KR910007909B1 - 디스크장치의 위치결정장치 - Google Patents

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KR910007909B1
KR910007909B1 KR1019880017299A KR880017299A KR910007909B1 KR 910007909 B1 KR910007909 B1 KR 910007909B1 KR 1019880017299 A KR1019880017299 A KR 1019880017299A KR 880017299 A KR880017299 A KR 880017299A KR 910007909 B1 KR910007909 B1 KR 910007909B1
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노리아끼 와까바야시
슈우지 요시다
도시오 이나지
히로미 오노데라
쯔가사 요시우라
히로시 미따니
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마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
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  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

디스크장치의 위치결정장치
제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 디스크장치의 위치결정장치의 구성도.
제2도는 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 비교기(7), 조작전기 각도연산부(8), 함수발생부(9), 보상위치 연산부(14)의 구체적인 일실시예를 도시한 구성도.
제3a도는 본 발명에 관한 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 내장프로그램중, 제1의 서어보루우프에 관한 일실시예의 기본 플로우차아트.
제3b도는 본 발명에 관한 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 내장프로그램중, 제2의 서어보루우프에 관한 일실시예의 기본 플로우차아트.
제4a도는 본 발명에 관한 제3a도에 도시한 처리(32)의 구체적예의 플로우차아트.
제4b도는 본 발명에 관한 제3a도에 도시한 처리(33)의 구체적예의 플로우차아트.
제4c도는 본 발명에 관한 제3a도에 도시한 처리(34)의 구체적예의 플로우차아트.
제4d도는 본 발명에 관한 제3a도에 도시한 처리(35)의 구체적예의 플로우차아트.
제5a도는 본 발명에 관한 제3b도에 도시한 처리(62)의 구체적예의 플로우차아트.
제5b도는 본 발명에 관한 제3b도에 도시한 처리(63)의 구체적예의 플로우차아트.
제6a도는 본 발명에 관한 제5b도에 도시한 제3b도중의 처리(63)의 시퀀스를 표시한 블록도.
제6b도는 본 발명에 관한 제5b도에 도시한 제3b도중의 처리(63)의 트래킹 오차신호 f에서부터 보상위치 신호 d1까지의 전달함수의 일례의 주파수특성도.
제7도는 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 위치부호기(6)의 위치 인식부(5b)의 일실시예의 블록도.
제8도는 본 발명에 관한 제7도의 변조회로의 일실시예를 도시한 회로도.
제9도는 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 전자구동장치의 토오크 발생기구를 가리키기위한 개념도.
제10도는 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 전자구동장치에 있어서의 정(靜) 토오크 특성도.
제11도는 본 발명에 관한 제3도, 또는 제4c도에 도시한 처리(34)의 전기각도제한처리의 제한특성의 일례를 표시한 특성도.
제12도는 본 발명에 관한 것으로서, 전진각(leadangle)보정과 코일전류를 설명하는 도면.
제13a도, 13b도, 13c도는 모두 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 위치프로필 발생장치(18a)의 출력의 위치프로필 신호 d3과 이에 추종하는 데이터변환기(data Transducer)(2)의 위치 yh 비교도.
제14a도,14b도는 다같이 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예의 시뮬레이터(19)의 구체적인 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전자구동장치 1a : 회전자
2 : 데이터변환기 3a, 3b : 코일
4 : 고정자 5a : 위치신호발생부
5b : 위치인식부 6 : 위치부호기
7 : 비교기 8 : 조작전기 각도연산부
9 : 함수발생부 10 : 전력공급기
11 : 목표위치 지령신호입력 12 : 제1서어보루우프
13 : 트래킹오차 검출기 14 : 보상위치연산부
15 : 입력(yt) 16 : 제2서어보루우프
17 : 트랙흔들림추정부 18a : 위치프로필발생장치
18b : 인터페이스제어기 19 : 시뮬레이터
20 : 오토트랙 감시부 21 : 오토트랙신호
22 : 오토트랙분별장치 23 : 디스크
24 : 정보기록 트랙 26 : A/D변환기
27 : 연산기 28 : 메모리
29a, 29b : D/A변환기 71a, 71b : 위치신호증폭기
72a, 72b : 변조회로(승산기) 73 : 가산회로
74 : 저역통과필터 75 : 파형정형회로
76 : 캐리어신호(주파수 fc) 76a, 76b : 고주파수 캐리어신호
77 : 기준발진기 78 : 위상차 카운터
79 : 펄스분리회로 80 : 가역카운터
81 : 원점·초기리세트입력 82 : 위치레지스터
83 : 위치인식부출력 84 : 캐리어신호 발생기
85 : 정현형상 출력(Eθ) 86 : 반전증폭기(게인 1)
87 : 반도체 스위치 88 : 변조출력
d2: 피이드포오워드 d3: 프로필신호
Sa, Sb, Sc, SS : 2상정현파 위치신호
본 발명은 디스크기억장치의 정보기록 트랙에의 데이터변환기의 위치결정장치에 관한 것으로서, 특히 이 데이터변환기를, 선택된 정보기록 트랙에, 고속으로 이동하고, 또 정보기록 트랙과의 상대적인 위치를 제어하는 방법 및 그 장치에 관한 디스크기억장치의 데이터변환기의 위치결정장치에 관한 것이다.
최근, 정보기록 재생장치의 성능향상은 눈부신바가 있고, 그것에 수반하여 자기디스크장치나 광디스크장치등의 기록 또는 재생데이터변환기의 위치결정구동장치로서, 보다 고속이고, 보다 소형이고 보다 저소비 전력이고, 보다 고정밀도한 위치결정장치가 요구되고 있다. 고속화의 요구는 반도체의 하이스피이드화에 상응한 억세스속도를 달성할려고 하는 데서 오는 것이며, 소형화의 요구는 동일사이즈로 보다 큰 기록용량을 얻을려고 하는 데서 오는 것이며, 저소비전력화의 요구는 시스템의 소형화나 휴대화를 요구하는데서 오는 것이며, 고정밀도화의 요구는 트랙밀도를 높여서 기록용량을 높일려고 하는 데서 오는 것이다.
종래, 상기한 이들 장치의 위치결정장치로선, 전자구동수단에 스테핑모우처가 널리 활용되어 왔다. 이 중에서 가장 대표적인 하이브리드 PM 형이라고 호칭되는 스테핑모우터의 회전자는, 축방향으로 착자(magnetized)된 자석과 그 자석을 양쪽으로부터 적층한 자성체로 구성되고, 자성체내주에는 일정한 피치로 형성된 자극톱니(magnetic teeth)를 갖추고 있다. 한편, 고정자는 회전자의 대향면에 마찬가지로 자극톱니군을 갖춘 자성체코어와 자성체코어에 감겨진 복수개의 코일로 구성되어 있다.
하이브리드 PM형의 스테핑모우터를 구동하기 위한 기본구동회로는, 복수의 스위치로 구성되는 브리지회로와, 그 중간점사이에 코일이 접속되어 있다. 여기서 스위치를 순차개폐하므로서 , 상기 복수개의 코일을 외부로부터 순서좋게 여자해주면, 회전자는 코일의 여자상태에 의해 위치를 바꾸어 돌아간다. 이들 스위치는 보통반도체로 구성된다.
가장 대표적인 2상여자(2phase feeding)이 스테핑모우터는 외부신호에 동기해서 스위치를 순차개폐하면, 1/4 톱니피치(전기각으로 90o)씩 회전자를 회전시킬 수 있다. 이와 같은 스테핑모우터를 활용해서 구성한 예를 들면, USP, 4,568,998과 같은 종래의 디스크장치의 위치결정장치는 오우픈루우프위치결정 시스템이라 일컬어지고, 스텝펄스 입력에 의해서 브리지회로를 순차동작시켜 스텝모우터의 회전자를 회전시킴으로서, 데이터변환기를 이동시켜 트랙억세스를 가능하게 하고 있었다.
이와 같은 종래의 디스크장치의 위치결정장치는, 상술한 바와 같은 스테핑 모우터를 그 전자구동수단으로서 활용한 오우픈루우프위치결정 시스템이므로, 전자제어회로가 비교적 간소하다고 하는 특징이 있었다.
즉, 펄스 보내기에 의해서 위치결정을 행할 수 있으므로, 마이크로프로세서로부터 직접 펄스를 전력공급회로에 인가한다고 하는 방법으로 간단히 구성할 수 있다. 또 다른 전자구동수단, 예를 들면 보이스코일모우터나, 서어보모우터에 비교해서 전력효율이 높고(스테핑모우터와 같이 자기회로에 톱니형상의 요철(凹凸)자극톱니를 가진 작동자는 효율이 좋고, 소전류에서도 추력 또는 토오크가 매우 크다), 그 결과, 소형콤팩트하고, 또, 전력절약이라는 특징이 있었다.
그러나 반면, 고속성, 고정밀이라고 하는 점에서는 매우 문제를 내포하고 있다. 예를들면, 전자구동수단으로서 스테핑모우터를 활용하고 있기 때문에, 선택된 정보기록 트랙에 데이터변환기를 위치결정 정지할때에, 정지점을 중심으로 진동적이 된다고 하는 현상이 일반적으로 일어나, 위치결정의 세틀링(Settling=整定)시간이 오래 걸린다고 하는 결점이 있다. 이 진동을 적게하고, 세틀링 시간은 단축하기 위해서는, 가동부나 회전자에 기계적 점성저항을 부여해줄 필요가 있으나, 이 경우에는 구조가 복잡하게 되거나, 이 점성저항 때문에 시이크시간이 오래 걸리는 결점이 있었다. 이것은 보이스코일 모우터나, DC 서어보모우터를 활용한 위치결정장치에는 없는 결점이다. 또 스테핑모우터는 외부로부터의 펄스신호에 동기한 스피이드를 얻을 수 있으므로, 펄스신호의 주파수를 빠르게 하면 데이터변환기를 고속 시이크 시킬수 있는 것으로 생각되나, 추력이 큰 저속시와는 달라서, 고속구동시에는 코일이 지닌 시정수나, 철손(hysterisis)의 영향에 의해, 전류의 상승개시가 지연되어서 효율좋게 토오크를 발생할 수 없다. 그 결과, 시이크의 고속화를 노리면, 탈조(脫調=Out of Stepping)를 일으키기 쉽다고 하는 결점을 가지고 있었다. 특히 위치결정 분해능을 향상시키기 위하여, 자극피치를 세밀화하였을 경우에는, 1회전당의 스위치주파수가 올라가기 때문에 그 영향이 크게 나타나고 있었다.
또 디스크의 정보기록용량을 높이기 위하여, 정보기록 트랙의 폭을 미세하게 해서 트랙밀도를 높이면, 보다 높은 위치결정 정밀도가 필요하게 된다. 즉, 외부로부터의 진동충격력에 대한 위치결정의 유지능력도 필요하고, 또 상대적으로 트랙의 편심이나, 꾸불꾸불함의 영향도 무시할 수 없게 된다. 상기한 종래의 위치결정장치에서는, 위치결정을 세밀하게 해서, 그 분해능을 향상시키기 위해서는, 스테핑모우터의 회전자나 고정자의 자극톱니를 미세하게 해서 그 수를 증가시켜, 스텝각을 작게하는 일을 우선 생각할 수가 있다. 그러나 기계정밀도상의 한계 때문에, 자극톱니의 수를 그다지 증가시킬 수는 없으며, 가령 증가시키므로서 위치결정 분해능을 높게할 수는 있었다고 해도, 위치결정의 절대정밀도를 확보하는 것은 곤란하고, 유지능력(holding torque)도 높게하는 것은 곤란하였다. 또한 교환성 매체에 특히 현저하게 볼 수 있는 일이나, 정보기록 트랙의 편심이나, 꾸불꾸불함이 있으면 상술한 종래의 위치결정장치로는 충분한 트래킹성능을 얻는 일은 불가능하였다.
그리하여 다른 전자구동수단, 예를 들면 보이스코일모우터나, DC 서어보모우터를 사용한 위치결정장치와 폐루우프서어보제어에 의해서 고속시이크 고트랙밀도화, 고정정밀트래킹 성능을 실현하여, 디스크장치의 고성능화를 달성하려고 하는 방법이 있으나, 일반적으로 이것들은 상기한 바와 같이 스테핑 모우터를 사용한 종래예의 비교해서, 전력효율은 높지않고, 전력손실이 비교적 크고, 소형화에 부적합한 외에, 본질적으로 전자제어회로가 복잡하였다. 즉, 트래킹제어를 위한 위치제어루우프와 시이크 제어를 위한 속도제어루프의 2개의 루우프를 구비하고, 후자는 시이크때의 잔여 트랙수를 함수로 하는 속도프로필의 테이블을 가지고, 이것에 따라서 속도제어해서, 목표트랙직전에서 전자(前者)의 위치제어루우프 절환한다고 하는 복잡한 구성을 가지고 있었다. 또 속도계측회로도 일반적으로 꽤 복잡한 구성이 필요하였다.
