JPS60112117A - 速度信号合成回路 - Google Patents
速度信号合成回路Info
- Publication number
- JPS60112117A JPS60112117A JP58220197A JP22019783A JPS60112117A JP S60112117 A JPS60112117 A JP S60112117A JP 58220197 A JP58220197 A JP 58220197A JP 22019783 A JP22019783 A JP 22019783A JP S60112117 A JPS60112117 A JP S60112117A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- speed signal
- signal
- speed
- inputted
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
- G05D3/1445—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with a plurality of loops
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41423—Noise filter as function of rate of displacement, speed, for stabilisation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は、磁気ディスク装置のヘッド位置決めサーボ機
構で使用する速度信号合成回路に関する。
構で使用する速度信号合成回路に関する。
従来技術
最近の磁気ディスク装置は、第１図に示すように、相互
に９０°位相がずれた２つの位置信号ｌおよび２を検出
し、上記２つの位置信号をそれぞれ微分した信号と、そ
れらを反転させた信号とをそれぞれ１／４周期ずつ選択
してつなぐことによって１つの連続した速度信号を作成
して使用する２相サ一ボ方式が採用されている。しかし
、上記位置信号の微分によって得られた速度信号は、そ
のまま速度制御に使用するには信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）
が十分でないため、上記位置信号の微分によって得られ
た速度信号に、加速度信号を加算し、該加算された信号
を１次ローパスフィルタを通すことによってＳ／Ｎを改
善している。すなわち、Ｓ／Ｎを改善するためにローパ
スフィルタで失われる速度信号の高周波成分を補償する
ために加速度信号が使用される。
に９０°位相がずれた２つの位置信号ｌおよび２を検出
し、上記２つの位置信号をそれぞれ微分した信号と、そ
れらを反転させた信号とをそれぞれ１／４周期ずつ選択
してつなぐことによって１つの連続した速度信号を作成
して使用する２相サ一ボ方式が採用されている。しかし
、上記位置信号の微分によって得られた速度信号は、そ
のまま速度制御に使用するには信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）
が十分でないため、上記位置信号の微分によって得られ
た速度信号に、加速度信号を加算し、該加算された信号
を１次ローパスフィルタを通すことによってＳ／Ｎを改
善している。すなわち、Ｓ／Ｎを改善するためにローパ
スフィルタで失われる速度信号の高周波成分を補償する
ために加速度信号が使用される。
上記加速度信号は、サーボモータの駆動電流を検出する
ことによって容易に雑音の少ない加速度信号を得ること
が可能である。今、サーボモータの駆動電流を１．、力
定数をＫｆ 、可動部の質量をＭとすると、加速度Ａは
、Ａ＝Ｉ。Ｋｆ／Ｍであり、これは速度Ｖの微分に等し
い、従って、微分演算子をＳとすれば、Ａ＝ＳＶである
。
ことによって容易に雑音の少ない加速度信号を得ること
が可能である。今、サーボモータの駆動電流を１．、力
定数をＫｆ 、可動部の質量をＭとすると、加速度Ａは
、Ａ＝Ｉ。Ｋｆ／Ｍであり、これは速度Ｖの微分に等し
い、従って、微分演算子をＳとすれば、Ａ＝ＳＶである
。
一方、１次ローパスフィルタのカットオフ周波数をｆｃ
とすると、そのｉ性は、 １ ／ （１＋ Ｓ ／ ２ ｔｃ ｆ ｃ ）である
。
とすると、そのｉ性は、 １ ／ （１＋ Ｓ ／ ２ ｔｃ ｆ ｃ ）である
。
また、前記加速度Ａを２πｆｃで割って速度Ｖに加算す
ると。
ると。
Ｖ 十Ａ ／ ２ πｆ ｃ ＝ Ｖ （１＋Ｓ ／
２ ｔｔ ｆ ｃ ）となるから、これを前記ローパス
フィルタを通すことによって、（１＋Ｓ／２πｆｃ）が
打消されてＶが合成出力される。
２ ｔｔ ｆ ｃ ）となるから、これを前記ローパス
