JPS63184811A - Error correcting system for speed control system - Google Patents

Error correcting system for speed control system

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JPS63184811A
JPS63184811A JP1757187A JP1757187A JPS63184811A JP S63184811 A JPS63184811 A JP S63184811A JP 1757187 A JP1757187 A JP 1757187A JP 1757187 A JP1757187 A JP 1757187A JP S63184811 A JPS63184811 A JP S63184811A
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JP
Japan
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speed
output
predicted
signal
abnormal
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Application number
JP1757187A
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Japanese (ja)
Inventor
Susumu Hasegawa
進 長谷川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Abstract

PURPOSE:To execute a speed control at a high speed and stably, even if an error is contained in a position signal, by predicting a speed and a position of a movable body of a control object in each sample period, and executing a control by using a predicted speed, in case when an abnormal speed has been detected. CONSTITUTION:The present speed is calculated by a speed calculating part 10, based on a digital position signal outputted from an A/D converter 9 of an output side of a sampling circuit 7. Also, in a predicted value calculating part 11, a predicted speed and a predicted position at the time of sampling of the next time are calculated in accordance with the variation quantity of the inputted present speed signal and the digital position signal, and stored temporarily in a storage part 12. In case when an abnormal speed detecting part 13 has detected a normal speed, an output of the speed calculating part 10 is inputted to a subtracting part 2 through a speed selecting part 14, and in case when said part has detected and abnormal speed, the predicted speed of the previous time stored in the storage part 12 is read out, inputted to the subtracting part 2 through the speed selecting part 14, and also, a predicted position signal and a predicted speed signal at the time of sampling of this time, stored in the storage part 12 are corrected to those of the previous time.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 サンプル値制御による速度制御系において、位置信号の
サンプル値の微分によって得られる現在速度信号のエラ
ーによる異常動作を防止するため、各サンプル周期にお
ける制御対象の可動体の速度と位置を予想しておき、異
常速度が検出された場合にその異常値を使用せず、予想
速度を用いて制御を行うようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] In a speed control system using sample value control, in order to prevent abnormal operation due to an error in the current speed signal obtained by differentiating the sample value of the position signal, the movement of the controlled object in each sample period is The speed and position of the body are predicted, and when an abnormal speed is detected, control is performed using the predicted speed without using the abnormal value.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は磁気ディスク装置に係り、特にヘッド位置決め
制御系の高速、高精度化に関する。
The present invention relates to a magnetic disk drive, and more particularly to high speed and high precision head positioning control system.

マイクロプロセッサを用いたデジタル制御による上記制
御系の達成において、正確な速度信号の復調が重要であ
るが、速度エラーの原因となるヘッド位置信号の読み取
りエラーが発生した場合でも正確な速度制御が行えるよ
うなエラー訂正方式の開発が望まれている。
In achieving the above control system using digital control using a microprocessor, accurate demodulation of the speed signal is important, but accurate speed control can be achieved even if an error occurs in reading the head position signal, which causes a speed error. It is desired to develop such an error correction method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は従来の速度制御系のブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram of a conventional speed control system.

図において、1は速度制御装置(例えば磁気ディスク装
置におけるヘッド位置決め制御系に利用される装置)で
可動体5を所要の位置まで移動させるに必要な目標速度
をデジタル値で出力する機能を有する。
In the figure, reference numeral 1 denotes a speed control device (for example, a device used in a head positioning control system in a magnetic disk device) which has a function of outputting a target speed necessary for moving the movable body 5 to a desired position in a digital value.

2は減算器で入力端子の一方には速度制御装置1の目標
速度が入力され、他方の入力端子には後述する現在速度
信号が人力され、その差は両者の誤差信号となって出力
される。3はD/A変換器で前記誤差信号をアナログ値
に変換し、駆動回路4を介して可動体を移動させる。
2 is a subtracter, and one of the input terminals receives the target speed of the speed control device 1, and the other input terminal receives a current speed signal, which will be described later, and the difference between the two is output as an error signal. . A D/A converter 3 converts the error signal into an analog value, and moves the movable body via a drive circuit 4.