또, 상기한 스테핑모우터를 사용한 종래의 오우픈루우프위치 결정제어에 의한 디스크장치에서는 외부로부터 가해진 진도, 충격에 의해서, 데이터변환기가 정보기록 트랙으로부터 튀어나오는 오프트랙을 즉각적으로는 검지할 수 없다. 오프트랙을 검지하는 것은 중요하다. 그 이유는 외부로부터의 진동, 충격에 의해서 데이터변환기가 정보기록 트랙으로부터 튀어나갈려고 하면, 즉시로 데이터 써넣기를 정지하지 않으면 안되기 때문이다. 오프트랙을 검지하기 위하여, 종래는, 디스크면에 데이터변환기가 정보기록 트랙의 상대적인 위치오차를 픽업할 수 있는 서어보정보를 끼워넣고 있었다. 이 서어보정보를 사용해서 트래킹성능을 높이거나 오프트랙감시를 행하거나 하고 있었다.
그러나 최근, 자기디스크장치의 경우, 기록용량 증대를 위하여, 전용 서어보면을 준비하지 않게 되었다. 모든 디스크면을 정보데이터기록면으로 하고, 이 속에 서어보정보를 분산시키도록 하였다. 광디스크의 경우에도, 트랙홈을 특별히 준비하지 않는 방식은, 군데군데에 트랙킹을 위한 서어보정보를 분산시키도록 하였다. 이들 방식은 샘플링 서어보방식이라고 하거나, 섹터서어보방식이라고 한다. 섹터서어보라고 하는 이름은 서어보정보가 데이터섹터사이에 배치되어 있기 때문에 온 것이며, 예를들면 USP, 3,593,333 속에 상세히 설명되어 있다. 이들 방식에서는, 서어보를 위한 정보가 간헐적으로 밖에 얻어지지 않기 때문에, 트랙킹성능을 높게하는 일은 어렵다. 또 오토트랙의 발생을 순간적으로 검지할 수는 없다.
상기한 바와 같이, 전자구동수단으로서 스테핑모우터를 활용한 종래의 디스크장치의 위치결정장치는, 소형콤팩트 하다든지 전력절약이라든지 하는 잇점을 가지면서도, 트랙위치결정의 세틀링시간이 길다고 하는 결점이나, 고속시이크가 어렵다고 하는 결점을 가지고 있었다. 또한 스테핑모우터의 구조상의 문제나 오우픈루우프 위치결정 시스템에 있어서의 문제로서, 위치결정 분해능이나 정밀도와 유지능력을 대폭향상시키는 것은 곤란하고, 트래킹성능을 충분히 확보하는 일이 곤란하다고 하는 결점을 가지고 있었다. 또 다른 전자구동수단, 예를들면 보이스코일 모우터나, DC 서어보모우터를 사용한 폐쇄루우프서어보의 위치결정장치는 디스크장치의 고성능화를 달성하기 쉬운 방법이 있으나, 전력손실이 비교적 크고, 소형화에 부적합한 외에, 본질적으로 전자제어회로가 복잡하였다. 또한 최근의 디스크장치의 트랙피치는 매우 미세하게 되어오고 있으며, 특히 교환매에서는, 상대적으로 정보기록 트랙의, 디스크회전에 따른 흔들림(deflection)을 무시할 수 없게 되어와서, 트래킹성능도 나빠져 가고 있다. 또, 외부로부터의 진동, 충격에 의해 , 간단히 오프트랙되어 버리는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 트랙억세스의 고속화, 저소비전력화, 소형화, 고정 밀도화를 동시에 실현하는 새로운 디스크장치의 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 탈조의 현상을 방지시키고, 고속시이크 성능을 실현하고, 전자구동장치의 추력을 가장 효율 좋게 발생시키는 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전자구동장치를 조정해서, 데이터변환기를 선택된 정보기록 트랙에, 진동하는 일이 없고, 고속세틀링을 실현하는 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 위치부호기 수단에 의해서, 고정밀도이면서도 고분해능의 데이터변환기의 위치결정과, 외부의 진동, 충격을 억제하는 높은 유지능력을 실현하는 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 데이터변환기의 전체가동 범위를, 선형으로 절대위치를 인식하므로서, 특정한 트랙피치에 속박되지 않는, 자유로운 데이터변환기의 위치결정이나, 미소한 위치결정 조정이 가능한 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터변환기와 정보기록 트랙과의 트랙킹 오차를 보다 작게해서, 보다 높은 트래킹성능을 실현하는 트랙추종제어장치를 제공하는데 있으며, 또 교환성 매체에 현저한 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함을 억제할 수 있는 신규한 트랙추종제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 속도제어루우프를 사용하지 않고, 위치제어루우프만을 가지고, 트랙억세스제어를 가능하게 하는, 간소한 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 오프트랙발생을 고정밀도 분별하는 위치결정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 위치결정장치의 하나는, 복수의 정보기록 트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록 트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 위치결정하는 것으로서, 상기 디스크 면상에서 상기 데이터변환기를 자재하게 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치 신호를 출력하는 위치부호기 수단과, 목표위치 지령신호와 상기 위치보호기 수단이 출력하는 현재 위치 신호와의 편차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서 상기 편차량으로부터 조작전기각도량을 연산하는 조작전기 각도연산수단과, 상기 조작전기 각도량에 의거해서 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭하여 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기 수단과, 상기 비교수단과, 상기 전기각 연산수단과 상기 함수발생수단과, 상기 전력공급수단을 포함해서 폐쇄루우프서어보 시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프 수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹 오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹 오차신호로부터 상기 목표위치 지령신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함해서 폐쇄루우프서어보 시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단으로 이루어져있다.
본 발명의 다른 위치결정장치는, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 목표위치 지령신호에 따라서 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과 이 전자구동수단의 동작 변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치 신호를 출력하는 위치부호기 수단과, 상기 전자구동수단에 의한 조작량으로서 상기 목표위치 지령신호에 의거해서 조작전기 각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 상기 조작전기 각도량에 의거해서 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭해서 상기 복수상의 신호를 각각 증폭해서 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과 이 트래킹오차 신호로부터 상기 목표위치 지령신호속에 가해지는 보상위치 신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함등의 트랙 흔들림을 추정해서 상기 목표위치 지령신호속에 가해지는 피이드포오워드 신호를 생선하는 트랙흔들림 추정수단으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 위치결정장치는, 상기 디스크상에서 상기 데이터변화기를 자재하게 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치 신호를 출력하는 위치부호기 수단과, 목표위치 지령신호와 상기 위치부호기 수단이 출력하는 현재위치 신호와의 편차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 이 편차량에 의거해서 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기 수단과, 상기 비교수단과, 상기 전력공급수단을 포함해서 폐쇄루우프서어보 시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹 오차신호를 출력하는 트래킹 오차검출수단와, 이 트래킹 오차신호로부터 상기 목표위치 지령신호속에 가해지는 보상위치 신호를 연산하기 위하여 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹 오차검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함해서 폐쇄루우프서어보 시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프 수단과, 새로운 트랙선택 정보에 따라서, 상기 데이터변환기를 위치궤적 제어에 의해서 트랙간 이동을 시키도록, 상기 목표위치 지령 신호속에 가해지는 위치 프로필 신호를 생성하는 위치프로필 발생수단으로 이루어진다.
본 발명의 또다른 위치결정장치는, 상기 디스크상에서, 상기 데이터변환기를 자재하게 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재위치를 표시하는 현재위치 신호를 출력하는 위치부호기 수단과, 목표위치 지령신호와 상기 위치부호기 수단이 출력하는 현재위치 신호와의 편차에 대응한 편차량을 출력하는 비교수단과, 이 편차량에 의거해서, 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기 수단과 , 상기 비교수단과, 상기 전력공급수단을 포함해서 폐쇄루우프서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하여, 트랙킹 오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치 지령신호속에 가해지는 보상위치신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹 오차검출수단과, 상기 보상위치연출 수단을 포함해서 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단과, 상기 제1의 서어보루우프수단의 동작의 일부 또는 전부를 실시간으로 모의해서 상기 현재 위치 신호의 모의신호를 출력하는 시뮬레이터 수단과, 상기 현재위치 신호와 상기 모의 신호로부터 상기 정보데이터변환기의 선택된 정보기록 트랙으로부터의 일탈을 감시하는 오프트랙 감시수단을 포함해서 구성되는 오프트랙 분별수단으로 이루어진다.
본 발명은 상기 구성에 의해서, 하기한 바와 같은 작용, 효과를 가진다.
먼저, 전자구동수단의 현재위치를 항상 검출하여, 전자구동수단의 복수개 코일의 합성전류기 자력의 위상을 임의로 제어하므로서, 항상 가장 효율 좋게 추력을 발생시키고, 과도동작(transient movement)시에서도 고속시이크시에서도 탈조(Out of stepping)의 현상을 방지하고, 데이터변환기를 안정적이고도 고속으로 이동, 조정시킬 수 있다. 또 현재위치 신호와 목표위치 지령신호를 비교하여 얻은 편차량에 따라서, 조작전기각도 연산수단으로 적절한 제어 연산을 실시하므로서, 데이터변환기를 선택된 정보기록 트랙에, 진동시키는 일없이 재빨리 세틀링시킬 수 있어, 억세스 시간의 단출을 할 수 있다.
또 현재위치 신호와 목표위치 지령신호를 비교해서 얻은 편차량에 따라서 조작전기각도 연산수단으로 적절한 제어연산을 실시하므로서, 데이터변환기를 선택된 정보기록 트랙에, 진동시키는 일없이 재빨리 세틀링시킬 수 있어, 억세스 시간의 단축을 할 수 있다.
또, 위치부호기 수단에 의해서, 전자구동수단의 현재위치를 정밀도 좋게, 또한 분해능 높으게 인식할 수 있으므로, 미묘한 위치결정조정을 할 수 있고, 동시에 유지능력을 높게할 수 있어 진동충격력을 억제할 수 있으므로, 정보기록 트랙을 고밀도화할 수 있다.
또 위치부호기 수단에 의해서, 어떤 기준점을 원점으로 해서 데이터변환기의 전체가 동범위를 선형(liner)으로 절대위치 인식할 수 있으므로, 특정한 트랙피치에 속박되지 않고, 자유스러운 위치결정이나, 미묘한 위치결정 조정을 할 수 있다.
또 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하는 트래킹오차 검출수단과, 보상위치 연산수단에 의해서 적절한 보상연산을 실시하므로서, 고정밀도로 데이터변환기를 정보기록 트랙에 트래킹시킬 수 있으므로, 역시 정보기록 트랙의 고밀도화를 용이하게 달성할 수 있다.
또 트랙흔들림 추정수단에 의해서 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함을 추정하고, 추정된 트랙흔들림의 정보에 의거해서 피이드포오워드적인 제어를 행하므로서 안정적이고 한층 높은 트랙킹 성능을 얻을 수 있다.
또 위치프로필 발생수단에 의해서 데이터변환기를 새로이 선택된 트랙에 억세스시키기 위한 이동궤적, 즉, 위치프로필을 목표위치지령 신호에 부여하므로서, 억세스의 제어도 위치제어로 실현시킬 수 있어, 매우 시스템을 간단하게 구성할 수 있다.
또 오프트랙 분별수단에 의해서, 데이터변환기의 움직임을 감시하여, 높은 정밀도로 오프트랙을 분별할 수 있다.
또 서어보루우프속의 전자구동 수단은, 소형콤팩트, 고효율이고 저소비전력이라고 하는 특징이 있으므로, 디스크장치를 소형화, 휴대화할 수 있다.
이하, 본발명의 일실시예인 디스크장치의 위치결정장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.
제1도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 디스크장치의 위치결정 장치의 구성도이다. 이 제도는 전자구동 장치로서 예를 들면 스테핑모우터와 같은 회전형의 자곧ㅇ자를 사용하였을때의 실시예이다. 이 제1도에 있어서, (1a)는 회전자로서, 자석과, 자성체로 이루어진 톱니형상의 요철(자극톱니)을 포함해서 구성된다. (3a), (3b)는 자성체코어에 감겨진 코일로서, 자성체코어와 더불어, 회전자 (1a)와 소정의 빈틈을 개재해서 대향하는 고정자(4)를 구성한다.
상기 회전자(1a)와 고정자(4)를 주요소로 해서 전자구동장치(1)이 구성되어 있다. (2)는 데이터변환기이며, 전자구동장치(1)에 의해서, 선택된 디스크(23)상의 정보기록트랙(24)에 자재하게 억세스할 수 있다. (5a)는 회전자(1a)의 위치(간접적이지만 동시에 데이터변환기(2)의 위치)를 검출하여 2상(2phase)의 정현파 형상위치 신호 sa, sb를 출력하는 위치신호 발생부이다. (5b)는 위치인식부로서, 위치신호 발생부(5a)가 출력하는 2상 정현파 형상위치 신호 sa, sb를 입력으로하여, 회전자(1a)의 현재위치 b를 고분해능으로 인식하여 출력한다.
