JPH0143378B2 - - Google Patents

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JPH0143378B2
JPH0143378B2 JP2011983A JP2011983A JPH0143378B2 JP H0143378 B2 JPH0143378 B2 JP H0143378B2 JP 2011983 A JP2011983 A JP 2011983A JP 2011983 A JP2011983 A JP 2011983A JP H0143378 B2 JPH0143378 B2 JP H0143378B2
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JP
Japan
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signal
speed
current detection
disturbance
servo motor
Prior art date
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Expired
Application number
JP2011983A
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English (en)
Other versions
JPS59146485A (ja
Inventor
Yukimasa Sugimoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP2011983A priority Critical patent/JPS59146485A/ja
Publication of JPS59146485A publication Critical patent/JPS59146485A/ja
Publication of JPH0143378B2 publication Critical patent/JPH0143378B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/10Track finding or aligning by moving the head ; Provisions for maintaining alignment of the head relative to the track during transducing operation, i.e. track following

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気デイスク装置のヘツド移動および
ヘツド位置決めに使用するサーボ機構に関する。
磁気デイスク装置でデータの書き込み読み出し
が正しく行なわれるためには磁気ヘツドが目標ト
ラツクに正確に位置決めされていなければならな
い。高密度の磁気デイスク装置では正確な位置決
めを実現するためクローズドループサーボ方式を
用いているが、可動ヘツド部には、デイスクの回
転によつて生ずる風、ヘツドの回路部を接続する
フレキシブルケーブルの曲げの力、重力、停止時
にヘツドを所定の位置に戻すためのバネなどから
外乱(外力)が働らいているため、外乱の大きさ
に応じて位置偏差を生じてしまう。この位置偏差
を減らすため従来から2つの対策が採られてい
る。
1つは位置制御ループに直流のオフセツト電圧
を加え外乱を打ち消す方法であり、もう1つは位
置制御ループに位置偏差を積分する回路を加えサ
ーボループの直流ゲインを大きくする方法であ
る。
直流オフセツト電圧を加える方法は、位置偏差
量が装置によつて異なりまた同じ装置でも装置を
水平に設置するか垂直に設置するかで異なるため
装置ごとに調整が必要になる上、ヘツドがどのト
ラツクに位置決めするかによつても変化するので
打ち消しきれない位置偏差が残る欠点がある。
位置偏差を積分する方法は応答に時間遅れがあ
り、目標トラツクに向かつて走行する速度制御モ
ードでは動作しておらず、目標トラツクに近ずい
て位置制御モードになつた後動作を開始するので
過渡応答の時間が長くなる欠点がある。
外乱は、また、速度信号にも影響を与える。最
近の磁気デイスク装置は、位相の90゜ずれた2つ
の位置信号を使う2相サーボ方式を採用してお
り、2つの位置信号を微分してリニアな部分をつ
なぎ合わすことにより連続した速度信号を得るこ