6は位置信号検出器(例えば磁気ディスク装置における
サーボヘッド)で可動体5の移動位置を検出して位置信
号を出力する。8は速度信号変換回路で、例えば微分回
路等が用いられ位置信号を微分することにより現在速度
信号に変換している。
A position signal detector 6 (for example, a servo head in a magnetic disk drive) detects the moving position of the movable body 5 and outputs a position signal. Reference numeral 8 denotes a speed signal conversion circuit, which uses, for example, a differentiation circuit, and converts the position signal into a current speed signal by differentiating it.

7はサンプリング回路で現在速度信号を所定のタイミン
グでサンプリングし、A/D変換器9によりデジタル値
に変換して減算器2にフィードバックし、減算器2が出
力する誤差信号を零に近づけるようにして目標速度に制
御する閉ループサーボ制御系を構成している。
7 is a sampling circuit that samples the current speed signal at a predetermined timing, converts it into a digital value using an A/D converter 9, and feeds it back to the subtracter 2, so that the error signal output from the subtracter 2 approaches zero. This constitutes a closed-loop servo control system that controls the speed to the target speed.

ここで位置信号入力、誤差信号出力はある一定周期Δt
のサンプルホールド回路であるものとすると、制御系は
マイクロプロセッサで達成できる。
Here, the position signal input and error signal output are at a certain period Δt
The control system can be achieved by a microprocessor.

第2図はマイクロプロセッサによるフローチャートを示
す。ステップAで位置信号検出器6の出力をA/D変換
して位置信号をデジタル値で出力し、各サンプル時にお
ける値Pi、 Pi−、(添字iは各サンプル時を表す
)を求める。ステップBでは各サンプル周期で演算され
る現在速度信号Viは位置信号Piの微分(差分)であ
って、 Vi= (Pi−Pi−+) /Δt −−−−・・−
(1)と計算される。
FIG. 2 shows a flowchart by the microprocessor. In step A, the output of the position signal detector 6 is A/D converted to output a position signal as a digital value, and the values Pi, Pi-, (the subscript i represents each sample time) at each sample time are determined. In step B, the current speed signal Vi calculated at each sample period is a differential (difference) of the position signal Pi, and Vi= (Pi-Pi-+)/Δt ------...-
It is calculated as (1).

ステップCでは減算器2を用いて目標速度と現在速度の
差(誤差信号)を求める。
In step C, the subtracter 2 is used to find the difference (error signal) between the target speed and the current speed.

ステップDでは誤差信号が運動量としてD/A変換され
て駆動回路4に送られ可動体5を移動させる。
In step D, the error signal is D/A converted as a momentum and sent to the drive circuit 4 to move the movable body 5.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ここで、位置信号検出器6が出力する位置信号が正確な
値でないとその微分値である現在速度信号も当然不正確
なものとなり、精度の良い位置制御は不可能となるばか
りでなく、場合によっては暴走して装置の破損を招く恐
れがある。
Here, if the position signal output by the position signal detector 6 is not an accurate value, the current speed signal, which is its differential value, will naturally also be inaccurate, and not only will accurate position control become impossible, but also Depending on the situation, it may run out of control and cause damage to the device.

ところで制御対象の可動体によっては観測される位置信
号が誤差を含む場合がある0例えば何等かの理由でサン
プル入力動作と位置信号復調回路系との同期が取れてい
ない場合等は、得られる位置信号は間欠的に不正確なも
のとなる欠点がある。
By the way, depending on the movable object to be controlled, the observed position signal may contain errors.For example, if the sample input operation and the position signal demodulation circuit system are not synchronized for some reason, the obtained position The disadvantage is that the signal is intermittently inaccurate.