이 현재 위치 신호 b는 어떤 기준점을 원점으로 해서 고분해능으로 데이터 변환기의 전체가동 범위를 선형으로 절대위치 표시하는 신호이다. 여기서는 (5a)와 (5b)를 포함해서 위치부호기(6)이라고 부르기로 한다. (7)은 비교기로서, 위치인식부(5b)가 출력하는 현재위치신호 b와, 목표위치 지령신호(11)에 주어지는 목표위치 지령신호 a를 입력으로 하여, 편차량신호 c(=a-b)를 출력한다. (8)은 조작전기각도 연산부로서, 편차량신호 c를 입력으로 하여, 적당한 제어연산을 실시해서 조작전기각도량 e를 출력한다. (9)는 함수 발생부로서, 조작전기 각도량 e에 대응한 2상의 정형파신호 sc와 ss를 출력한다. (10)은 전력공급기로서, 함수발생부(9)로부터 출력되는 2상 정현파신호 sc,ss를 증폭하여 각각 코일 3a, 3b에 전류를 공급한다.
이상의 부재를 포함해서 제1의 서어보루우프(12)가 구성된다. (13)은 트래킹오차검출기로서, 데이터변환기(2)와 디스크(23)위에 있는, 선택된 정보기록 트랙과의 상대적인 위치오차를 검출해서 트래킹오차신호 f를 출력한다.
(14)는 보상위치 연상부로서, 트래킹오차신호 f에 의거해서, 소정이 보상연산을 실시하여, 상기 목표위치지령신호입력(11)에 가해지는 보상위치 신호 d1를 출력한다. 또한 (15)는 선택된 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함 등을 포함한 트랙흔들림의 입력 yt를 표시한다. (17)은 트래킹 성능을 향상시킬 목적의 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함 등의 트랙흔들림 추정부이다. 이것은 상기 트래킹오차 신호 f와 상기 현재위치 신호 b를 입력으로 해서, 정보기록 트랙의 편심이나 꾸불꾸불함의 크기를 추정하여 피이드포오워드신호 d2를 출력한다. 피이드 포오워드신호 d2는 상기 목표위치 지령신호(11)에 가해져서, 목표위치 지령신호 a에 가산된다. (2), (13), (14), (17)을 포함하여 제2의 서어보루우프(16)가 구성된다.
다음에 (81a)는 위치프로필 발생장치로서, 상기 데이터변환기(2)를 새로이 선택된 정보기록 트랙에 억세스 시키기 위한 수단이며, 인터페이스 제어기(18b)로부터 보내오는 새로운 트랙선택 정보에 대응해서 위치 프로필신호 d3를 출력한다. 이 위치프로필이라고 하는 것은 위치궤적(trajectory)이며, 데이터변환기(2)의 이동위치를 시간의 함수로서 표현된 것이다. 단 트랙억세스가 종료되면 통상적으로는 선택된 트랙의 위치에 대응하는 값으로 고정된다. 이것도 또 상기 목표위치 지령신호입력(11)에 가해져서, 목표위치 지령신호 a에 가산된다.
다음에, (22)는 오프트랙분별장치이며, 이하의 요소를 포함하여 구성된다. (19)는 제1의 서어보루우프(12)(비교기(7), 조작전기각도 연산부(8), 함수발생부(9), 전력공급기(10), 전자구동장치(1), 위치부호기(6)를 포함하는 루우프)의 동작을 모의해서, 현재위치신호b의 모의신호 b'를 생성하는 시뮬레이터, (20)은 b와 b'를 비교하여, 오프트랙을 판정하고, 만약, 오프트랙이 발생하게 되면 오프트랙신호(OFF)(21)을 출력하는 오프트랙감시부이다.
제2도는 제1도의 비교기(7), 조작전기각도 연산부(8), 함수발생부(9), 보상위치 연산부(14)의 구체적인 일실시예를 도시한 구성도이다. 본 실시예에서는, 비교기(7), 조작전기작도 연산부(8), 함수발생부(9), 보상위치연산부(14)는, A/D 변환기(26)와 연산기(27)과 메모리(28)과 D/A 변환기(29a), (29b)를 포함하여 구성된다. A/D 변환기(26)는, 트래킹오차검출기(13)의 출력의 트래킹오차신호 f를 디지털신호로 변환한다. 연산부(27)은, 연산을 실행하는 연산처리유니트와 처리수속을 관리하는 시퀀스를 포함해서 구성되고, 메모리(28)의 ROM영역(판독전용 메모리영역)에 격납되어 있는 후술하는 소정의 내장프로그램에 따라서 동작하여, A/D 변환기(26)가 출력한 것과 위치부호기(6)이 출력하는 현재위치 b를 예를들면 레지스터나 RAM영역(랜덤억세스영역)에 집어넣어서, 가감산 처리를 포함하는 소정의 연산을 실시한 후에 합성해서, 조작전기 각도량 e를 연산한다. 다음에 연산기(27)은 이 조작전기각도량 e에 대응해서 메모리(28)의 ROM영역에 격납되고 있는 SIN파 및 COS파의 함수테이블을 참조하므로서 2상신호 SC,SS를 구하고, 각각을 D/A변환기(29a),(29b)에 출력한다. D/A변환기 (29a),(29b)는 2상 신호 SC, SS를 각각 디지털 아날로그 변환해서 2상의 애널로그 신호 sc, ss를 출력한다.
다음에, 메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 내장프로그램에 대해서 제3a도와 제3b도에 의거해서 개략을 설명한다.
제3a도는 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 내장프로그램중, 제1의 서어보루우프에 관한 일실시예의 기본 플로우챠트이다. 먼저, 프로그램 ①에서부터, 시작하는 것으로 한다.
여기서 최초의 처리(31)에서는, 타이머로부터의 개입중단을 기다린다.
타이머는, 소정의 시간 τ1마다 개입중단신호를 발생하고, 개입중단이 들어오면 ②로 이행한다. 즉 샘플링 시간 τ1 마다에서 이하의 처리를 행한다. 처리(32)는 정보 집어넣기로서, 현재위치신호 b를 집어넣고, 소정의 레지스터는 RAM 영역 Qb에 격납한다. 처리(33)은 제어연산으로서, 회전자(1 a)의 회전위치를 목표위치에 위치결정하기 위하여, 목표위치지령 신호 a와 현재위치 신호 b와의 편차량신호 c에 의거해서 소정의 제어연산 처리를 행하여, 전기각도 신호 q를 생성한다. 처리(34)는 전기각도신호 q에 제한이며, 이 크기를 소정의 범위내에 제한해서 전기각도 신호 h를 출력한다. 처리(35)는 이상의 연산결과에 보정연산을 가한 결과의 출력으로서, 회전자(1a)의 현재위치신호 b와 처리(34)에서 얻어진 전기각도신호 h등에 대응해서 메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 SIN파 및 COS파의 함수 테이블을 참조하여, 2상 신호 SC, SS를 구하여(각각을 D/A변환기(29a),(29b)에 출력한다. 이 처리의 뒤에는, ①로 이행한다.
제3b도는 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM영역에 격납되어 있는 내장프로그램중, 제2의 서어보루우프에 관한 일실시예의 기본 플로우차아트이다. 먼저, 프로그램은 ⑥에서부터 시작하는 것으로 한다.
여기서 최초의 처리(61)에서는, 데이터변환기(2)의 위치와, 선택된 정보기록트랙과의 위치오차의 검출에 동거하는 개입중단신호 등을 기다린다. 이 개입중단은 τ2마다 있는 것으로 한다. 개입중단이 있으면 ⑦로 이행한다. 즉, 샘플링 시간 τ2마다에서 이하의 처리를 행한다. 여기서는 τ2＞τ1인 것으로 한다. 처리(62)는 정보집어넣기로서, A/D 변환기(26)에 의해서 디지털신호로 변환된 트래킹오차신호 f를 집어넣고, 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 Qf에 격납한다. 처리(63)는 보상연산 및 안정화연산이며, 트래킹오차신호 등에 의거해서 목표위치 지령신호 a를 구한다. 이 처리후는, 재차 ⑥으로 이행한다.
다음에, 먼저 이 제3a도의 처리(32) N(35)에 대해서, 제4a도, 제4b도, 제4c도, 제4d도를 사용해서 더욱 상세히 설명한다.
제4a도는 제3a도에 도시한 처리(32)의 구체적인예의 플로우차아트이다. 먼저, 처리(36),(37)에서는, 목표위치 지령신호 a와 현재위치신호 b를 각각 소정의 레지스터 또는 RAM영역 Qa, Qb에 격납한다. 처리(38)에서는, 전회(前回)의 샘플링시의 값을 유지하는 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 Qn의 내용을 별도의 Qn-1에 격납한다.
단, Qn은 목표위치지령신호 a와 현재위치신호 b의 편차량신호 c에 대응하는 디지털신호를 격납하는 레지스터 또는 RAM영역이다. 다음에 처리(39)에서는 , 목표위치지령신호 a와 현재위치신호 b의 편차량 신호 c에 대응하는 디지털신호를 새로이 연산(c=a-b 즉, (Qn)←(Qa)-(Qb)의 연산)을 하여, 이것을 Qn에 격납한다.
즉, 이 시점에서는, 지금 현재의, 회전자(1a)의 회전위치와 목표위치 지령신호와의 편차량 신호는 Qn에 격납되어, 1샘플링 전의 편차량 신호는 Qn-1에 격납된 것으로 된다. 여기까지의 처리가 비교기(7)의 처리에 해당한다. 또한 이후, (Qn)은 Qn의 내용을 나타내는 것으로 한다.
제4b도는 제3a도에 도시한 처리(33)이 구체적예의 플로우차트이다. 먼저, 처리(41)에서는, 목표위치지령신호 a와 현재위치신호 b의 지금 현재의 편차량신호 c(=a-b)에 대응하는 값을 유지하는 Qn의 내용을 K1배하여, 결과를 소정의 레지스터 또는 RAM영역 P에 격납한다. P의 내용은 Qn의 내용에 비례하는 요소로 된다. 처리(42)에서는, 지금 현재의 편차량신호 C에 대응하는 값을 유지하는 Qn으로부터 1샘플링전의 편차량신호 c에 대응하는 값을 유지하는 Qn-1의 내용을 감산하여, 그 결과를 소정의 레지스터 또는 RNA 영역 △Q에 격납한다. 처리(43)에서는, Qn의 내용에 샘플링주기 τ1을 공급한 값(Qn)·τ1을 연산하여, 그 결과에 1샘플링전의 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 Sn-1의 내용을 가산해서 이것을 별도의 Sn에 격납한다. 즉, 하기의 식[1]의 연산을 행하고, 연산결과를 변수 Sn에 격납된다.
(Sn)=(Sn-1)+(Qn)·τ1 ················[1]
식[1]에 있어서 (Qn) 내용은 목표위치지령신호 a와 현재위치신호 b의 편차량신호 c를 표시하는 것이며, 목표위치지령신호 a와 현재위치신호 b에 정상적인 편차가 존재하면, 매회의 샘플링마다. 항(Qn)·τ1이 (Sn-1)에 가산된다. 이 결과, Sn의 내용은 시간과 더불어 커지기 때문에, 이에 의거해서 폐쇄루우프서어보계를 짜면 a와 b의 정상적인 편차를 없앨 수 있다. 샘플링주기 τ1이 충분히 작다고 하면, 식[1]에서 표시되는 Sm의 내용은 편차량신호 c를 시간적분한 결과를 표시한 것으로 된다. 즉, 처리(43)은 편차량을 시간적으로 누적한 적분요소를 구하는 것이다. 다음에, 처리(44)에서는, (Sn)을 K2배하고, 결과를 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 I에 격납한다. I의 내용은 적분신호가 된다. 다음에, 처리(45)에서는, △Q의 내용을 샘플링주기 τ1로 나눈값(△Q)/τ1을 K3배 하고, 결과를 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 D에 격납한다.
즉, 처리(42), (45)는 편차량을 시간적으로 미분한 변분요소를 구하는 것이다. D의 내용은 미분신호가 된다. 처리(46)에서는, 처리(41), (44), (45)에서 얻어진 연산결과의 P,I,D 모두의 내용을 가산하여 전기각도신호 g를 생성하여, 그 결과를 소정의 레지스터 또는 RAM영역 G에 격납한다. 그리고 ④로 이행한다.
이상의 처리는 소위 PID보상이라고 호칭되는 것으로서, 시스템에 안정성을 주고, 또 유지능력(외란진동이 가해졌을때의 위치유지력)과 목표위치지령신호 a에 대한 위치추종성을 높이는 것을 가능하게 하는 것이다.
