、リード・ラグフィルタやＰＩＤフィルタなどと
する。Ｇb６４は、開ループ系のゼロクロス周波数が所
定の周波数、例えば５００Ｈｚとなるように設定する。
また、外力７０を打ち消すため、予め求めておいた外力
の推定値６５をトラック位置に応じて加算する。さて、
予めメモリに記憶させておく離散時間系の目標位置軌道
７９は、連続時関係の目標位置軌道７２を時刻Ｔmだけ
遅らせ７３、サンプリングＴsでサンプル７４して得
る。ここで、時刻Ｔmは、ノッチフィルタとパワーアン
プの位相遅れに相当する時間遅れと図２で示した演算時
間遅れＴdを加算した時間とする。

【００８２】マルチレートフィードフォワード制御器７
７と目標位置軌道を時刻Tfだけ進ませることにより、制
御対象６０の安定な離散時間系の逆モデルを構築でき、
他のブロックの遅れ、ここではノッチフィルタ６７とパ
ワーアンプ６８と演算時間遅れTdの合計の遅れ時間Tm
は、フォロイング制御器６３への目標位置軌道を時刻Tm
だけ遅らせることでヘッド位置７２は、正確に目標位置
軌道８２に追従することができる。

【００８３】以上、マルチレートフィードフォワード制
御器７７の設計において、制御対象を慣性体として説明
したが、制御対象を慣性体と演算時間遅れＴdとした次
式の連続時関係の制御対象を離散化しても設計可能であ
る。なお、目標位置軌道は２ステップ未来値を用いる。

【００８４】

【数２１】

【００８５】この場合は、ブロック７３の遅れ要素Tm
は、ノッチフィルタ６７とパワーアンプ６８の位相遅れ
に相当する時間遅れを設定すればよい。

【００８６】また、マルチレートフィードフォワード制
御器７７の設計において、制御対象を慣性体と機構共振
として構成しても良い。この場合は、機構共振の振動の
影響を最小に抑える目標軌道を設計可能となる。また、
ボイスコイルモータの周波数特性やノッチフィルタの周
波数特性と組み合わせても良い。

【００８７】図５は、本発明の一実施例であるマルチレ
ートフィードフォワード制御の実行手順を示すシーク処
理全体のフローチャートである。

【００８８】まず、上位コントローラからシーク命令を
受ける（ステップＳ１）。次に、目標のヘッド番号を取
得し、ヘッドの切り替えを行う（Ｓ２）。また、目標の
シリンダ番号を取得し、目標シリンダ番号と現在のシリ
ンダ番号の差を求め、移動シリンダ数を算出する（Ｓ
３）。移動シリンダ数が、１００トラック以上の場合に
は（Ｓ４）、フォロイング制御器６３の状態変数をゼロ
クリアし（Ｓ５）、通常のシーク制御でトラック近傍ま
で移動し（Ｓ６）、そして通常のセトリング制御に制御
モードを切り替えて（Ｓ７）、ヘッドが目標トラック上
で整定した後に、通常のフォロイング制御に切り替える
（Ｓ１３）。一方、Ｓ４で、移動シリンダが１００トラ
ック以下の場合、サンプルカウンタcountをゼロクリア
する（Ｓ８）。そして、マルチレートフィードフォワー
ド制御を実行する（Ｓ９）。これは、図６にて詳細に説
明する。

【００８９】次に、サンプルカウンタを１つ繰り上げ
（Ｓ１０）、サンプルカウンタが１６に至るまでマルチ
レートフィードフォワード制御（Ｓ９）を実施し、サン
プルカウンタが１７の時、マルチレートＤ／Ａ変換器の
設定をクリアする（Ｓ１２）。この時、フィードフォワ
ード軌道と目標位置軌道がゼロとなっているので、通常
のフォロイング制御に移行している（Ｓ１３）。