とができる。この位置信号微分による速度信号は
そのまま速度制御に用いるにはS/Nが不足する
ので、通常、電流検出信号を位置信号微分による
速度信号に加算してローパスフイルタに通しS/
Nを改善している。電流検出信号を加算するのは
速度信号の高域周波数成分がローパスフイルタで
失われるのを補償するためである。
電流検出信号を加算しローパスフイルタ通した
速度信号は、S/Nは改善されるが、外乱がある
と電流の積分が速度に比例しないため精度は悪く
なる。その結果外乱が大きい場合は速度制御モー
ドでシーク方向により実際の速度に差を生じた
り、位置制御モードに入る初速度がばらついて位
置決めの過渡応答が変動したりする弊害を生じ
る。
本発明は、装置ごとの調整が不要で装置の設置
方向やヘツドの位置に関係なく位置偏差をなくす
ことができ、またサーボが速度制御モードである
か、位置制御モードであるかにかかわりなく常時
動作可能な外乱打ち消し回路を提供することを第
1の目的としている。
また第2の目的は外乱の速度信号に対する影響
をなくすことである。
本発明は、駆動電流に比例した力を発生するサ
ーボモータを有しクローズドループサーボ方式に
より複数のデータトラツクの中の任意の目標トラ
ツクにヘツドを位置決めさせるようにした磁気デ
イスク装置のヘツド位置決めサーボ機構であつ
て、入力電圧に比例した駆動電流をサーボモータ
に供給する電力増幅器とサーボモータの駆動電流
を検出する手段とサーボモータの速度を検出する
手段と積分器と誤差増幅器とを含み、前記積分器
には前記電流検出手段で得られる電流検出信号か
ら前記誤差増幅器の出力信号である外乱打ち消し
信号を差し引いた信号を入力し、前記誤差増幅器
は前記積分器の出力として得られる速度推定信号
から前記速度検出手段で得られる速度信号を差し
引いた誤差を増幅するように接続し、前記電力増
幅器の入力には前記外乱打ち消し信号を加算する
ように構成した外乱打ち消しループを有する。
本発明の原理を簡単に述べると以下の通りであ
る。
外乱がない場合、サーボモータの加速度は電流
に比例するから速度は電流の積分に比例するはず
である。比例しないのは外乱があるためと考えら
れるから、その誤差に比例した電流をモータに追
加してやることにより外乱を打ち消す。
次に、本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
第1図は本発明のブロツク図である。第1図に
おいて、参照数字1は電力増幅器でゲインGP
〔A/V〕の電流増幅器として動作する。2はサ
ーボモータでKF〔N/A〕はその力定数である。
3,4,5は可動ヘツド部に対応し、Mはその質
量、1/Sは積分要素である。6は電流検出手
段、7は速度検出手段、8は積分器、9は誤差増
幅器でGC,GV,GI/S,GDはそれぞれのゲイン
である。積分器8の積分定数GIはその出力であ
る速度推定信号U1が速度検出手段7の出力であ
る速度信号U0と同じレベルになるようにGI
(KF/M)(GV/GC)に合わせる。10は誤差増
幅器9の出力である外乱打ち消し信号Fを電力増
幅器1の入力に加算する際のゲイン合わせ要素で
ある。またIはサーボモータ2の電流、Dは外
乱、Vは速度、Xは位置(変位)、J1は電流検出
信号、J2は修正電流検出信号である。Eは位置や
速度を目標値に近ずけるための制御信号で、従来
技術によつて得られる。位置や速度を目標値に近
ずけるという主制御は従来と同じフイードバツク
ループで行ない(第1図の点線で示す)、主制御
を乱す外乱に対してだけ9から10を経て1に加わ
るループが動作する。外乱のない理想状態では7
と8の出力差はゼロで、9から10を経て1に加算
される外乱打ち消し信号もゼロとなり、8,9,
10のブロツクは主制御に何の影響も与えない。
外乱があると7と8の出力に差ができ、9の出力
に外乱打ち消し信号が生じて電力増幅器1の入力
に加算されるので主制御信号Eは外乱の影響を受
けなくなる。
第1図のE,D,V間の関係を計算すると、V
={EGP(KF/M)(1+GDGI/S)/S+D/
M/S}/{1+GD(KF/M)(GV/GC)/S}
となる。
ここで、GIに前述の値を代入すると、V=EGP
(KF/M)/S+D/M/S/(1+GD(KF
M)(GV/GC)/S}が得られ、EからVまでの
伝達利得は、外乱打ち消し回路の影響を受けない
が、Dは1/{1+GD(KF/M)(GV/GC)/
S}に圧縮されることがわかる。外乱の直流分は
圧縮されてゼロになる。また圧縮する帯域は誤差
増幅器のゲインGDで調整できる。