제4c도는 제3a도에 도시한 처리(34)의 구체적예의 플로우차트이다. 처리(48)에서는 처리(33)에서 얻어진 전기각도신호 g의 절대치와, 미리 설정된 정수 gMAX를 비교한다. |g|＞gMAX일때는 처리(49)로 이행한다. 그렇지 않은 때에는 처리(50)에서 g을 소정의 레지스터 또는 RAM영역 H에 격납하여 직접 ⑤로 이행한다. 처리(49)에서는, 부호를 유지해서 그 크기를 gMAX로 해서, 이것을 역시 H에 격납하여 ⑤로 이행한다. 이 H의 신호를 전기각도신호 h라고 부른다. 이 처리(34)는 전기각도량을 소정의 범위로 제한하는 것으로서, 이 처리를 전기각도 제한처리라고 한다. 이 상세한 기능, 원리는 뒤에 설명한다.
제4d도는 제3a도의 처리(35)의 구체적예의 플로우차트이다. 처리(52)에서는, Qb에 격납되어있던 현재위치신호 b와 Qb-1에 격납되어 있는 전회(前回) 샘플링된 현재위치신호 b와의 차를 연산해서, 회전차(1a)의 회전속도 v를 얻어서 소정의 레지스터 또는 RAM영역 V에 격납한다. 처리(53)에서는, 차회의 연산에 대비해서 Qb에 격납되어 있던 현재위치신호 b를 Qb-1으로 옮겨놓는다. 이 처리(52) 및 처리(53)을 종합한 처리(59)는, 회전차(1a)의 회전속도를 연산하는 속도연산부이다. 다음에, 처리(54)에서는, 회전속도(v의 절대치)와 미리 설정된 드레솔드치 vREF를 비교한다. 만약 회전속도 v의 절대치가 커서 전진각보정이 필요하면 처리(55)로 이행한다. 불필요하면 처리(56)으로 직접 이행한다. 처리(55)에서는 속도 v에 대응하는 전진각의 보정량 f(v)를 메모리(28)내의 ROM 영역으로부터 구하고, 이것을 현재위치신호 b(Qb)에 격납되어 있다.)에 미리 가하고, 재차Qb에 격납한다. 처리(56)에서는, 처리(34)에서 얻어진 전기각도신호 h와 상기 보정후의 현재위치신호 b를 가산하여, 조작전기각도량 e를 구하고, 이것을 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 E에 격납한다. 이상, 조작전기각도량 e을 구할때까지가 조작전기각도 연산부(8)의 주요한 처리이다.
또 상기 처리(54)와 (55)를 종합한 처리(60)은, 회전자(1a)의 속도에 대응해서 전기각도의 전진각량을 생성, 보정하는 전진각 보정처리이다. 또한 부가해서 말한다면 본 실시예서는 보정량 f(v)를 사전에 현재위치신호에 가하였으나, 그렇지 않고 전기각도신호 h에 가해 두어도 마찬가지이다. 이상의 처리(59)∼(60)(처리 (52)∼(55))의 이유에 대해서도 뒤에 설명한다.
처리(57)에서는, 처리(56)에서 얻어진 조작전기각도량 e에 대응해서 (통상 여기서 e의 상위비트는 버리고, 하위비트에 대응해서)메모리(28)의 ROM 영역에 격납되어 있는 COS파의 함수테이블을 참조하므로서 정현파 형상신호 SC=fc(e)를 구한다. 마찬가지로 처리(58)에서는, 조작전기각도량 e에 대응해서 메모리(28)의 ROM영역에 격납되어 있는 SIN파의 함수 테이블을 참조하므로서 정현파신호 SS=fs(e)를 구한다. 최후에 2상신호 SC, SS는 각각 D/A 변환기(29a), (29b)에 출력된다. 이상이 함수발생부(9)의 주요한 처리이다.(그후의 동작을 부가해서, 제1도 및 제2도에 설명하면, D/A 변환기(29a), (29b)는 디지털신호 SC, SS를 각각 애널로그신호 sc,ss로 변환하여 각각 전력공급기(10)에 입력시킨다.
2상 신호 sc,ss는 전력공급기(10)에 의해 전력증폭되어서 sc,ss에 비례한 2상의 전류신호(또는 전압신호)로 변환되어 고정자(4)의 자성체코어에 감겨진 2상의 코일(3a),(3b)에 공급된다.) 그런데 프로그램의 흐름은, 그후, 제3a도의 선두 ①로 이행하여 다음의 타이머개입중단을 기다린다.
다음에, 제3b도의 처리(62)∼(63)에 대해서, 제5a도, 제5b도를 사용하여 더욱 상세히 설명한다.
제5a도는 제3b도에 도시한 처리(62)의 구체적예의 플로우차아트이다. 먼저 처리(64)에서는 트래킹오차신호 f(또는, 그 근거가 되는 신호)를 A/D변환기(26)에 의해서 디지털신호로 변환된다. 처리(65)에서는, 디지털신호로 변환된 트래킹오차신호 f를 (또는, 그 근거가 되는 신호로부터 f를 계산하여) 소정의 레지스터 또는 RAM 영역 Qf에 격납한다. 그후 ⑧로 이행한다.
제5b도는 제3b도의 처리(63)의 구체적예의 플로우차아트이다. 먼저, 처리(66)에서는, 상기 처리Qf의 내용(트래킹오차신호 f)와, 소정의 레지스터 또는 RAM영역 Qf-1의 내용을 가해서 j로 한다. 처리(67)에서는, 차회의 연산을 위하여 j를 K4배하여 재차 상기 Qf-1에 격납해둔다. 여기서 K4는 1 이하의 정수이다.
이계산은 하기의 식[2]로 표시된다.
j=(Qf)+K4·(Qf-1)=(Qf)+K4·(Qf)·z-1 ········[2]
여기서 식[2]의, z는 z변환의 z이다. K4=1이면, j는 f의(Qf의 내용의)시간적인 적분이고, 0＜K4＜1이면, j는 f의 저역주파수의 게인을 증대시키게하는 시간적누적성을 가진 것으로 된다. 모두 제어계의 입장에서는, 저역보상기(정상편차나, 저주영역의 편차를 억제하는 것)이다. 처리(68)에서는, 상기 j에 소정의 순회적인 레지스터 또는 RAM 영역 Rn(단, n=1∼m)중 Rm의 내용을 추가해서 u로 한다. 처리(69)에서는, 상기 한 f와 j와 u에 각각 K5, K6, K7(모두 영(0)을 포함하는 소정의 실수)를 곱하여, 가산해서 a로 한다. d1은 상기한 보상위치신호이다. 처리(70)에서는, 차회의 연산을 위하여, m개의 순회적인 레지스터 또는 RAM 영역의 R1∼Rm을 1개씩 데이터시프트하여, 상기 u를 R1로 격납한다.
그런데 프로그램의 흐름은, 그후, 제3b도의 선두 ⑥으로 이행하여 다음의 트래킹오차검출에 동기하는 개입중단을 기다린다. 이상의 처리(68), (70)은 트래킹오차신호 f에 포함되는, 디스크의 회전주기의 기본주파수성분, 혹은 그것을 포함한 그 정수배의 고조파성분에 대해서도 소정의 높은 게인을 얻기위한 순회형디지털필터의 연산이며, 그 성분의 편차억제를 견양한 것이다.
제6a도, 6b도는 모두 제5b도에 도시한, 제3b도중의 처리(63)을 보다 구체적으로 설명하는 도면이며, 제6a도는 처리(63)의 시퀀스를 그린 블록도이다. 도면중 z는 z변환의 z이며, z-1은 시간지연요소(시프트레지스터등)를 표시한다. 또 LPF는, 제5b도에서는 설명되어 있지 않으나 안정화를 위하여 순회형디지털필터속에 삽입된 지역통과필터이다. 제6b도는 트래킹오차신호 f로부터 보상위치신호 d1까지의 전달함수의 주파수특성의 일례이다. 여기서 fo는 트래킹오차신호 f에 포함되는, 디스크의 회전주기의 기본주파수 성분이다. 그 정수배의 고주파성분에 대해서도 소정의 높은 게인을 얻고 있는 것을 알 수 있다. 이상의 제3b도에 표시한, 제2의 서어보루우프에 관한 각처리에 의해서, 데이터변환기(2)의 정보기록트랙에 대한 트랙킹성능을 격단으로 향상시키는 일이 가능하게 된다.
제7도는 제1도의 위치부호기(6)의 위치인식부(5b)의 일실시예의 블록도이다. 제7도에 있어서, (71a), (71b)는 위치신호발생부(5a)가 출력하는 2상정현파형상 위치신호 sa, sb를 각각 증폭하는 위치신호증폭기이다. (72a), (72b)는 변조회로로서, 위치신호증폭기(71a),(71b)의 2상정현파출력을 가지고 높은 주파수의 캐리어신호(76a),(76b)를 각각 변조하는 일종의 승산기이다. (84)는 캐리어신호발생기로서, 기준발진기(77)의 기준클록신호를 분주해서 캐리어신호(76a),(76b)를 작성한다. 이 2개의 캐리어신호(76a),(76b)는 서로 90°씩 위상이 어긋나있어, 캐리어신호발생기(84)로부터 변조회로(72a),(72b)에 입력된다. (73)은 가산회로로서, 상기 2개의 변조회로(72a),(72b)의 변조출력을 합해서 가한다. (74)는 저역통과필터이며, 가산회로(73)에서 합해서 가해진 변조출력의 고조파성분을 제거하고, 기본파성분만을 추출한다. (75)는 파형정형회로로서 상기 기본파를 구형파(矩形波)로 변환한다. (78)은 이 구형파에 포함되는 위상정보를, 계측하기 위한 위상차카운터이다. 그 때문에 위상차카운터(78)은, 캐리어신호(76a)와 파형정형회로(75)로부터의 구형파의 신호와 기준발진기(77)가 출력하는 기준클록신호를 그 입력으로 한다. 또 위상차카운터(78)은 상기한 위상정보를 카운터의 계수치로서 뽑아내는 것이나, 그 최대계수치는 n이며, 위치신호의 1주기피치의 범위내에서 밖에 위상분별능력이 없고, 넓은 범위내에서 측장(測長)을 가능하게 하기 위하여, 1개의 가역(可逆) 카운터를 배설하여 위치신호가 1주기피치를 초과한 수를 계수한다.
(80)은 상기한 가역카운터이다. (79)는 펄스분리회로이며, 위상차카운터(78)의 내용이 0→n 또는 n→0으로 변환할때마다, 각각에 대응해서 업카운트펄스, 다운트펄스로 분리생성된다. 가역카운터(80)은, 이 업카운트펄스, 다운카운트펄스를 받아서, 업카운트 또는 다운카운트 한다. (81)은 가역카운터(80)의 원점, 초거 리세트 입력이다. (82)는 위치레지스터로서, 가역카운터(80)의 내용과 위상차카운터(78)의 내용을 각각 상위비트부 및 하위비트부로서 합성한다. (83)은 위치인식부(5b)의 출력이다.
여기서, 이 위치인식부(5b)의 원리를 설명한다. 지금 위치신호증폭기(71a), (71b)의 2상정현파출력은 각각 EA(θ), EB(θ)로 하면 이하와 같이 표현할 수 있다.
EA(θ)=E·COS(2πθ/θP) ...................................................[3a]
EB(θ)=E·SIN(2πθ/θP) .....................................................[3b]
단, θ는 회전자(1a)의 회전각도(위치), θP는 위치신호발생부(5)가 출력하는 정현파형상위치신호의 1주기피치, E는 정현파형상위치신호의 파고치이다. 여기서 한편, 캐리이신호(76a),(76b)를 각각 CA(t), CB(t)라고 하면 이하와 같이 표현할 수 있다.
CA(θ)=COS(2πfct)....................................................................[4a]
CB(θ)=SIN(2πfct)......................................................................[4b]
단, fc는 캐리어주파수이다.
변조회로(72a), (72b)에서 변조후, 가산회로에서 합쳐서 가해진 결과를 P(t,θ)라고 하면, 식 [3a], [3b], [4a], [4b]로부터,
P(t,θ)=EA(θ)·CA(θ)+EB(θ)·CB(θ)
=E[COS(2πθ/θP)·COS(2πfCt)+SIN(2πθ/θP)·SIN(2πfCt)]
=E COS(2πfCt-2πθ/θP)..........................................................[5]
가 된다. 이것은 fc의 주파수를 가진 캐리어에 2πθ/θp라고 하는 위상항이 포함되어 있는 것을 의미하고 있다. 환언하면, P(t,θ)에서는 위치정보 θ가 위상정보라고 하는 모양으로 변화되어 있다. 따라서 P(t,θ)의 위상정보를 복조하면 회전자(1a)의 위치를 인식할 수 있다. 또한 상기 P(t,θ)로부터 회전자의 위치를 정확하게 검출하기 위해서는 위치신호 EA(θ), EB(θ)의 파형이 회전위치 θ에 관해서 변형이 적은 정현파 형상이라야 할 필요가 있다.