【００９０】ここで、本発明のマルチレートフィードフ
ォワード制御（Ｓ９）を通過する処理では、フォロイン
グ制御器の状態変数をゼロクリアしていないことに注意
する。このことは、本発明の制御器は、一定値外力に対
し特に強い。

【００９１】図６は、図５のステップＳ９で示すマルチ
レートフィードフォワード制御の詳細フローチャートで
ある。ステップS１５からステップS２７までは、図２の
マイクロプロセッサ演算処理３９−１に対応し、ステッ
プS２８からステップS２９までは、図２の演算処理３９
−２に対応する。

【００９２】まず、ステップＳ１５でサーボ情報の割り
込みフラグが発生すると、ステップＳ１６でＡ／Ｄ変換
器より現在の位置信号を取得する。そして、目標の位置
から現在の位置の偏差を残距離として演算する（Ｓ１
７）。ステップＳ１８で、ステップカウンタcountが０
のとき、残距離を初期残距離：X(0)として、メモリに格
納し（ステップＳ１９）、移動シリンダに対応した離散
時間系の目標位置軌道のテーブル：tbl_pos[]８３と離
散時間系の目標加速度軌道のテーブル：tbl_acc[][]８
４を選択する（ステップＳ２０）。

【００９３】図１４に一例として１６シリンダシークに
使用する目標位置軌道のテーブル８３と目標加速度軌道
のテーブル８４を示す。テーブルの作成方法は図９を用
いて後に詳細に説明する。ここでは、目標位置テーブル
は、サンプルタイムTｓに対応したステップカウンタcou
ntの関数であり、目標加速度テーブルは、ステップカウ
ンタcountとマルチレートサンプリングTssに対応したマ
ルチレートカウンタmcountの関数であることに注意す
る。ここで、countは０から１５まで、マルチレートカ
ウンタmcountは、ここではマルチレートサンプルタイム
は通常のサンプルタイムを４分割していることから０か
ら３までとする。

【００９４】さて、ステップＳ２１では、countに対応
した目標位置軌道と、ccountとmcount=0に対応した目標
加速度軌道0を算出する。目標位置軌道は、tbl_pos[cou
nt]*X(0)で算出する。目標加速度軌道0は、tbl_acc[cou
nt][mcount＝0]*X(0)*ゲイン調整で算出する。ここでゲ
イン調整は、トラック位置に依存したボイスコイルモー
タのゲインの変動を打ち消すゲインを乗算する。ステッ
プＳ２２では、演算した目標位置軌道と残距離との偏差
をとり、フォロイング偏差信号９８を演算する。このフ
ォロイング偏差信号を通常の位相進み・遅れ補償やＰＩ
Ｄ補償などで構成されるフォロイング制御器６３で補償
し、操作量Ｕ９５を算出する（Ｓ２３）。

【００９５】次に、操作量Ｕに推定外力６５を加算し、
DAC_U９６を算出する（ステップＳ２４）。ここで、推
定外力６５は、外乱オブザーバ等によりトラック毎に予
め求めておく。ステップＳ２５では、DAC_U９６を一時
メモリに格納する。ステップＳ２６は、DAC_Uと目標加
速度軌道0：８０を加算して第一の操作量DAC0を算出す
る。そしてマルチレート操作量レジスタ２２にDAC0を出
力する（ステップＳ２７）。ステップＳ２８では、マル
チレートＤ／Ａ変換器６６に設定する第二、第三、第四
の操作量を演算する。このフローは、図７にて詳細に説
明する。最後に、ステップＳ２９にて、フォロイング制
御器の状態変数を更新する。