本発明は上記従来の欠点に濫みて創作されたもので、位
置信号に誤差を含む場合でも高速、安定な速度制御が可
能な速度制御系のエラー訂正方式の提供を目的とする。
The present invention was created in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide an error correction method for a speed control system that is capable of high-speed and stable speed control even when a position signal contains an error.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の速度制御系のエラー訂正方式は、可動体5の速
度制御装置lからデジタル値で指示される前記可動体5
の目標速度を減算器2を介してD/A変換し、駆動回路
4を介して前記可動体5を移動せしめると共に、該移動
位置を検出する位置信号検出器6の出力をサンプリング
回路7を介してA/D変換して前記減算器2にフィード
バックし、該減算器2の出力を零に近づけるようにサー
ボ制御を行う速度制御系において、前記サンプリング回
路7の出力信号をA/D変換器9を介して前記現在速度
を算出する速度演算部10に入力すると共に、該速度演
算部10の出力および前記A/D変換器9の出力から次
回のサンプル時の予想速度および予想位置を演算する予
想値演算部11と、該予想値演算部11の出力を一時記
憶する記憶部12を設け、かつ前記速度演算部10の出
力の異常を判別する異常速度検出部13を設け、該異常
速度検出部13の異常検出信号によって前記速度演算部
10の出力を前記記憶部12に格納した前回サンプル周
期の予想速度に切り換える速度選択部14を設け、該速
度選択部14の出力を前記減算器2に入力する構成を採
用している。
The error correction method of the speed control system of the present invention is based on the speed control system of the movable body 5 which is instructed by a digital value from the speed control device l of the movable body 5.
The target velocity of is D/A converted through a subtracter 2, and the movable body 5 is moved through a drive circuit 4, and the output of a position signal detector 6 that detects the moving position is sent through a sampling circuit 7. In the speed control system, the output signal of the sampling circuit 7 is A/D converted and fed back to the subtracter 2, and servo control is performed so that the output of the subtracter 2 approaches zero. A forecast is inputted to the speed calculating section 10 which calculates the current speed through the speed calculating section 10, and calculates the expected speed and expected position at the time of the next sample from the output of the speed calculating section 10 and the output of the A/D converter 9. A value calculation section 11, a storage section 12 for temporarily storing the output of the predicted value calculation section 11, and an abnormal speed detection section 13 for determining an abnormality in the output of the speed calculation section 10, the abnormal speed detection section A speed selection section 14 is provided which switches the output of the speed calculation section 10 to the predicted speed of the previous sample period stored in the storage section 12 in response to the abnormality detection signal No. 13, and the output of the speed selection section 14 is input to the subtracter 2. We have adopted a configuration that

(作用〕 サンプリング回路7の出力側のA/D変換器9が出力す
るデジタル位置信号に基づき速度演算部10で従来通り
の現在速度を演算する。また予想値演算部11では入力
゛される現在速度信号とデジタル位置信号の変化量に対
応して次回のサンプル時における予想速度と予想位置を
演算し、その結果を記憶部12に一時記憶する。
(Function) Based on the digital position signal output from the A/D converter 9 on the output side of the sampling circuit 7, the speed calculation section 10 calculates the current speed as before. The predicted speed and predicted position at the next sampling time are calculated in accordance with the amount of change in the speed signal and the digital position signal, and the results are temporarily stored in the storage unit 12.

異常速度検出部13が正常速度を検出した場合は、その
正常信号により速度演算部lOの出力を速度選択部14
を介して減算器2に入力せしめ、異常速度を検出した場
合は、その異常信号により記憶部12に格納した前回の
予想速度を読み出し、速度選択部14を介して減算器2
に入力せしめると共に、記憶部12に格納された今回サ
ンプル時の予想位置信号と予想速度信号を前回サンプル
時の予想位置信号と予想速度信号に訂正する。これによ
り異常速度は採用されず予想値に変換されるので高速、
安定な速度制御を行うことができる。
When the abnormal speed detection section 13 detects a normal speed, the output of the speed calculation section IO is changed to the speed selection section 14 based on the normal signal.
When an abnormal speed is detected, the previous expected speed stored in the storage section 12 is read out using the abnormal signal, and the subtracter 2 is inputted via the speed selection section 14.
At the same time, the predicted position signal and predicted speed signal at the time of the current sample stored in the storage unit 12 are corrected to the predicted position signal and predicted speed signal at the time of the previous sample. As a result, abnormal speeds are not adopted and are converted to expected values, resulting in high speeds,
Stable speed control can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面によって詳述する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
Note that, in order to make the explanation of the configuration and operation easier to understand, the same parts are given the same reference numerals throughout all the figures, and repeated explanation thereof will be omitted.