フィルタを通すことによって、（１＋Ｓ／２πｆｃ）が
打消されてＶが合成出力される。
上述の従来の速度信号合成回路は、上記１次ローパスフ
ィルタのカットオフ周波数ｆｃを数百Ｈｚに設定してい
る。これによってサーボ系から得られる速度信号のラン
ダム雑音を上記１次ローパスフィルタによって除去する
ことがＨ（能である。しかし、位置信号を微分して得ら
れる速度信号中には、ランダム雑音以外にＵ（動部の機
械共振等による振動成分が雑音として混入している。こ
のような機械振動の周波数成分は、通常１〜２ＫＨｚ程
度の比較的低い周波数であり、このような機械振動成分
を上述の１次ローパスフィルタによって十分に減衰させ
ることは困難である。このため、従来の速度信号合成回
路量使用したサーボ系は、サーボループ特性が不安定と
なり、目標位置にヘッドを移動させるシーク動作の音が
大きくなったり、場合によってはループサーボ系が発振
して誤動作を起したりするという欠点がある。
ィルタのカットオフ周波数ｆｃを数百Ｈｚに設定してい
る。これによってサーボ系から得られる速度信号のラン
ダム雑音を上記１次ローパスフィルタによって除去する
ことがＨ（能である。しかし、位置信号を微分して得ら
れる速度信号中には、ランダム雑音以外にＵ（動部の機
械共振等による振動成分が雑音として混入している。こ
のような機械振動の周波数成分は、通常１〜２ＫＨｚ程
度の比較的低い周波数であり、このような機械振動成分
を上述の１次ローパスフィルタによって十分に減衰させ
ることは困難である。このため、従来の速度信号合成回
路量使用したサーボ系は、サーボループ特性が不安定と
なり、目標位置にヘッドを移動させるシーク動作の音が
大きくなったり、場合によってはループサーボ系が発振
して誤動作を起したりするという欠点がある。
発明の目的
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、有害な機
械振動成分を十分減衰させることが可能な速度信号合成
回路を提供し、安定なサーボ動作によって信頼性の高い
サーボ機構を実現することにある。
械振動成分を十分減衰させることが可能な速度信号合成
回路を提供し、安定なサーボ動作によって信頼性の高い
サーボ機構を実現することにある。
発明の構成
本発明の速度信号合成回路は、サーボ機構の加速度に比
例する加速度信号を入力させる２次ローパスフィルタと
、前記サーボ機構の速度に比例する速度信号を入力させ
る２次ノツチフィルタと、該２次ノツチフィルタの出力
と前記２次ローパスフィルタの出力を合成する混合器と
を備えて、該１ｇ合器の出力によって機械振動成分の除
去された速度信号を出力することを特徴とする。
例する加速度信号を入力させる２次ローパスフィルタと
、前記サーボ機構の速度に比例する速度信号を入力させ
る２次ノツチフィルタと、該２次ノツチフィルタの出力
と前記２次ローパスフィルタの出力を合成する混合器と
を備えて、該１ｇ合器の出力によって機械振動成分の除
去された速度信号を出力することを特徴とする。
発明の実施例
次に、本発明について１図面を参照して詳細に説明する
。
。
第２図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
なお、第２図に破線で示したブロック１００が本発明の
速度信号合成回路であり、参照数字１０１はサーボモー
タを、１０２はヘッド可動部を示し、サーボモータ１０
１を駆動する駆動電流工。が電流検出回路１０４によっ
て検出されてゲインＧｃにより加速度信号１１として速
度信号合成回路１００に入力され、速度検出回路１０３
は、ヘッド可動部１０２の変位ｘ０を位置信号によって
検出し、位置信号を微分し、ゲインＧｖＳによって速度
信号ｖ１として出力して速度信号合成回路１００に入力
させる。サーボモータ１０１の力定数はＫｆ−、ヘッド
可動部１０２の質量はＭで、ｌ／Ｓは積分要素である。
速度信号合成回路であり、参照数字１０１はサーボモー
タを、１０２はヘッド可動部を示し、サーボモータ１０
１を駆動する駆動電流工。が電流検出回路１０４によっ
て検出されてゲインＧｃにより加速度信号１１として速
度信号合成回路１００に入力され、速度検出回路１０３
は、ヘッド可動部１０２の変位ｘ０を位置信号によって
検出し、位置信号を微分し、ゲインＧｖＳによって速度
信号ｖ１として出力して速度信号合成回路１００に入力
させる。サーボモータ１０１の力定数はＫｆ−、ヘッド
可動部１０２の質量はＭで、ｌ／Ｓは積分要素である。
速度信号合成回路１００は、電流検出回路１０４の出力
する加速度信号■１をゲイン合せ要素５に入力し、速度
検出回路１０３の出力する速度信号ｖｔを２次ノツチフ
ィルタ３に入力する。
する加速度信号■１をゲイン合せ要素５に入力し、速度
検出回路１０３の出力する速度信号ｖｔを２次ノツチフ
ィルタ３に入力する。