【００９６】図７は、図６のステップＳ２８で示したマ
ルチレート操作量レジスタ２２に設定する第二、第三、
第四の操作量の演算を説明するフローチャートである。

【００９７】まず、ステップＳ３０で、マルチレート設
定システム２７のタイマーレジスタ２１に設定するマル
チレート設定時間：TIME1、TIME2、TIME3を出力する。
設定時間の決定方法は、前に述べた。次に、図２で説明
したマルチレートタイマーフラグ３８をスタートさせる
（ステップＳ３１）。マルチレートカウントmcount=0の
時と同様にして、目標加速度軌道１＝tbl_acc[count][m
count＝1]*X(0)*ゲイン調整を演算する。目標加速度軌
道２＝tbl_acc[count][mcount＝2]*X(0)*ゲイン調整を
演算する。目標加速度軌道３＝tbl_acc[count][mcount
＝3]*X(0)*ゲイン調整を演算する（ステップＳ３２）。
ステップＳ３３では、先に演算したDAC_U：９６に目標
加速度軌道１、２、３を加算して、それぞれ第二の操作
量DAC1、第三の操作量DAC2、第四の操作量DAC3を算出す
る。最後に、ステップＳ３４で、マルチレート設定シス
テムの操作量レジスタ２２に、DAC1、DAC2、DAC3を出力
する。以上の手順により、予め決められた時刻TIME1、T
IME2、TIME3にマルチレートフィードフォワード制御器
とフォロイング制御器で演算した第二、第三、第四の操
作量DAC1、DAC2、DAC3をＤ／Ａ変換器３０により、出力
することができる。

【００９８】図８は、図５のステップＳ１２で示したマ
ルチレートＤ／Ａ変換器の設定をクリアするフローチャ
ートである。

【００９９】Ｄ／Ａ変換器のタイマーを無効化する処理
を施し（ステップＳ３５）、次に、DAC1、DAC2、DAC3に
それぞれ推定外力の値を設定し（Ｓ３６）、操作量レジ
スタに出力する（ステップＳ３７）。これは、フォロイ
ング動作中に、回路が誤動作した時に過大な操作量を出
力することを防ぐためである。

【０１００】目標軌道へ追従するフィードフォワード制
御系を構成する上で、目標軌道の設計は、重要である。
従来技術として、加速・減速で対称な三角波形や、正弦
波状の波形、エネルギー最小の滑らかな波形などが公知
技術として提案されている。本発明では、位置制御で制
御モードを切り替えることなく、台形波形で加速して、
台形波形で減速して、最後は指数関数で目標位置に突入
する台形加速・台形指数減速目標加速度軌道を設計す
る。

【０１０１】図９に本発明による目標位置軌道と目標加
速度軌道の設計手順を示すフローチャートの一例を示
す。

【０１０２】このフローチャートは、図４にて、離散時
間系の目標加速度軌道８４と離散時間系の目標位置軌道
８３を導出する手順である。特に、時刻Ｔｆ進ませるブ
ロック７５は、ステップＳ４４に対応し、時刻Ｔm遅ら
せるブロック７３は、ステップS４８に対応することに
注意する。なお、ここで求めた目標位置軌道のテーブル
８３と目標加速度軌道のテーブル８４は、図６のステッ
プＳ２１と図７のステップＳ３２で示した目標位置軌道
と目標加速度軌道の演算に使用する。目標位置軌道と目
標加速度軌道は、ヘッド移動中に演算してもよいが、事
前にこれらを求めておき、テーブルとして格納する手法
について説明する。

【０１０３】まず、設計する目標シリンダを設定する
（ステップＳ４１）。次に、連続時関係の目標加速度軌
道の設計を行う（ステップＳ４２）。これを以下の（数
２２）から（数２６）に示す。ここでは台形加速・台形
指数減速の目標加速度軌道とする。設計者は、時刻Ｔ
1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、Ｔ5と、指数関数の指数部ｃを設定
する。

【０１０４】

【数２２】

【０１０５】

【数２３】

【０１０６】

【数２４】

【０１０７】

【数２５】

【０１０８】

【数２６】

【０１０９】ここで、時刻ｔ＝Ｔ5において、目標速度
がゼロとなり、かつ、目標位置が先に設定した目標シリ
ンダに到達するように、上式の最大加速度ａmaxと最小
加速度ａminを算出する。