만약 변형이 크면 꾸불꾸불함이 많은 직선성이 나쁜 위치검출기가 되어버리고 만다. 또 저통과필터(74)는 P(t,θ)에 포함되는 고조파성분을 제거하는 작용이 있다. 일반적으로 캐리어신호(76a),(76b)는 고조파가 매우 많은것(예를들면 구형파)이 사용되는 일이 많으며, 그 경우는 저역통과필터(74)는 불가결의 요소이다.
그런데, 변조후 가산된 신호 P(t,θ)는 그대로는 이용할 수 없으므로, 이것을 복조해서위치정보만을 분리하여 뽑아낼 필요가 있다. 본 발명의 실시예에서는 신호 P(t, θ)를 파형정형회로(75)에서 구형파로 변환한후, 캐리어 신호(7ta)에 대한 신호 P(t,θ)의 위상 어긋남을 기준발진기(77)이 출력하는 기준클록신호를 사용하여 직접계수하므로서 분해능이 높은 위치정보를 뽑아낸다고 하는 복조방식을 사용하고 있다. (78)은 신호 P(t,θ)의 위상정보를, 계수하기 위한 위상차카운터이다.
위상차카운터(78)의 입력은, 캐리어신호(76a)와 신호P(t,θ)를 파형정형회로(75)에서 구형파로된 신호와 기준발진기(77)의 출력하는 기준클록신호이다. 위상차카운터(78)은 캐리어신호(76a)의 상승개시(하강개시)에서 기준클록신호의 계수를 개시하고, 신호P(t,θ)의 상승개시(또는 하강개시)를 검출할때까지 계수한다. 이와 같이 구성하므로서 신호P(t,θ)에 포함되는 위상정보(2πθ/θP)가 위상차카운터(78)이 계수치로서 뽑아낼 수 있다. 또 캐리어신호(76a)의 주파수는 fc이므로 주파수fc의 n배의 주파수를 가진 기준클록신호를 사용하므로서, 1주기에 대해서 1/n의 분해능을 가진 위상측정이 가능해진다.
이것은 위상 2π에 대해서 1/n의 분해능을 가진 것을 의미하며 위상 2π가 위치신호발생부(5a)가 출력하는 정현파형상위치신호의 1주기피치 θP에 대응하므로, 회전각에 대해서 위치신호의 1주기피치 θP를 등간격으로 1/n로 내삽(內揷=interpolate)한 것을 의미하고 있다. 따라서 분해능을 올리고, 매끈한 위치정보를 얻기 위해서는 θP를 작게, n을 크게하면 된다. 캐리어신호발생기(84)는 분주회로를 포함해서 구성되고, 기준발진기(77)의 출력을 1/n로 분주하여 2상캐리어신호(76a),(76b)를 출력한다. 그런데 위상차카운터(78)의 내용은 최대 n이며 , 위치신호의 1주기피치 θP의 범위내에서 밖에 위상의 분별능력이 없다. 그리하여 실제의 위치제어장치에서 필요로 하게되는 넓은 범위내에서 측장을 가능하게 하기 위하여, 1개의 가역카운터(80)을 배설하여, 위치신호가 1주기피치 θP를 초과한 수를 계수하고 있다. 펄스분리회로(79)의 작용은 가역카운터(80)에, 위상카운터(78)의 내용이 0→n 또는 n→0으로 변화때마다 각각 업카운트 펄스, 다운카운트펄스를 보내는 일이다. 가역카운터(80)의 내용과 위상차카운터 (78)의 내용을 각각 상위비트부 및 하위비트부로서 합성되고, 위치레지스터(82)에 일시적으로 축적된다.
제8도는 변조회로(72a),(72b)의 일실시예의 회로도이다. 도면중, (85)는 위치신호증폭기(71a) 또는 (71b)의 정현 현상출력 E(θ)이다. (86)은 반전증폭기(게인 1)이다. (87)은 캐리어신호(주파수 fc)(76)에 의해서 제어되는 반도체스위치이다. 상기 반도체스위치(87)은 캐리어 신호(76)이 "H레벨"일때는 위치신호 E(θ)를 그대로 전송하고, 캐리어신호(76)이 "L레벨"일때는 반전시킨 위치신호 -E(θ)를 전송하도록 구성되어 있어서, 이 도면에 도시한 바와 같은 변조출력(88)을 얻고 있다.
이상의 구성에 의하여 회전자(1a)의 위치는 위치레지스터(82)에 디지털적으로 표시된다. 본 실시예의 부호기는, 그 분해능에 대해서는, 기준발진기(77)의 기준클록신호의 주파수를 높게 해서 n을 크게하면, 자유롭게 높으게 하는 것도 가능하고, 또한 가역카운터(80)을 배설하여, 위치신호가 1주기피티 θP를 초과한수를 계수하도록 구성되어 있는 동시에, 가역카운터(80)의 내용과 위상차카운터(78)의 내용을 각각 상위비트부, 하위비트부로서 합성해서 회전자(1a)의 위치를 인식하도록 구성되어 있기 때문에, 소정의 기준위치를 원점으로해서 전체가동범위를 선형으로(동작변위량과 비례해서), 높은 분해능에 의해서 디지털적으로 절대위치를 표현할 수 있다고 하는 특징이 있어, 디스크의 미세위치결정에 가장 적합하다. 또한(최소)분해능에 대해서는, 실험적으로 정보기록 트랙의 피치(트랙센터에서부터 트랙센터까지의 거리)의 1/8의 경우에는 위치결정의 안정성이 약간 부족하다는 것이 확인되고 있으며, 1/16의 경우에는 충분한 결과를 얻을 수 있는 것이 확인되고 있기 때문에, 적어도 1/10보다 세밀한 분해능은 필요하다. 이러한 일에 의거해서, 데이터변환기를 트랙피치에 관계없이 자유장소에 예를들면 트랙과 트랙의 경계에, 위치결정할 수 있다.
이하, 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예에 있어서의 디스크장치의 위치결정장치 기능, 동작에 대해서, 더욱 보충적으로 도면을 참조하여 설명을 추가한다. 먼저 처음에, 토오크발생과 위치결정의 원리를 제9도에 의거해서 행한다.
제9도는 제1도에 도시한 전자구동장치의 토오크발생기구를 표시하기 위한 개념도이다. 제9도에 있어서, (3a),(3b)는 2상코일이다. Φm은 회전자(1a)의 자극벡터를 표시한다. (단, 회전자는 간단하게 하기 위하여 1쌍의 자극을 가진 자석을 포함한 것으로 하나, 실용적으로는 다극쌍의 자석을 사용하는 것이 보통이다). 위치부호기(6)은 코일(3a),(3b)에 대한 자극벡터 Φm의 상대적인 회전위치를 검출하는 작용을 가진다. 이 상대적인 회전위치는 b로 표시되나, b는 임의의 상대기준위치를 원점으로 하는 것으로서, 그 범위는 2π(=360도)를 초과하는 것이라도 하등지장이 없다. 여기서 각 상(相)에 흐르게 하는 전류를 각각 IA, IB라고 하면, 각각의 상에서 발생하는 토오크는 이하의 식으로 표시된다.
A상 - Kt·IA·SIN(b)..............................................[6a]
B상 Kt·IB·SIN(π/2-b).....................................[6b]
=Kt·IB·COS(b)
(단, Kt: 토오크계수, b : 현재위치신호)
고정자의 2상오일(3a),(3b)에 공급되는 전류는 함수발생부(9)가 출력하는 2상신호 sc, ss에 따라서 정현파 형상으로 변환한다. 함수 발생부(9)에는 조작전기각도 연산부(8)에서 얻어진 전기각도 신호 h와, 전진각보정된 회전자(1a)의 현재위치신호 b로부터 얻어진 조작전기각도량 e(=b+h)가 입력되고, e에 대응한 2상정현파형상신호 sc, ss가 출력된다. 따라서 코일(3a),(3b)의 각 상에 공급되는 전류는 함수발생부(9)가 출력하는 2상신호 sc, ss에 비례하므로 이하와 같이 표시된다.
IA=IO·COS(b+h).........................................................[7a]
IB=IO·SIN(b+h)..........................................................[7b]
(단, IB: 전류파고치)
이것은 코일(3a),(3b)의 합성된 전류기자력 Φi가 제9도의 (91)로 표시한 바와 같이 b+h의 위치에 형성되는 것을 의미한다. 그런데 이때, 전체의 발생토오크는 식 [6a],[6b]와 식[7a]로부터 이하와 같이된다.
T=Kt·Io·[-SIN(b)·COS(b+h)
+COS(b)·SIN(b+h)]
=Kt·Io·SIN(h) ......[8]
이 식[8]은, 본 위치결정장치에 있어서는, 현재위치신호 b와, 이 b와, 목표위치지령신호 a의 편차량신호 c를 기본으로해서 복수개의 코일의 합성전류기자력 Φi의 위상을 자유롭게 조정하므로서, 회전자의 위치제어를 가능하게 하는 것을 의미한다. 즉, 식[8]로부터 변수 h를 제어하므로 발생토오크 T를 변화시켜서 위치결정특성을 지니게 할 수 있다. 지금, 회전자(1a)의 위치의 값이 b-△b이고, 목표위치지령신호 a의 값이 b였다면, 편차량신호 c는 △b가 되고, h는 이에 의거해서 연산되어, 식[8]에 따라서 토오크가 생성되기 때문에, 회전자(1a)는 △b를 영으로 할 때까지 회전이동되게 된다. 최후에 회전자(1a)의 위치는 b/로 되고, △b도, h도, 토오크도 영으로 된다. 또 조작전기각도연산부(8)에서는 비교기(7)이 출력하는 편차량신호 c에 비례요소, 변분요소 및 적분요소를 합성하므로서 전기각도신호 g를 얻고 있다. 조작전기각도량 e는 g에 의거하므로 시간미분신호인 변분요소의 작용에 의해서 전기적으로 덤핑을 부여할 수 있으므로 위치결정시에 발생하는 회전자(1a)의 진동을 없게하여 세틀링시간을 단축할 수 있다. 또한 조작전기 각도량 e에 포함되는 적분요소의 작용에 의해서 목표위치지령신호 a와 현재위치각도 b와의 사이에 발생하는 정상편차를 억제할 수 있다.
이것은 다음 이유에 의한다. 즉, 마찰 혹은 부하에 의해서 목표위치지령 신호 a와 현재위치신호 b에 편차량이 발생했을때는, 편차량신호 c(=a-b)가 영으로 되지 않기 때문에, 식[1]에 의해 적분요소는 시간과 더불어 증대한다. 이것은 현재위치신호 b를 목표위치지령신호 a에 서서히 가깝게 하도록 작용하기 때문에 정상편차를 억제한다.
다음에, 제3도, 제4c도에 도시한 처리(34)의 전기각도 제한처리의 기능, 원리의 설명을 제10도와 제11도에 의거해서 행한다.
제10도는 제1도에 도시한 본 발명의 디스크장치의 위치결정장치의 전자구동장치의 일실시예에서의 정토오크특성도이다. 종축은 발생토오크 T, 횡축은 조작전기각도량 e로 한 것이다. 식[8]에 표시한 바와 같이 발생토오크 T는 전기각도신호 h의 정현파함수가 되기 때문에, h가 0에서부터 차차크게됨에 따라서 발생토오크 T는 증가해서, 제10도중의 e=e1이 점, 즉 h=π/2[rad]에서 최대토오크 T1이 되고, h=π/2[rad]를 초과하면 감소한다. 또, h가 π[rad]를 초과하여, 제10도중의 e=e2의 점으로 되면, 발생토오크의 부호가 반전해서 지령과는 반대방향의 토오크 T2를 발생하여 제어계가 불안정하게 되고 최악의 경우는 탈조(out of stepping)한다. 따라서 전기각도 신호 h의 절대치가 π/2[rad]를 초과하지 않도록 제한할 필요가 있다.
제11도는 제3도, 또는 제4c도에 도시한 처리(34)의 전기각도 제한처리의 제한특성의 일례를 표시한 특성도이다. 여기에서는 전기각도신호 g의 절대치를 미리 정해진 정수 gMAX(=π/2[rad])와 비교하여, 이 범위에 전한하고, 그 결과를 전기각도신호 h로 한다. 이에 의해서 조작전기각도량 e를 어떤 범위로 제한할 수 있다. 이와 같이 구성하므로서 조작전기각도 연산부에서 연산한 전기각도신호의 절대치가 π/2[rad]를 초과하였을 경우에도, 발생토오크가 최대 토오크로 되도록 조작량(조작전기각도량 e)을 설정하여, 효율이 좋은 가감속을 행하게 할 수 있다. 이리하여 회전자(1a)는 목표위치지령신호에 의해서 목표가 되는 위치 a가 주어지면, 그 위치까지 탈조하는 일없이 매끄럽게 이동회전된다. 또한, 본 실시예에서는 제한치로서 gMAX=π/2로 하였으나, 제한치는 π 이하라면, 안정적인 가감속을 행할 수 있는 것은 말할것도 없다.