ゲイン合せ要素５の出力はゲイン合せ要素６を介して２
次ローパスフィルタ４に入力させ、該２次ローパスフィ
ルタ４の出力と前記２次ノツチフィルタ３の出力とを混
合器７によって合成し、混合器７の出力によって機械振
動成分が除去された速度信号ｖ２を得ることができる。
次ローパスフィルタ４に入力させ、該２次ローパスフィ
ルタ４の出力と前記２次ノツチフィルタ３の出力とを混
合器７によって合成し、混合器７の出力によって機械振
動成分が除去された速度信号ｖ２を得ることができる。
２次ノツチフィルタ（帯域消去フィルタ）３の特性（伝
達関数）は、除去角周波数をω。とすれば、 （３２＋ω。２）／（Ｓ２＋２ζω。Ｓ＋ω。２） である。ここに、ζは、２次系のダンピングファクタを
示し、２次ノツチフィルタ３の肩特性が所望の特性とな
るように適宜設定することができる。
達関数）は、除去角周波数をω。とすれば、 （３２＋ω。２）／（Ｓ２＋２ζω。Ｓ＋ω。２） である。ここに、ζは、２次系のダンピングファクタを
示し、２次ノツチフィルタ３の肩特性が所望の特性とな
るように適宜設定することができる。
２次ローパスフィルタ４のカットオ・フ周波数は、上記
ω。と同じであり、その特性は、ω。２ ／ （Ｓ２
＋２ζω。Ｓ＋ω。２ ）である。そして、ゲイン合せ
要素５のゲインＧｋは、 Ｇｋ ＝ＧｖＫｆ ／Ｇｃ Ｍ に設定し、ゲイン合せ要素６のゲインは２ζ肴／ω。に
設定する。２次ノツチフィルタ３および２次ローパスフ
ィルタ４は、例えば、演算増幅器を用いたアクティブＲ
Ｃフィルタによって容易に構成することが可能である。
ω。と同じであり、その特性は、ω。２ ／ （Ｓ２
＋２ζω。Ｓ＋ω。２ ）である。そして、ゲイン合せ
要素５のゲインＧｋは、 Ｇｋ ＝ＧｖＫｆ ／Ｇｃ Ｍ に設定し、ゲイン合せ要素６のゲインは２ζ肴／ω。に
設定する。２次ノツチフィルタ３および２次ローパスフ
ィルタ４は、例えば、演算増幅器を用いたアクティブＲ
Ｃフィルタによって容易に構成することが可能である。
その具体的回路については、ハンドブック等に記載され
ているので説明を省略する。
ているので説明を省略する。
次に、本実施例の動作について説明する。ゲヘイン合せ
要素５が加速度信号Ｉ、を入力し、その出力Ａ１は、 Ａ工＝Ｇｋ Ｉｔ ＝Ｇｋ Ｇｃ Ｉ。
要素５が加速度信号Ｉ、を入力し、その出力Ａ１は、 Ａ工＝Ｇｋ Ｉｔ ＝Ｇｋ Ｇｃ Ｉ。
＝ ＣＧｖＫｆ ７Ｍ）Ｉ。
となる。一方、速度検出回路１０３の出力ｖ１は、
Ｖｌ ＝１．＊Ｇｙ＊Ｋｆ ／ＭＳ
であ′るから、上記Ａ１は結局、Ａ ｔ ＝Ｓ Ｖ ｓ
と表わすことができる。従って、２次ローパスフィル
タ４の出力は、 ５Ｖ１２ζωｏ ／ （Ｓ ” 十２ζ（１１６３＋ω
。′） であり、また２次ノツチフィルタ３の出力は、Ｖｌ’（
Ｓ２＋ω。２）／（Ｓ２＋２ζω。Ｓ＋ω。２） であって、入力速度信号Ｖ１中の有害な機械振動成分は
、ω。をその機械振動の周波数に合わせることによって
十分減衰されている。
と表わすことができる。従って、２次ローパスフィル
タ４の出力は、 ５Ｖ１２ζωｏ ／ （Ｓ ” 十２ζ（１１６３＋ω
。′） であり、また２次ノツチフィルタ３の出力は、Ｖｌ’（
Ｓ２＋ω。２）／（Ｓ２＋２ζω。Ｓ＋ω。２） であって、入力速度信号Ｖ１中の有害な機械振動成分は
、ω。をその機械振動の周波数に合わせることによって
十分減衰されている。
−上記２つの式から、混合器７の合成出力■２は、
Ｖ２＝Ｖｌ
となる。すなわちｖ２は、２次ノツチフィルタ３によっ
て狂った速度信号の成分が２次ローパスフィルタ４の出
力を加算することによって正しく補正され、しかも、有
害な機械振動成分が除去された速度信号である。
て狂った速度信号の成分が２次ローパスフィルタ４の出
力を加算することによって正しく補正され、しかも、有
害な機械振動成分が除去された速度信号である。
第２図に示したゲイン合せ要素５．ゲイン合せ要素６お
よび２次ローパスフィルタ４の順序は変更しても何ら差
支えなく、また、ゲイン合せ要素５とゲイン合せ要素６
を１つにまとめてもよいことは勿論である。
よび２次ローパスフィルタ４の順序は変更しても何ら差
支えなく、また、ゲイン合せ要素５とゲイン合せ要素６
を１つにまとめてもよいことは勿論である。
なお、本発明は ｔＨ独で使用することも可能であるが
、従来の速度合成回路と従属接続して用いることも可能
である。この場合は、位置信号の微分によって得られる
速度信号中の高域のランダムノイズは従来回路の１次ロ
ーパスフィルタによって減衰し、有害な機械振動成分は
本発明の構成要素である２次ノツチフィルタで減衰する
ことになる。
、従来の速度合成回路と従属接続して用いることも可能
である。この場合は、位置信号の微分によって得られる
速度信号中の高域のランダムノイズは従来回路の１次ロ
ーパスフィルタによって減衰し、有害な機械振動成分は