【０１１０】次に、ステップＳ４３で、上式を二回積分
して連続時関係の目標位置軌道を演算する。この目標位
置軌道を２ステップだけすすませる。ここでは、マルチ
レート処理をサンプルタイムＴsを均等に４分割すると
していることから、マルチレートサンプルタイムはＴss
＝Ｔs／4となり、よって、Ｔf＝２×Ｔssだけ進ませる
（Ｓ４４）。ステップＳ４５で、上記目標位置軌道をＴ
ssでサンプリングして、上述の（数１４）で示したマル
チレートフィードフォワード制御器７７の演算をサンプ
ルタイムＴssで実行して（Ｓ４６）、離散時間系の目標
加速度軌道を得る（Ｓ４７）。

【０１１１】一方、ステップＳ４８では、連続時関係の
目標位置軌道をボイスコイルモータの位相遅れとノッチ
フィルタの位相遅れに相当する時間遅れＴcと、演算時
間遅れＴdを加算したＴmだけ目標位置軌道を遅らせる。
これをサンプルタイムＴsでサンプルし（Ｓ４９）、離
散時間系の目標軌道を得る（Ｓ５０）。

【０１１２】ステップＳ５１で、得られた目標加速度軌
道と、目標位置軌道によりフィードフォワード制御を実
行し、満足する応答波形が得られたかを調べる。ヘッド
の応答が振動していたり、ボイスコイルモータの能力以
上の目標軌道を設定していたりすることがわかると、再
度ステップＳ４２に戻り、連続時関係の目標加速度軌道
の設計をやり直す。満足する応答波形が得られたら、ス
テップＳ５２に移行して、目標位置テーブルtbl_pos[]
と目標加速度テーブルtbl_acc[][]を格納する。

【０１１３】図１０の実線が、本実施例の１６シリンダ
を目標シリンダとした図９のステップS４２で得られる
連続時間系の目標加速度軌道の一例である。

【０１１４】目標加速度Ｗ１を用いてマルチレート制御
を実行するため、T１からT５までの時刻に設定できる最
小の刻み時刻は、マルチレートサンプルタイムTssであ
るため、細かな目標加速度の設計が可能となる。これを
二回積分して図９ステップＳ４３で得られた連続時関係
の目標位置軌道を図１１のＷ２に示す。図１１のＷ３
は、図９のステップＳ５０で得られた目標位置軌道、図
１１のＷ４は、図９のステップＳ４５で得られた軌道で
ある。Ｗ２に対しＷ３は時刻Ｔｍだけ遅れ、また、Ｗ２
に対しＷ４は時刻Ｔｆだけ進んでいることが図より分か
る。

【０１１５】図１２のＷ５は、図９のステップＳ４７で
得られた目標加速度軌道である。一方、Ｗ６は、図４に
示す構成でヘッドを１６トラック移動させたときの、ヘ
ッド加速度の連続時関係の応答波形である。目標加速度
軌道Ｗ５は、ステップＳ４４で２サンプル進ませている
が、これを２サンプル遅らせてヘッド加速度の応答波形
と比較すると、目標加速度軌道とヘッドの加速度は、一
致することがわかる。

【０１１６】一方、図１３のＷ３は、図９のステップＳ
５０で得られた目標位置軌道であり、図１１のＷ３と同
じ波形である。Ｗ７は、先と同様に図４で示す構成でヘ
ッドを１６トラック移動させた時の連続時関係で表わし
たヘッド位置の応答波形である。図より、明らかに、目
標位置軌道とヘッドの位置は一致しており、本発明の有
効性を確認することができる。