다음에, 제4d도에 도시한 처리(59),(60)의 속도연산부, 전진각 보정처리의 기능, 원리를 제12도에 의거해서 설명한다. 처리(59)의 속도연산부는, 회전자(1a)의 회전속도 v를 구하기 위한 것이며, 다른 수단, 방법에 의해서 이미 알고 있으며, 굳이 여기서 구할 필요는 없다. 회전속도 v는 처리(60)에 있어서의 전진각보정처리에 이용된다. 여기서 전진각보정이란, 회전속도 v에 따라서 전기각도량을 전진시킨 보정조작하는 것을 말한다. 전진각보정처리는 지금까지 설명해온 조작전기각도 연산부(8)에서 얻어진 전기각도량을 이동방향으로, 이동속도에 대응한 소정량만큼 또 전진상(전진각)시키는 것이다. 그 때문에 v에 대응한 보정량f(v)를 메모리(28)의 ROM 영역중에 미리 준비해두고, 이것을 읽어내는 조벙을 가하여, 조작전기각도량 e를 구한다. 회전자(1a)의 회전속도 v가 커지면 전기적인 문제, 자기적인 문제가 발생한다. 전진각보정은 이런 것을 해결하여, 전자구동장치의 (회전자(1a)의 회전이동시의) 토오크발생효율을 개선시켜, 데이터변환기(2)의 트랙억세스시간을 단축시키는 작용이 있다. 전기적인 문제란, 전자구동장치의 코일(3a),(3b)가 가진 인덕턴스 L에 기인되어, 코일이 전류구동(부귀환조작에 의해서 코일에 목표대로의 전류를 흐르게 하는 구동법)되는 경우일지라도, 저항 R, 인덕런스 L, 전원전압 E등으로부터 정해지는 일정한 전류상승개시지연 특성 때문에, 회전속도 v가 클수록, 토오크발생효율이 나빠지는 현상이다.
제12도는 이 전진각보정과 코일전류를 설명하는 도면이다. 이 도면에서는 회전속도 v가 클때의 코일전류를 표시하고, 파형(a)는 전진각보정이 없는 경우의 목표전류, 파형(b)는 그때의 실제로 흐르는 전류를 표시한다. (b)의 전류는 변형되어 있을 뿐만 아니라, 전체적으로 (a)보다 위상이 지연되고 있다. 이에 의해, 합성전류기자력 Φi가 지연되어버리고, 제일 좋은 효율로 회전자를 구동할 수 없게 된다. 파형(c)는 전진각보정을 하였을때의 목표전류, 파형(d)는 그때의 실제로 흐르는 전류를 표시한다. 여기서는, 목표전류 그 자체가 전진각에 의해 시간적으로 선행하고 있기 때문에, 실제의 전류파형(d)는 변형은 되어있어도 위상은 지연되어있지않고, 토오크발생의 효율은 격단으로 개선된다.
또한 자기적인 문제란, 전자구동장치의 자기회로에 있는 와전류손실등에 기인되고, 실제의 합성전류기자력 Φi는 전류보다 더욱 지연된다고 하는 현상이다. 이것은 물론, 회전속도 v가 클수록 현저하고, 전기적 문제와 유사한 결과를 초래한다. 이것도 전진각보정에 의해서 동시에 개선할 수가 있다.
다음에, 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예에 있어서의 트랙흔들림 추정부(17)의 동작에 대해서 설명한다. 트래킹오차검출기(13)은 정보기록트랙과 데이터변환기(2)와의 상대적인 트래킹오차신호 f를 검출할 수 있으며, 데이터변환기(2)의 절대위치를 , yh로 하고, 정보기록트랙의 트랙흔들림을 포함하는 절대위치를 yt라고 하면, 식[9]가 성립된다.
f=yt-yh...................................................................................[9]
다음에 회전자(1a)의 위치를 검출해서 위치부호기(6)가 출력하는 현재위치신호 b는, 전달기구를 개재해서 데이터변환기(2)의 절대위치 yh를 간접적으로 표현하는 것으로된다. 따라서 식[10]이 성립된다.
yh≒b.......................................................................................[10]
따라서 식[9]와 [10]에 의해, 다음식[11]을 얻을 수 있다.
yt≒f+b...................................................................................[11]
이 식[11]은 트래킹오차신호 f와 현재위치신호 b로부터, 정보기록트랙의 트랙흔들림을 대강추정할 수 있는 것을 표시하고 있다. 트랙흔들림추정부(17)은 적어도 트래킹오차신호 f와 현재위치신호 b를 합성하는 가산기를 포함해서 구성되나, 각각의 스케일펙터를 조정하거나, 신호증폭을 하거나, 제어상유용한 기능도 포함시킬 수 있다. 이와 같이해서 구하여진 정보기록 트랙의 트랙흔들림 yt의추정치가 신뢰를 들 수 있는 것이라면, 이 yt의 추정치에 의거해서 제2의 서어보루우프속에 인가하는 신호 dZ는 , 실질적으로는, 제2의 서어보루우프의 바깥쪽의 신호 yt에 의거해서 이 서어보루우프의 안쪽에 가해지는 신호로 간주할 수 있으므로, 소위 피이드 포오워드신호라고 생각할 수도 있다. 피이드포오워드제어란, 서어보루우프의 바깥쪽으로 부터의 신호를 서어보루우프의 안쪽에 인가하는 제어방식이며, 서어보루우프의 안정성을 손상시키지 않고서 제어성능을 향상시키는 방법의 하나이다. 본 발명의 경우도, 정보기록트랙의 트랙흔들림 yt의 추정치는 제2의 서어보루우프의 바깥쪽의 신호라고 생각될 수 있으므로, 피리드포오워드신호 dZ의 제2의 서어보루우프의 안쪽에 인가하여도 안정성은 손상되지 않는다. 그리고 트래킹성능이 개선된다. 그 이유는 이하에 의거한다. 먼저 제1의 서어보루우프는 목표위치지령신호 a에 추종하는 폐쇄루우프서어보시스템이므로 근사적으로 다음식[12]가 성립된다.
a≒b................................................................................................[12]
한편, 식[10]으로부터 식[12]는 이하와 같이 변형된다.
yh≒a...............................................................................................[13]
이 식[13]은 데이터변환기(2)의 위치 yh는 대략 목표위치지령신호 a에 따르는 것을 의미하고 있다. 따라서 목표위치지령신호 a속에 트랙흔들림 yt에 의거한 신호를 가해주면, 데이터변환기(2)는 그것에 따르게 될 것이다. 특히, 이때 a≒yt가 되도록 하면, 다음식 [14]이 성립된다.
yh≒a≒yt.......................................................................................[14]
이식은 데이터변환기(2)가 정보기록트랙의 트랙흔들림 yt에 거의 추종하는 것을 의미하고 있다. 이때에는 트래킹오차신호 f는 극히 미소한 값으로 되어 있을 것이다. 즉 트래킹오차는 거의 없어지고 있다.
그런데, 이상과 같은 작용을 가진 트랙흔들림추정부(17)은 소프트웨어로 신현되어도 좋고 일련의 소정프로그램을 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM영역에 격납해두고, 연산기(27)에 의해서 처리할 수 도 있다.
다음에, 제1도에 도시한 본 발명의 일실시예에 있어서의 위치프로필 발생장치(18a)의 동작에 대해서 설명한다. 이것은 상기 데이터변환기(2)를 새로히 선택된 정보기록트랙에 억세스시키기 위한 수단이며, 인터페이스제어기(18b)로부터 보내오는 새로운 트랙선택정보에 따라서, 현재까지 있던 트랙으로부터 새로운 트래까지의 궤적인 위치프로필신호 d3을 출력하는 것이다. 즉, 위치프로필발생장치(18a)는 데이터변환기(2)의 이동궤적은 시간의 함수로해서 출력하는 것이다. 단, 트랙억세스가 종료되면 통상은 새로히 선택된 트랙의 위치에 대응하는 값으로 고정된다. 이것 역시 상기 목표위치지령신호입력(11)에 인가되어, 목표위치지령신호 a에 가산된다. 상기 식[13]에 있는 바와 같이, 데이터변환기(2)의 절대위치 yh는 대략 목표위치지령신호 a에 따르므로 위치프로필에 의해서 자유로히 트랙간이동을 할 수 있다.
이와 같은 억세스시는, 트래킹제어가 아니므로 제2의 서어보루우프는 통상기능을 정지시킨다. 적어도 상기 보상위치신호 d1을 출력하지 않는 것이 바람직하다. 피이드포오워드신호 d2에 대해서는, 트랙흔들림에 회전성이 강하므로, 트랙흔들림의 정보를 기억해 두게하는 메모리를 갖추어 두고서, 억세스시에 이것을 출력하는 것은 유효하다.
이와 같은 본 발명의 억세스방법은 제어방식이 간단하게 된다고 하는 큰 이점이 있다. 즉, 통상의 디스크장치에서는 억세스는 속도제어방식을 사용하는 일이 많고, 속도제어루우프가 위치제어루우프와는 별도로 필요한데 비해서 본 방식은 그것을 필요로 하지 않으며, 위치제어 루우프만으로 트랙추종제어와 억세스제어를 연속해서 행할 수 있다. 따라서 속도제어로부터 트래킹제어(위치추종제어)로 절환하기 위한 절환회로도 불필요하고, 정밀한 속도 계측도 불필요하고, 절환시에 발생하기 쉽던 불안정한 세틀링상태도 일어나기 어렵다.
제13a도, 13b도, 13c도는 모두 위치프로필발생장치(18a)의 출력의 위치프로필신호 d3과 이에 추종하는 데이터변환기(2)의 위치 yh를 비교한 것이다. 제13a도는 소위 스텝입력과 그 응답이며, 수트랙의 억세스의 경우에 채용되는 궤적이다. 일정치 이하의 적은 트랙수의 억세스시에는 이 방법이 억세스시간이 짧다. (b)는 종위수의 트랙 억세스에의 경우에 채용되는 궤적으로서, 일정가속을 한 후, 일감속을 하는 프로필이다. (c)는 먼데있는 트랙에 억세스하는 경우에 채용되는 궤적으로서, 일정가속을 한 후 잠시 일정속도로 이동시키고, 최후에 일정감속을 하는 프로필이다. 물론 위치프로필은 이것만으로 제한되는 것은 아니다. 그런데, 이상과 같은 작용을 가진 위치프로필 발생장치(18a)의 동작은 소프트웨어로 실현되어도 좋고, 일련의 소정프로그램을 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM영역에 격납해두고서, 연산기(27)에 의해서 처리할 수도 있다.
다음에, 오프트랙 분별장치(22)의 작동에 대해서 설명한다.
제1도에 도시한 본 발명의 실시예는 샘플링서어보방식, 혹은 섹터서어보방식이라고 호칭되는 트랙킹서어보시스템과의 적합성이 양호하다. 이 경우, 제2의 서어보루우프는 샘플링 데이터를 취급하기 때문에, 이산시간계이다. 이 이산시간의 샘플링주기는, 데이터변환기의 고정밀도한 위치결정이 가능할수록, 충분히 짧은 것은 드물다.
따라서, 고정밀도한 절대위치결정은 제1의 서어보 루우프에 의존한다. 그러나, 이것으로는 디스크회전과 더불어 흔들리는 정보기록 트랙에 대해서 추종할 수 없다. 제2의 서어보루우프(16)은, 간헐적(이산적)으로 데이터변환기(2)와 선택된 정보기록트랙과의 상대적인 트래킹오차신호 f를 뽑아내어, 보상위치 연산부(14)등에 의해서, 정보기록트랙에 대해서 데이터변환기(2)를 추종시키도록 하므로, 이 제2의 서어보루우프는 이산시간처리계를 포함한다. 이 때문에, 특별한 오프트랙 분별장치가 필요하게 된다.
시뮬레이터(19)는 제1도의 제1의 서어보루우프(12)를 리얼타임으로 시뮬레이션하는 모델이다. 엄밀하게는 그 속의 각 요소블록을 각각 모의해서, 위치부호기(6)의 출력의 현재위치신호 b의 모의신호 b'를 생성한다.