第1図は本発明の速度制御系のブロック図である。図に
おいて、10は速度演算部であって従来例第4図のステ
ップBと同じ演算を行ない、その出力は現在速度信号と
して速度選択部14に入力されると共に、予想値演算部
11にも入力される。
FIG. 1 is a block diagram of the speed control system of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a speed calculation section which performs the same calculation as step B in the conventional example shown in FIG. be done.

予想値演算部11には上記現在速度信号の他にA/D変
換器9からサンプリング毎の位置信号が入力される。各
サンプル周期(L)において 、次回周期(i。、)で
の予想速度vX、L(アングラインは予想値を示す)を
予想し、その予想達度匠で移動した場合の予想位置信号
■ユを計算する0例えば速度の変化量から等速度運動で
あると予想した場合は今回の速度Viと次回の速度Vi
や、は同じであるから ■ム=Vi= (Pi  Pi−+) /Δt −・・
−−(2)Pi、L−P i+Δt−し・・・・・・・
・・(3)となり、■1、■ユが計算される。
In addition to the current speed signal, the predicted value calculation section 11 receives a position signal for each sampling from the A/D converter 9. In each sample period (L), predict the expected speed vX,L (the angle line indicates the expected value) in the next period (i.,), and calculate the expected position signal ■ Yu Calculate 0 For example, if uniform motion is predicted from the amount of change in speed, calculate the current speed Vi and the next speed Vi
and are the same, so ■mu=Vi= (Pi Pi−+) /Δt −・・
--(2) Pi, L-P i+Δt-...
...(3), and ■1 and ■yu are calculated.

記憶部12では前回サンプル時に格納した予想演算値■
、 Piを今回サンプル時の予想演算値匠。
In the storage unit 12, the predicted calculation value stored at the time of the previous sample is stored.
, the expected calculation value when Pi is sampled this time.

皿にそれぞれ更新して一時記憶する。Update each plate and temporarily store it.

13は異常速度検出部であって予め速度変化の割合(加
速度)の限界量を閾値に定めておき、この闇値と現在速
度信号とを比較の結果、闇値を超過する場合は異常と判
定するなどして検出可能である。異常速度検出部13が
各サンプル時において速度演算部10で実際に計算され
た現在速度Viが前記閾値と比較して正常速度と判定し
た場合は、その正常信号により速度演算部10の出力を
速度選択部14を介して減算器2に入力する。
Reference numeral 13 denotes an abnormal speed detection unit, in which a limit amount of the rate of speed change (acceleration) is set in advance as a threshold value, and as a result of comparing this dark value with the current speed signal, if it exceeds the dark value, it is determined to be abnormal. It can be detected by If the abnormal speed detection section 13 compares the current speed Vi actually calculated by the speed calculation section 10 at each sample time with the threshold value and determines that it is a normal speed, the abnormal speed detection section 13 changes the output of the speed calculation section 10 to the speed based on the normal signal. It is input to the subtracter 2 via the selection section 14.