【０１１７】図１４は、この時用いた図９のステップＳ
５２で得られた目標位置軌道のテーブルtbl_pos[]８３
と目標加速度軌道のテーブルtbl_acc[][]８４の数値デ
ータである。目標位置テーブルは、規格化してメモリに
格納し、目標加速度テーブルは、加速度データそのもの
を格納している。

【０１１８】別のトラックへの移動に対しては、新た
に、図９に従った手順で目標軌道を求めればよい。すべ
てのトラックに対し、対応する目標軌道を求めてもよい
が、あるスパンに対する代表の目標軌道を設計し、その
スパンへの移動は、その代表の目標軌道を用いて移動し
てもよい。

【０１１９】他のトラックに対する目標加速度軌道の設
計例として、図１５にその一例を示す。図１５は、図９
のステップＳ４２で設定する目標加速度軌道のＴ4設計
例であり、目標シリンダに対する設定値の一例を示して
いる。例えば、図１０で示した１６シリンダに対して
は、Ｔ4＝２６×Ｔss＝０．９７５msを設定すればよい
ことが分かる。ここでは、目標シリンダを７２までの値
を示す。このように、本発明によれば、目標シリンダに
対し、目標軌道の設定時刻Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ
５をルート関数的に設定することができる。

【０１２０】さて、図４に示したマルチレートフィード
フォワード制御器７７は、全てのブロックがサンプリン
グ周期Ｔｓで動作する、通常のシングルレートフィード
フォワード制御器として用いることもできることは明ら
かである。この場合は、マルチレートＤ／Ａ変換器６６
の変わりにシングルレートＤ／Ａ変換器を用いる。ま
た、図６において、マルチレート制御とシングルレート
制御の違いは、目標加速度テーブルtbl_acc[]がサンプ
ルカウントcountのみの関数となるところである。

【０１２１】また、シングルレートの目標軌道を決定す
るフローにおいて、図９との違いは、目標位置軌道を進
ませるステップＳ４４で、Ｔｆ＝２×Ｔsだけ進ませる
ことになる。また、ステップＳ４５では、サンプルタイ
ムＴsでサンプリングし、ステップＳ４６でサンプルタ
イムＴsでシングルレートフィードフォワード制御器の
演算を実行することになる。シングルレートフィードフ
ォワード制御器は、（数１９）でよい。

【０１２２】図１０の一点鎖線Ｗ１０は、シングルレー
トフィードフォワード制御器で設計する際に使用する、
１６シリンダを目標シリンダとした連続時間系の目標加
速度軌道の一例である。ここで、各目標軌道の設定時刻
はＴｓの倍数であることから図１０実線Ｗ１に示すごと
く、細かな設定ができない。しかし、本発明のシングル
レートフィードフォワード制御系を構成することで、高
速な移動な達成できる。それを、図１１、図１６、図１
３を用いて説明する。

【０１２３】ここで、図１１の目標軌道Ｗ２はマルチレ
ートフィードフォワード制御器の目標軌道Ｗ１を２回積
分して求めたものであるがシングルレートフィードフォ
ワード制御器の目標軌道Ｗ１０を２回積分すると略同じ
値となる。また、時刻Ｔｍだけ遅らせたフォロイング制
御器の目標位置として使用する目標位置軌道はマルチレ
ートの場合と同じ目標位置軌道Ｗ３である。時刻Ｔｆだ
け進ませた目標位置軌道は破線で示すＷ１３となる。こ
れは、シングルレートフィードフォワード制御器に印加
する軌道である。

【０１２４】さて、図１６のＷ１４は、シンググレート
フィードフォワード制御器の出力結果である目標加速度
軌道であり、Ｗ１５は、制御を実施した時の実際のヘッ
ドを加速度信号である。

【０１２５】この結果最終的なヘッドの動きは、図１３
で示したマルチレートの場合と略同じ徒なる。これよ
り、本発明により高速なヘッドの移動が実現できること
が分かる。