여기서 외부로부터 진동이나 충격이 가해졌을 경우에 대해서 설명한다. 진동충격과 같은 역외란(disturbance)은 전자구동장치(1)과, 그것에 연결되는, 데이터변환기(2)를 포함하는 전체가 동부재에 미친다. 그 결과, 데이터변환기(2)는 진동하게 되어, 오프트랙이 발생하는 가능성이 높아진다. 상기한 바와 같이, 제2의 서어보루우프(16), 유달리 그중에서도, 트래킹오차검출기(13)은 이산시간처리계의 하나이기 때문에, 이 출력의 트래킹오차신호 f는 간헐적으로 밖에 얻을 수 없다. 따라서 순서에 오프 트랙은 검지할 수 없다. 그러나, 위치부호기(6)은 재빨리 감응하고, 현재위치신호 b에 그 영향이 바로 나타난다. 현재 위치신호 b의 예기치 않는 급격한 변동은, 오프트랙의 가능성을 암지하나, 이 신호만을 관찰하고 있는 것만으로는 오프트랙 발생의 정확한 분별은 할 수 없다. 왜냐하면, 트랙의 흔들림량이 큰 디스크에서는, 그것에 추종하기 위해서, 오프트랙의 경우가 아니라도, 전자구동장치는 격심하게 진동하도록 구동되기 때문이다. 제1의 서어보루우프의 실시간 시뮬레이션모델인 시뮬레이터(19)는, 외부로부터의 진동, 충격이 있어도, 감응하지 않으므로, 즉각적으로는 변화를 일으키지 않는다. 즉, 모의신호 b'에 변화가 일어나지 않는다. 그래서 오프트랙감시부(20)에 의해서, 신호 b와 b'를 비교하여 오프트랙발생의 유무를 판정하면, 정확한 분별을 할 수 있다.
제14a도, 14b도는 모두 시뮬레이터(19)의 구체적 실시예의 회로도이다. 제14a도는 애널로그 회로로 구성된 1차의 LPF(Low pass fileer)이며, 제14b도는 마찬가지로 애널로그 회로로 구성된 2차의 LPF이다.
목표 위치지령신호 a나 현재 위치신호 b가 애널로그신호라면 이들 회로는 적절하다.
만약 디지털신호라면, 상기 LPF는 디지털필터로 구성해야 할 것이다. 이때, 오프트랙 감시부(20)도 포함해서, 디지털 연산처리를 소정의 내장프로그램에 따라서 소프트웨어 처리하는 것도 가능하다. 이 경우, 일련의 처리 수속(프로그램)을 제2도에 도시한 메모리(28)의 ROM영역에 격납하여, 연산기(27)을 사용하여 처리 가능하다.
시뮬레이터가 간단한 LPF로도 소정의 효과를 확보할 수 있는 것은, 실험적으로 확인되고 있다. 그것은 이하의 이유에 의한다. 조작전기각도 연산부(8)은 적분기등 편차 보상요소, 미분기등 안정화 보상요소를 포함하고, 전력공급기(10) 및 위치부호기(6)은 평탄한 주파수특성을 가지며, 전자구동장치(1)의 주파수특성은 가동부의 관성효과를 위하여 일반적으로 대극적으로 저역통과성(주파수특성에 다소의 요철이 있어도 대극적으로는 구주파수역을 향해서 게인이 한없이 작게되어가는 특성)의 특성을 지니기 때문에, 목표위치신호 a로부터, 현재 위치 신호 b를, 폐쇄루우프에서 본 특성은, 비교적 간단한 LPF와 같은 특성으로 된다. 이것을 1차의 LPF에 의해서 근사시킬 수 있다. 2차의 LPF에 의해서 근사시키면 보다 시뮬레이션 정밀도가 좋게된다. 시뮬레이터(19)는 제1의 서어보루우프(12)의 전부를 충실하게 시뮬레이션 할 필요는 없다. 중요한 일부분을 시뮬레이션한 것으로 된다.
또한, 상기한 실시예에 있어서, 전자구동장치의 기구부분에는 종래의 스테핑모우터와 같은 자극톱니를 가진 모우터를 적용할 수 있다. 즉, 회전자, 고정자 어느쪽에도 자극톱니를, 어느 한쪽에 영구자석을 구비한 하이브리드 PM형 스테핑모우터나, 회전자, 고정자 어느쪽에도 자극톱니를 구비한 VR형 스테핑 모우터나, 회전자에다극 착자된 자석을 고정자에는 자극톱니를 구비한 PM형 스테핑모우터를 적용할 수 있다. 이와 같은 자극톱니를 구비한 모우터는 적은 전류로 큰 토오크를 얻을 수 있으므로, 이것을 적용하므로서 전력절약화, 소형콤팩트화를 실현할 수 있다.
또, 이상의 실시예에서의 전자구동장치는 2상 2코일의 모우터를 표시하였으나, 3상이상이라도, 3코일이상이라도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 그것에 따라서, 함수발생부(9), 전력공급기(10)의 상수(相數)가 변경되어야 할 것이다. 함수발생부(9)의 함수는 SiN, COS 의 정현파 형상이 아니면 안된다고 하는 제약은 없으나, 반복주기파형이 아니면 안된다. 전자구동장치의 발생토오크파형의 변형을 보정하는 파형을 생성하는 함수인 것도 허용된다.
또한 이상에서는, 전자구동장치로서 회전형의 모우터를 사용해서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 리니어 모우터와 같은 직선운동을 하는 것도 적용할 수 있는 것은 말할것도 없다.
또, 이상의 설명에서는 전자구동장치(1)의 회전자(1a)의 위치 신호발생부(5a)는 로우터리형 일 필요는 없고 선형형 이라도 되는 것은 말할것도 없다. 또, 그 출력은 반드시 2상, 또 정현파가 아니면 안된다고 하는 제약은 없다. 3상이라도 지장없다.
또 그 위치신호발생부(5a)의 출력파형에 대해서는, 구형파(矩形波)적인 것이라도 지장없다. 충분히 세밀하고, 그 결과적으로 소요의 분해능의 현재위치신호 b를 얻을 수 있으면 되는 것은 말할 것도 없다. 또한, 소위 절대식부호기라도 된다. 그러나 본 디스크장치의 위치결정장치에 필요한 분해능은 리니어 환산해서 ㎛오오더에서부터 그 이하(서브미크론)이며, 매우 세밀한 분해능이 필요한 일 때문에, 이것이 비교적 간단히 얻을 수 있는 상기 실시예에 기재한 위치신호 발생부와 위치인식부에 의한 방법은, 간단하고 로우코스트이다.
또한, 제2도, 제3a도, 13b도에 도시한 실시예에서, 각 처리를 소프트웨어적으로 설명하였으나, 하아드웨어 처리로도 지장없다.
또한 제6a도의 블록도는 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서의 변경이 허용된다. 즉 저역보 상기와 순회형 디지털 필터의 순서, 그리고 그 세부구성의 변경은 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 허용된다.

Claims (56)

  1. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록 트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기 할 수 있는 데이터 변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크면상에서 상기 데이터변환기를 자재하게 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치신호를 출력하는 위치부호기수단과, 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재 위치신호와의 편차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서 상기 편차량으로부터 조작전기각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 상기 조작전기 각도량에 의거해서 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭하여 상기 전자 구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자 구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교수단, 상기 전기각 연산수단과, 상기 함수발생수단과, 상기 전력공급수단을 포함해서 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록 트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹 오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차 신호로부터 상기 목표위치 지령신호를 연산하기 위한 보상위치연산수단과, 상기 트래킹오차검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함해서 폐쇄우루프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단으로 이루어진 디스크장치의 위치 결정장치.
  2. 제1항에 있어서, 전자구동수단은, 그 고정자, 가동자중, 적어도 어느한쪽에는 소정의 피치로 형성된 톱니형상의 요철로 이루어진 자극톱니군을 복수개 구비한 자성체를 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  3. 제1항에 있어서, 위치부호기수단은, 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할 이상으로 내삽할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에, 그 출력의 현재위치신호는 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원점으로해서, 그 전체가동범위를 선형으로 절대위치 표시하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  4. 제1항에 있어서, 위치부호기수단은, 전자구동수단의 동작 변위량을 검출하여, 서로 위상이 다른 대략 정현파현상의 복수상의 위치신호를 출력하는 위치신호 발생수단과, 이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어 신호를 발생하는 캐리어 신호발생수단과, 이 변조된 캐리어 신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함해서 구성된 디스크 장치의 위치결정장치.
  5. 제1항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 비교수단의 출력의 편차량에 비례하는 비례요소와 상기 비교수단의 출력의 편차량을 시간적으로 미분하는 변분요소를 포함해서 합성한 조작전기 각도량을 출력하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  6. 제1항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은 비교수단의 출력의 편차량을 시간적으로 누적하는 적분요소를 포함해서, 합성한 조작전기각도량을 출력하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  7. 제1항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은 비교수단으로부터의 출력인 편차량에 소정의 디지털 연산을 실시하는 처리와, 현재 위치신호를 디지털 가산하는 처리를 포함하고, 또 소정의 상위 비트를 버리고 나머지의 하위비트에 의거해서 조작전기각도량을 출력하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  8. 제1항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 비교수단의 출력의 편차량에 소정의 디지털연산을 실시한 결과를, 미리 정해진 값의범위로 제한하는 전기각도 제한수단을 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  9. 제1항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 전자구동수단의 동작속도에 따라서, 조작전기각도량을 전진각이 되도록한 전진각 보정수단을 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  10. 제9항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 전자구동수단의 동작속도를 연산하기 위한 속도연산수단을 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  11. 제9항에 있어서, 전진각 보정수단은 전자구동수단의 동작속도에 대응하는 전진각 보정량의 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 상기 동작속도에 따라서 데이터를 읽어내고, 전진각 보정을 실시하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  12. 제1항에 있어서, 함수발생수단은, 일정한 함수에 따른 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 조작전기각도량에 대응하여 상기 메모리수단으로부터 상기 일정한 함수에 따른 데이터를 읽어내고, 서로 위상이 다른 복수개의 신호를 출력하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  13. 제1항에 있어서, 함수발생수단은, 그 함수로서 주기적인 것을 갖춘 디스크장치의 위치결정장치.
  14. 제1항에 있어서, 함수발생수단은, 그 함수로서 복수상의 대략 정현파를 갖춘 디스크장치의 위치결정장치.
  15. 제1항에 있어서, 위치연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 저역주파수성분의 개인을 증대시키도록 하는 저역보상수단을 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  16. 제1항에 있어서, 위치연산수단은, 트래킹 오차신호에 포함되는 디스크 형상매체의 회전주기의 기본주파수 성분과, 그것을 포함해서 그 정수배의 고조파 성분에 대해서도 소정의 높은 개인을 얻기 위한 순회적인 디지털필터를 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  17. 제1항에 있어서, 비교수단, 조작전기각도 연산수단, 함수발생수단, 및 목표위치연산수단은 처리내용에 따른 프로그램, 데이터를 보존하는 메모리 수단과, 처리수속을 관리하는 시퀀서 수단과, 상기 프로그램, 데이터에 따른 연산처리를 실행하는 연산처리 유니트 수단을 포함해서 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  18. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터 디스크의 정보기록 트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 목표위치지령신호에 따라서 자재로 이동시키는 것을 가능하게 하는 것으로서, 그 고정자, 가동자중, 적어도 어느 한쪽에는 소정의 피치로 형성된 톱니형상의 요철로 이루어진 자극톱니군을 복수개 구비한 자성체를 포함해서 구성된 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량를 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치신호를 출력하는 위치부호기수단과, 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호와의 편차에 대응한 편차량을 출력하는 비교수단과, 상기 비교수단으로부터의 출력인 편차량에 소정의 디지털연산을 실시하는 처리와, 상기 현재위치를 디지털 가산하는 처리를 포함하고, 또 소정의 상위 비트를 버리고, 나머지의 하위비트에 의거해서, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서의 조작전기각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 일정한 함수에 따른 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 상기 조작전기각도량에 따라서 상기 메모리수단으로부터 상기 일정한 함수에 따른 데이터를 읽어내어, 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭하여 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전류공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교수단과, 상기 전기각도 연산수단과, 상기 함수발생수단과, 상기 전력공급수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙와의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표 위치지령신호를 연산하기 위한 보상위치연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  19. 제18항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 비교수단의 출력의 편차량에 소정의 디지털연산을 실시한 결과를, 미리 정해진 값의 범위로 제한하는 전기각도 제한수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  20. 제18항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 전자구동수단의 동작속도에 따라서, 조작전기각도량을 전진각시키도록 한 전진각보정수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  21. 제20항에 있어서, 조작전기각도 연산수단은, 전자구동수단의 동작속도를 연산하기 위한 속도연산수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  22. 제20항에 있어서, 전진각보정수단은 전자구동수단의 동작속도에 대응하는 전진각보정량의 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 상기 동작속도에 따라서 데이터를 읽어내어, 전진각보정을 실시하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  23. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및 /또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 목표위치지령신호에 따라서 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 상기 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 서로 위상이 다른 대략 정현파형상의 복수상의 위치신호를 출력하는 위치신호발생수단과,이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어신호를 발생하는 캐리어신호 발생수단과, 이 변조된 캐리어신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함하여 구성된 위치부호기수단과 상기 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호와의 편차에 대응한 편차량을 출력하는 비교수단과, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서 상기 편차량으로부터 조작전기각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 상기 조작전기각도량에 의거하여 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭하여 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교기와, 상기 전기각도 연산수단과, 상기 함수발생수단과, 상기 전력공급수단을 포함하여, 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 상기 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령신호를 연산하기위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 위치부호기수단은, 상기 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할 이상으로 내삽할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에, 그 출력의 현재위치신호는 상기 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원점으로하여, 그 전체가동범위를 리니어로 절대위치표시하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  25. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및 / 또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 목표위치지령신호에 따라서 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치신호를 출력하는 위치부호기 수단과, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서 상기 목표위치지령신호에 의거해서 조작전기각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 상기 조작전기각도량에 의거해서 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭해서 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령속에 가해지는 보상위치 신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 정보기록트랙의 편심이나 꾸불꾸불함 등의 트랙흔들림을 추정해서 상기 목표위치지령속에 가해지는 피이드포오워드신호를 생성하는 트랙흔들림 추정수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 전자구동수단은 그 고정자, 가동자중, 적어도 어느 한쪽에는 소정의 피치로 형성된 톱니형상의 요철로 이루어진 자극톱니군을 복수개 구비한 자성체를 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 위치부호기 수단은 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할이상으로 내삽할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에 그 출력의 현재위치신호는 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원접으로하여, 그 전체가동범위를 리니어로 절대위치 표시하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 위치부호기수단은, 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여, 서로 위상이 다른 대략 정현파형상의 보수상의 위치신호를 출력하는 위치신호 발생수단과, 이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어신호를 발생하는 캐리어신호 발생수단과, 이 변조된 캐리어신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  29. 제25항에 있어서, 상기 조작전기각도 연산수단은, 목표위치지령신호에 의거하여, 이것에 디지털연산을 실시하는 처리를 포함하고, 또 소정의 상위 비트를 버리고, 나머지의 하위 비트에 의거하여 조작전기각도량을 출력하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  30. 제25항에 있어서, 상기 함수발생수단은, 일정한 주기적인 함수에 따른 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 조작전기각도량에 따라서 상기 메모리수단으로부터 상기 일정한 함수에 따른 데이터를 읽어내어, 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  31. 제25항에 있어서, 상기 함수발생수단은, 그 함수로서 복수상의 대략 정현파를 구비한 디스크장치의 위치결정장치.