本発明の構成要素である２次ノツチフィルタで減衰する
ことになる。
発明の効果
以］二のように、本発明においては、サーボ系から出力
される速度信号中の有害な機械振動成分を２次ノツチフ
ィルタによって除去し、これによって失われた速度成分
は、サーボ系から人力される加速度信号を２次ローパス
フィルタを通して合成することによって補償するように
構成したから、有害な機械振動成分を十分減衰させた速
度信号を合成し、これにによって安定したサーボ機構を
実現することができるという効果がある。
される速度信号中の有害な機械振動成分を２次ノツチフ
ィルタによって除去し、これによって失われた速度成分
は、サーボ系から人力される加速度信号を２次ローパス
フィルタを通して合成することによって補償するように
構成したから、有害な機械振動成分を十分減衰させた速
度信号を合成し、これにによって安定したサーボ機構を
実現することができるという効果がある。
第１図は２相サ一ボ方式の位置信号の一例を示す図、第
２図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 図において、３：２次ノツチフィルタ、４：２次ローパ
スフィルタ、５ 、６’ ： ケイン合せ要素、７：混
合器、１００：速度信号合成回路、１０１：サーボモー
タ、１０２：ヘッド可動部、１０３：速度検出回路、１
０４：電流検出回路。 出願人 日木′屯気株式会社 代理人 弁理士 佳日」俊宗
２図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 図において、３：２次ノツチフィルタ、４：２次ローパ
スフィルタ、５ 、６’ ： ケイン合せ要素、７：混
合器、１００：速度信号合成回路、１０１：サーボモー
タ、１０２：ヘッド可動部、１０３：速度検出回路、１
０４：電流検出回路。 出願人 日木′屯気株式会社 代理人 弁理士 佳日」俊宗
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〜 サーボ機構の加速度に比例する加速度信号を入力させる
２次ローパスフィルタと、前記サーボ機構の速度に比例
する速度信号を入力させる２次ノツチフィルタと、該２
次ノツチフィルタの出力と前記２次ローパスフィルタの
出力を合成する混合器とを備えて、該混合器の出力によ
って機械振動成分の除去された速度信号を出力すること
を特徴とする速度信号合成回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220197A JPS60112117A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 速度信号合成回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58220197A JPS60112117A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 速度信号合成回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60112117A true JPS60112117A (ja) | 1985-06-18 |
Family
ID=16747405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58220197A Pending JPS60112117A (ja) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | 速度信号合成回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60112117A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0301007A1 (en) * | 1986-03-17 | 1989-02-01 | Mts Systems Corporation | Servovalve drive electronics improvements |
-
1983
- 1983-11-22 JP JP58220197A patent/JPS60112117A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0301007A1 (en) * | 1986-03-17 | 1989-02-01 | Mts Systems Corporation | Servovalve drive electronics improvements |
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