【０１２６】なお、上述した実施例では、磁気ディスク
装置を取り上げたが、本発明は、他の記憶媒体、例え
ば、光ディスクを用いる場合にも同様に実現が可能であ
る。また、上述した実施例では、数値を具体化して説明
したが、本発明は、数値による制限は受けない。

【０１２７】さらに、上述した実施例では、フィードフ
ォワード制御器のみをマルチレート処理して演算を実施
していたが、マルチレート処理する制御器は、フィード
フォワード制御器に限定しているわけではなく、例え
ば、フォロイング制御器６３をマルチレートで演算して
もよく、また、従来技術であるシーク制御やセトリング
制御も本発明のマルチレート設定システム２７を用いて
マルチレートで演算することも可能である。

【０１２８】

【発明の効果】本発明では、サーボ情報の割り込み周期
を、複数に分割したサンプリング周期で動作するマルチ
レートフィードフォワード制御器とマルチレートＤ／Ａ
変換器を有するディスク装置を提供する。フィードフォ
ワード制御器に入力する目標位置軌道は、予め決められ
た時刻だけ進ませ、フォロイング制御器に対する目標位
置軌道は、予め決められた時刻だけ遅らせる。以上によ
り、目標位置軌道に高精度にヘッド位置を追従させるこ
とが可能となる。また、本発明のフィードフォワード制
御を実施する際、フォロイング制御器の内部変数をゼロ
クリアしないため、一定値外力に対し特に強い。本発明
により、従来、特に実現が困難であった、１００トラッ
ク程度以下のショートスパンシークを高速化することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスク装置のハードウエアの構成
図。