また、異常速度を検出した場合は、その異常信号により
記憶部12に格納した前回の予想速度しを読み出し、速
度選択部14を介して減算器2に入力すると共に、記憶
部12に格納する今回サンプル時の速度と位置の予想値
をそれぞれ前回サンプル時の予想値に訂正する。
In addition, when an abnormal speed is detected, the previous predicted speed stored in the storage unit 12 is read out based on the abnormality signal, inputted to the subtracter 2 via the speed selection unit 14, and the current predicted speed stored in the storage unit 12 is read out. The estimated values of velocity and position at the time of sampling are corrected to the estimated values at the time of the previous sample.

この結果、さらに次に速度演算部10に入力される現在
位置信号が誤差を伴うものであっても、異常速度検出部
13が異常検出する範囲であれば同様のルーチンで訂正
され、復調される速度は異常値を取ることなく安定した
速度制御系が達成される。
As a result, even if the current position signal that is next input to the speed calculation section 10 is accompanied by an error, it will be corrected and demodulated by the same routine as long as it is within the range where the abnormal speed detection section 13 detects an abnormality. A stable speed control system is achieved without the speed taking an abnormal value.

第2図は本発明の速度制御系のフローチャートであって
、マイクロプロセッサを用いて各演算部を動作させるも
のである。
FIG. 2 is a flowchart of the speed control system of the present invention, in which each calculation section is operated using a microprocessor.

ステップ■は第4図のステップAと同じである。Step (2) is the same as step A in FIG.

ステップ■は予想値演算部11における次回サンブル時
の予想速度演算であって前記(2)式で計算する。
Step (2) is a calculation of the predicted speed at the next sampling time in the predicted value calculation unit 11, and is calculated using the above-mentioned equation (2).

ステップ■は予想値演算部11における次回サンプル時
の予想位置演算であってステップ■で得られた予想速度
信号に基づき前記(3)式で計算する。
Step (2) is a predicted position calculation for the next sample in the predicted value calculation section 11, and is calculated using the above equation (3) based on the predicted speed signal obtained in step (2).

ステップ■は第4図のステップBと同じ計算を速度演算
部10にて行う。
In step (2), the same calculation as in step B in FIG. 4 is performed in the speed calculating section 10.

ステップ■は異常速度検出部13において予め定めた閾
値と比較してステップ■で得られた現在速度信号が正常
か異常かを判定し、正常の場合はステップ■に、異常の
場合はステップ■にそれぞれ移る。
In step ■, the abnormal speed detection unit 13 compares the current speed signal with a predetermined threshold value to determine whether the current speed signal obtained in step ■ is normal or abnormal. If normal, proceed to step ■; if abnormal, proceed to step ■. Move each.

ステップ■では異常速度検出部13が検出した異常信号
により記憶部12に格納している前回サンプル時の予想
速度信号を読みだして速度選択部14に転送し、減算器
2に入力する。この時、速度演算部10から速度選択部
14に入力された現在速度信号(異常値)は前記異常信
号により選択されず、次のサンプル時の現在速度データ
が入力される時にシフトされて消滅する。
In step (2), based on the abnormal signal detected by the abnormal speed detection section 13, the expected speed signal at the time of the previous sample stored in the storage section 12 is read out, transferred to the speed selection section 14, and inputted to the subtracter 2. At this time, the current speed signal (abnormal value) inputted from the speed calculation section 10 to the speed selection section 14 is not selected by the abnormal signal, but is shifted and disappears when the current speed data at the next sample time is inputted. .

ステップ■では、前記異常信号により予想値演算部ll
から記憶部12に格納する今回サンプル時の速度と位置
の予想値匠、jith、をそれぞれ前回サンプル時の予
想値’L Piに訂正する。
In step (2), the predicted value calculation unit ll is determined by the abnormal signal.
The expected values of velocity and position at the time of the current sample stored in the storage unit 12 are corrected to the expected values 'L Pi at the time of the previous sample, respectively.

ステップ■とステップ■はそれぞれ第4図のステップA
、ステップBと同じである。
Step ■ and step ■ are respectively step A in Figure 4.
, same as step B.