  32. 제25항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 저역주파수성분의 개인을 증대시키게 되는, 저역보상수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  33. 제25항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 디스크형상 매체의 회전주기의 기본주파수성분과, 그것을 포함하여 그 정수배의 고조파성분에 대해서도 소정의 높은 게인을 얻기 위한 순회적인 디지털 필터를 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  34. 제25항에 있어서, 상기 트랙흔들림 추정수단은, 트래킹오차 검출수단의 출력의 트래킹오차신호 및, 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호에 의거하여, 이들을 합성하는 가산수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  35. 제25항에 있어서, 상기 트랙흔들림 추정수단은, 트랙흔들림의 정보를 기억하는 메모리수단을 포함하여 구성되고, 데이터변환기의 트랙간이동시에, 이것을 피이드포오워드신호로서 출력하는 디스크장치의 위치결정장치.
  36. 제25항에 있어서, 상기 조작전기각도 연산수단, 함수발생수단, 보상위치 연산수단 및 트랙흔들림 추정수단은 처리내용에 따른 프로그램, 데이터를 보존하는 메모리수단과, 처리수속을 관리하는 시퀀서수단과, 상기 프로그램, 데이터에 따라서 연산처리를 실행하는 연산처리 유니트수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  37. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 목표위치신호에 따라서 자재로 이동시키는 것을 가능하게 하는 것으로서, 그 고정자, 가동자중, 적어도 어느 한쪽에는 소정의 피치로 형성된 톱니형상의 요철로 이루어진 자극톱니군을 복수개 구비한 자성체를 포함하여 구성된 전자구동수단과, 상기 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 서로 위상이 다른 대략 정현파형상의 복수상의 위치신호를 출력하는 위치신호 발생수단과, 이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어신호를 발생하는 캐리어신호 발생수단과, 이 변조된 캐리어신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함하여 구성된 위치부호기수단과, 상기 전자구동수단에 대한 조작량으로서 목표위치지령신호에 의거해서 조작전기각도량을 연산하는 조작전기각도 연산수단과, 일정한 주기적인 함수에 따른 데이터를 테이블화한 메모리수단을 구비하고, 상기 조작전기각도량에 대응해서 상기 메모리수단으로부터 상기 일정한 함수에 따른 데이터를 읽어내어, 서로 위상이 다른 복수상의 신호를 출력하는 함수발생수단과, 상기 복수상의 신호를 각각 증폭하여 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과,상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 보상위치신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단의 출력의 트래킹오차신호 및 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호에 의거하여, 이들을 합성하는 가산수단을 포함하여 구성되는 것으로서, 상기 정보기록트랙의 편심이나 꾸불꾸불함 등의 트랙흔들림을 추정하여 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 피이드포오워드신호를 생성하는 트랙흔들림 추정수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 위치부호기수단은, 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할 이상으로 내사할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에, 그 출력의 현재위치신호는 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원점으로 하여, 그 전체가동범위를 리니어로 절대위치 표시하도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  39. 제37항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 저역주파수성분의 게인을 증대시키게 되는, 저역보상수단을 포함하는 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  40. 제37항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 디스크형상 매체의 회전주기의 기본주파수성분과, 그것을 포함하여 그 정수배의 고조파성분에 대해서도, 소정의 높은 게인을 얻기 위한 순회적인 디지털 필터를 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  41. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치신호를 출력하는 위치부호기수단과, 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호와의 펀차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 이 편차량에 의거해서 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교수단과, 상기 전력공급수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트래킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 보상위치신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단과, 새로운 트랙선택정보에 따라서, 상기 데이터변환기를 위치궤적제어에 의해서 트랙간이동시키도록 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 위치프로필신호를 생성하는 위치프로필 발생수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  42. 제41항에 있어서, 상기 위치부호기 수단은, 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할 이상으로 내삽할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에, 그 출력의 현재위치신호는 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원점으로 하여, 그 전체가 가동범위를 리니어로 절대위치 표시하도록 구성한 디스크장치의 위치결정장치.
  43. 제41항에 있어서, 상기 위치보호기수단은, 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 서로 위상이 다른 대략 정현파형상의 복수상의 위치신호를 출력하는 위치신호 발생수단과, 이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어신호를 발생하는 캐리어신호 발생수단과, 이 변조된 캐리어신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  44. 제41항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 트래킹오차신호에 포함되는 저역주파수성분의 게인을 증대시키게 하는, 저역보상수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  45. 제41항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은 트래킹오차신호에 포함되는 디스크형상 매체의 회전주기의 기본주파수성분과 그것을 포함하여 그 정수배의 고조파성분에 대해서는 소정의 높은 게인을 얻기위한 순회적인 디지털 필터를 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  46. 제41항에 있어서, 상기 보상위치 연산수단은, 새로운 트랙선택정보에 따라서, 데이터변환기의 트랙간 이동중에 적어도 그 연산을 휴지하거나, 또는 그 출력의 보상위치신호를 출력하지 않도록 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  47. 제41항에 있어서, 상기 위치프로필 발생수단은, 새로운 트랙선택정보에 따른 데이터변환기의 트랙간 이동량이 소정의 트랙수보다도 적을때에는 스텝형상의 위치프로필신호를 생성하는 디스크장치의 위치결정장치.
  48. 제41항에 있어서, 상기 위치프로필 발생수단은, 새로운 트랙선택정보에 따른 데이터변환기의 트랙간 이동량에 의해서, 일정한 가속을 한 후 즉시로 일정한 감속을 하거나, 또는 일정속도로 이동시킨 후에 일정한 감속을 하는 위치프로필신호를 생성하는 디스크장치의 위치결정장치.
  49. 제41항에 있어서, 상기 비교수단, 조작전기각도수단, 보상위치연산수단, 및 위치프로필 발생수단은 처리내용에 따른 프로그램·데이터를 보존하는 메모리수단과, 처리수속을 관리하는 시퀀서수단과, 상기 프로그램·데이터에 따라서 연산처리를 실행하는 연산처리 유니트수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
  50. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 서로 위상이 다른 대략 정현파형상의 복수상의 위치신호를 출력하는 위치신호 발생수단과, 이 위치신호에 의해서 변조되는 캐리어신호를 발생하는 캐리어신호 발생수단과, 이 변조된 캐리어신호의 위상정보를 복조하는 복조수단을 포함하여 구성된 위치부호기수단과, 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호와의 편차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 상기 편차량에 의거해서, 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교수단과, 상기 전력공급수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트랙킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 보상위치신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단과, 새로운 트랙선택정보에 따라서, 상기 데이터변환기를 위치궤적제어에 의해서 트랙간 이동시키도록, 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 위치프로필신호를 생성하는 위치프로필 발생수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  51. 제50항에 있어서, 상기 위부호기수단은, 정보기록트랙의 트랙피치를 적어도 10분할 이상으로 내삽할 수 있는 분해능을 구비함과 동시에, 그 출력의 현재위치신호는 전자구동수단의 현재의 동작변위량을 소정의 기준점을 원접으로 하여, 그 전체가동범위를 리니어로 절대위치 표시하도록 구성된 디스크장치의 위치 결정장치.
  52. 제50항에 있어서, 상기 위치프로필 발생수단은, 새로운 트랙선택정보에 대응한 데이터변환기의 트랙간이동량이 소정의 트랙수보다도 적을때는 스텝형상의 위치프로필신호를 생성하는 디스크장치의 위치결정장치.
  53. 제50항에 있어서, 상기 위치프로필 발생수단은, 새로운 트랙선택정보에대응한 데이터변환기의 트랙간이동량에 의해서, 일정한 가속을 한 후, 즉시로 일정한 감속을 한다거나, 또는 일정속도로 이동시킨 후에 일정한 감속을 하게 하는 위치프로필신호를 생성하는 디스크장치의 위치결정장치.
  54. 복수의 정보기록트랙을 그 표면에 갖춘 데이터디스크의 정보기록트랙상의 정보데이터를 써넣기 및/또는 읽어내기 할 수 있는 데이터변환기를 포함한 디스크장치의 위치결정장치에 있어서, 상기 디스크상에서 상기 데이터변환기를 자재로 이동시킬 수 있는 전자구동수단과, 이 전자구동수단의 동작변위량을 검출하여 그 현재의 위치를 표시하는 현재위치신호를 출력하는 위치부호기수단과, 목표위치지령신호와 상기 위치부호기수단이 출력하는 현재위치신호와의 편차에 따른 편차량을 출력하는 비교수단과, 이 편차량에 의거해서 상기 전자구동수단의 복수개의 코일에 전류를 공급하는 전력공급수단과, 상기 전자구동수단과, 상기 위치부호기수단과, 상기 비교수단과, 상기 전력공급수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제1의 서어보루우프수단과, 상기 데이터변환기의 위치와 상기 정보기록트랙과의 위치오차를 검출하여, 트래킹오차신호를 출력하는 트랙킹오차 검출수단과, 이 트래킹오차신호로부터 상기 목표위치지령신호속에 가해지는 보상위치신호를 연산하기 위한 보상위치 연산수단과, 상기 트래킹오차 검출수단과, 상기 보상위치 연산수단을 포함하여 폐쇄루우프 서어보시스템을 구성하는 제2의 서어보루우프수단과 상기 제1서어보루우프수단의 동작의 일부 또는 전부를 실시간으로 모의해서 상기 현재위치신호의 모의신호를 출력하는 시뮬레이터수단과, 상기 현재위치신호와 상기 모의신호로부터 상기 정보데이터변환기의 선택된 정보기록트랙으로부터의 일탈을 감시하는 오프트랙 감시수단을 포함하여 구성되는 오프트랙분별수단으로 이루어진 디스크장치의 위치결정장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 시뮬레이터수단은, 그 입출력의 특성으로서 저역을 통과하고, 고역을 차단하게 되는 주파수 특성을 갖춘 것을 특징으로 하는 디스크장치의 위치결정장치.
  56. 제54항에 있어서, 상기 오프트랙분별수단은, 시뮬레이터수단 내지 오프세트감시수단의 일련의 처리내용에 따른 프로그램·데이터를 격납하고 메모리수단과, 처리수순을 관리하는 시퀀서수단과, 상기 프로그램·데이터에 따라서 연산처리를 실행하는 연산처리 유니트수단을 포함하여 구성된 디스크장치의 위치결정장치.
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