【図２】マルチレート設定システムの動作タイミングを
示す図。

【図３】マルチレート設定システムの回路構成図。

【図４】本発明の位置決め制御系のブロック線図。

【図５】本発明のシーク制御の手順を示すフローチャー
ト。

【図６】マルチレートフィードフォワード制御の手順を
示すフローチャート。

【図７】マルチレートＤ／Ａ変換器に設定する操作量の
演算を示すフローチャート。

【図８】マルチレートＤ／Ａ変換器の設定をクリアする
手順を示すフローチャート。

【図９】目標位置軌道と目標加速度軌道の設計手順を示
すフローチャート。

【図１０】図９のステップＳ４２で得られる応答波形。

【図１１】図９のステップＳ４３、ステップＳ４５、ス
テップＳ４９で得られる応答波形。

【図１２】図９のステップＳ４７で得られる応答波形。

【図１３】図９のステップＳ５０で得られる応答波形。

【図１４】目標値テーブルと目標加速度テーブル。

【図１５】目標シリンダに対する目標加速度軌道の時刻
Ｔ４の設定値の関係。

【図１６】図１０対応のシングルレート制御の応答波
形。

【符号の説明】

１…ヘッド、８…サーボ情報、１５…マイクロプロセッ
サ、２１…タイミングレジスタ、２２…マルチレート操
作量レジスタ、２３…マルチレート設定回路、２７…マ
ルチレート設定システム、３０…Ｄ／Ａ変換器、３１…
パワーアンプ、４７…カウンタ、４８…比較器、４９…
選択器、６３…フォロイング制御器、７３…時刻Ｔｍ遅
らせるブロック、７４…時刻Ｔｆ進ませるブロック、７
７…マルチレートフィードフォワード制御器、８３…離
散時間系目標位置軌道のテーブル、８４…離散時間系目
標加速度軌道のテーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩谷秋夫神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者秦裕二神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報が記録される円板と、前記円板との間
で少なくとも情報の読み出しを行うヘッドと、前記ヘッ
ドの位置を所定のサンプリング周期で検出する位置信号
検出手段と、前記ヘッドの位置決めの操作量を演算する
演算手段と前記操作量をディジタル・アナログ変換する
Ｄ／Ａ変換器とを備えた制御手段を備えたディスク装置
において、前記Ｄ／Ａ変換器の変換のタイミングを設定する１つ以
上のタイミングレジスタと、前記タイミングレジスタに
ディジタル・アナログ変換する操作量を設定する１つ以
上の操作量レジスタを設けたことを特徴とするディスク
装置。
【請求項２】前記タイミングレジスタの値とカウンタの
値を比較する比較器と、該比較した値が一致した時、前
記設定したタイミングレジスタに対応する操作量レジス
タの値を前記Ｄ／Ａ変換器へ出力する選択器を設けたこ
とを特徴とする請求項１に記載のディスク装置。
【請求項３】情報が記録される円板と、該円板との間で
情報の読み出しまたは書き込みを行うヘッドと、該ヘッ
ドの位置を所定のサンプリング周期で検出する位置信号
検出手段と、マイクロプロセッサにより該ヘッドを位置
決め制御する操作量を演算する制御手段と、該操作量を
ディジタル・アナログ変換するＤ／Ａ変換器とを備えた
ディスク装置において、前記制御手段は、目標位置軌道を所定の時間進ませる進
み手段と、前記進み手段に接続され、目標軌道を基にフ
ィードフォワード制御量を求めるフィードフォワード制
御器と、前記目標位置軌道を所定の時間遅らせる遅延手
段と、前記遅延手段に接続され、目標軌道を基にフィー
ドバック制御量を演算するフィードバック制御器とを設
けたことを特徴とするディスク装置。
【請求項４】前記フィードフォワード制御量は、前記ヘ
ッド位置を検出した後、少なくとも一回以上の演算を行
い、前記フィードバック制御量は、前記ヘッド位置を検
出した後、少なくとも一回以上の演算を行うことを特徴
とする請求項３に記載のディスク装置。
【請求項５】前記目標位置軌道は、台形関数で加速及
び、減速し、目標トラックへ指数関数で突入する目標加
速度軌道を基に演算を行うことを特徴とする請求項３に
記載のディスク装置。
【請求項６】少なくとも情報が記録された円板から少な
くとも情報の読み出しを行うヘッドの現在位置を読み取
るステップと、目標位置と前記現在位置との差である残
距離を算出するステップと、前記残距離に基づきマイク
ロプロセッサにより前記ヘッドを位置決め制御する操作
量を演算するステップと、前記操作量をディジタル・ア
ナログ変換するステップとを含む制御方法であって、前記残距離に基づき第一の操作量をディジタル・アナロ
グ変換するステップと、タイミングレジスタに第二以降
の操作量をディジタル・アナログ変換するタイミングを
出力するステップと、タイマの動作を開始するステップ
と、前記タイマの出力と前記タイミングレジスタの出力
を比較するステップと、前記比較結果が一致したとき前
記設定したタイミングレジスタに対応する第二以降の操
作量をディジタル・アナログ変換するステップとを有す
ることを特徴とする制御方法。
【請求項７】少なくとも情報が記録された円板から少な
くとも情報の読み出しを行うヘッドの現在位置を読み取
るステップと、目標位置と前記現在位置との差である残
距離を算出するステップと、前記残距離に基づきマイク
ロプロセッサにより前記ヘッドを位置決め制御する操作
量を演算するステップと、前記操作量をディジタル・ア
ナログ変換するステップとを含む制御方法であって、目標位置軌道を所定の時間進ませた目標軌道を基にフィ
ードフォワード制御量を演算するステップと、前記目標
位置軌道を所定の時間遅らせた目標軌道を基にフィード
バック制御量を演算するステップとを含むことを特徴と
する制御方法。
【請求項８】前記フィードフォワード制御量の演算を、
前記ヘッドの現在位置を検出した後、少なくとも一回以
上の演算を行うステップと、前記フィードバック制御量
の演算を、前記ヘッドの現在位置を検出した後、少なく
とも一回以上の演算を行うステップとを含むことを特徴
とする請求項７に記載の制御方法。