以上の手順により異常速度が検出されても予想速度を用
いて速度制御が可能となるので可動体5の異常動作を防
止することができる。
Through the above procedure, even if an abnormal speed is detected, speed control can be performed using the predicted speed, so abnormal operation of the movable body 5 can be prevented.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明したように本発明の速度制御系のエラー
訂正方式によれば、読み取りエラーの生ずる可能性のあ
る位置情報からでも異常速度を復調することが回避され
、高速、安定な速度制御系が達成される。
As explained in detail above, according to the error correction method of the speed control system of the present invention, it is possible to avoid demodulating an abnormal speed even from position information that may cause a reading error, and to achieve a high-speed and stable speed control system. is achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の速度制御系のブロック図、第2図は本
発明の速度制御系のフローチャート、第3図は従来の速
度制御系のブロック図、本イとりか遼度到仰未めフロー
チャート第2図 tj−h遣A’t”J 御r−17077m第3図 従」シ遣度利榊果司70−チャート 第4図
Figure 1 is a block diagram of the speed control system of the present invention, Figure 2 is a flowchart of the speed control system of the present invention, and Figure 3 is a block diagram of the conventional speed control system. Flowchart Figure 2 tj-h Transfer A't"J Go r-17077m Figure 3 Flowchart 70-Chart Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 可動体(5)の速度制御装置(1)からデジタル値で指
示される前記可動体(5)の目標速度を減算器(2)を
介してD/A変換し、駆動回路(4)を介して前記可動
体(5)を移動せしめると共に、該移動位置を検出する
位置信号検出器(5)の出力をサンプリング回路(7)
を介してA/D変換して前記減算器(2)にフィードバ
ックし、該減算器(2)の出力を零に近づけるようにサ
ーボ制御を行う速度制御系において、 前記サンプリング回路(7)の出力信号をA/D変換器
(9)を介して現在速度を算出する速度演算部(10)
に入力すると共に、該速度演算部(10)の出力および
前記A/D変換器(9)の出力から次回のサンプル時の
予想速度および予想位置を演算する予想値演算部(11
)と、該予想値演算部(11)の出力を一時記憶する記
憶部(12)を設け、かつ前記速度演算部(11)の出
力の異常を判別する異常速度検出部(13)を設け、該
異常速度検出部(13)の異常検出信号によって前記速
度演算部(10)の出力を前記記憶部(12)に格納し
た前回サンプル周期の予想速度に切り換える速度選択部
(14)を設け、該速度選択部(14)の出力を前記減
算器(2)に入力することを特徴とする速度制御系のエ
ラー訂正方式。
[Scope of Claims] The target speed of the movable body (5), which is indicated by a digital value from the speed control device (1) of the movable body (5), is D/A converted via a subtracter (2), and the drive is performed. A sampling circuit (7) moves the movable body (5) via a circuit (4) and outputs the output of a position signal detector (5) that detects the moving position.
In a speed control system, the output of the sampling circuit (7) is A/D-converted and fed back to the subtracter (2), and performs servo control so that the output of the subtracter (2) approaches zero. A speed calculation unit (10) that calculates the current speed from the signal via the A/D converter (9)
and an expected value calculating section (11) which calculates the expected speed and expected position at the time of the next sample from the output of the speed calculating section (10) and the output of the A/D converter (9).
), a storage unit (12) for temporarily storing the output of the predicted value calculation unit (11), and an abnormal speed detection unit (13) for determining abnormality in the output of the speed calculation unit (11), A speed selection section (14) is provided for switching the output of the speed calculation section (10) to the predicted speed of the previous sampling period stored in the storage section (12) in response to the abnormality detection signal of the abnormal speed detection section (13). An error correction system for a speed control system, characterized in that the output of the speed selection section (14) is input to the subtracter (2).
JP1757187A 1987-01-27 1987-01-27 Error correcting system for speed control system Pending JPS63184811A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02232874A (en) * 1989-03-07 1990-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Track retrieving device

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JPH02232874A (en) * 1989-03-07 1990-09-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Track retrieving device

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