第1図の外乱打ち消しループは、主制御ループ
が速度制御モードであつても位置制御モードであ
つても常に動作させておくことができる。注意を
要するのは、電力増幅器1が通常速度制御モード
の前半で一時的に飽和する点である。第1図のJ2
は計算上、J2=J1−F=EGPGCとなるから、積分
器8の入力に直接Eを入れても等価な動作ができ
るように見えるが実際には電力増幅器1が飽和す
るためにFが狂つてうまく動作しない。第1図の
ようにJ2をJ1−Fからつくると電力増幅器1が飽
和しても、主制御信号Eに対する電力増幅器1の
飽和レベルがF/(GPGC)だけ減つたことにな
るだけで、Fは狂わない。
次に、速度検出手段であるが、これは専用のタ
コメータを用いてもよいが、2相サーボ方式の2
つの位置信号を微分してつくることを想定してい
る。位置信号微分による速度信号はS/Nが余り
良くないが、ノイズは誤差増幅器9のゲインGD
にローパスフイルタ特性を持たせることによりカ
ツトすることができる。なお、1相サーボ方式の
場合には、速度制御モードで位置信号微分による
速度信号が不連続にしか得られないので、電流検
出信号の積分で補間して連続した速度信号をつく
るのが普通である。この場合、本発明は補間部分
で正しい外乱打ち消し信号を得られないので、外
乱打ち消しループの有効帝域を狭くするとか、位
置制御モードだけ使用するとか専用のタコメータ
を別に設けるなどの対応が必要になる。
第2図に、以上説明した第1図のブロツク図を
具体化した回路例を示す。aは電力増幅器、bは
電流検出手段、cは速度検出手段である。d,
e,f,gは演算幅器でdはJ2−Fをつくる回路
を、eは積分器を、fはU1−U0を増幅する誤差
増幅器を、gはEにFを加算する回路をそれぞれ
構成している。
第2図では、第1図のブロツク図のゲイン定数
を例えば、GP=1〔A/V〕、GC=1〔V/A〕、
KF=10〔N/A〕、M=0.1〔Kg〕、GV=1〔V/
ms-1〕と仮定して回路定数を決めると、一例と
して以下のようになる。
r1、r2、r4、r5、r6、r7、r9、r10:10KΩ、r3
1Ω、r8:100KΩ、r11:27KΩ、C1:0.1μF、
C2:0.015μF。
誤差増幅器fにはローパスフイルタの特性を持
たせてノイズを抑えている。誤差増幅器fのゲイ
ンは外乱の周波数分布、速度信号のS/N、回路
の安定性、サーボパラメータの精度などを考慮し
て決める。
最後に本発明のもう1つの効果について説明を
加える。第3図は、位置信号微分による速度信号
に電流検出信号を加算してローパスフイルタに通
し、S/Nのよい速度信号をつくる速度信号合成
回路である。第3図においてVdは位置信号微分
による速度信号、Jは電流検出信号、Uは合成さ
れた速度信号である。従来技術ではJは第1図に
おけるJ1であるが、J1の代りに外乱の打ち消しに
費やされる電流分を差し引いた修正電流検出信号
J2を用いるようにすると速度信号の精度が改善さ
れる効果が生まれる。
なお、この速度信号合成回路でつくつた速度信
号を外乱打ち消しループで使用することも可能で
あるが、外乱打ち消し信号として意味があるのは
速度信号合成回路のローパスフイルタのカツトオ
フ周波数より低い周波数成分に限られる。
本発明は、以上説明したように、従来の回路に
簡単な回路を追加することにより外乱を打ち消す
ことができる。外乱の大きさが変化しても自動的
に追従するので調整は不要であり、また常時動作
させておくことができるので大きな過渡応答を生
じることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図のブロツク図を具体化した回路
例、第3図は本発明により精度が改善される速度
信号合成回路の回路例である。 図において、1……電力増幅器、2……サーボ
モータ、3,4,5……可動ヘツド部、6……電
流検出手段、7……速度検出手段、8……積分
器、9……誤差増幅器、10……ゲイン合わせ要
素、E……主制御信号、I……サーボモータの駆
動電流、D……外乱(外力)、V……速度、X…
…位置、J1……電流検出信号、J2……修正電流検
出信号、U0……速度信号、U1……速度推定信号、
F……外乱打ち消し信号、GP……電力増幅器の
ゲイン、GC……電流検出手段のゲイン、KF……
サーボモータの力定数、M……可動ヘツド部の質
量、1/S……積分要素、GV……速度検出手段
のゲイン、GI……積分器の積分定数、GD……誤
差増幅器のゲイン、a……電力増幅器、b……電
流検出手段、c……速度検出手段、d,e,f,
g……演算増幅器、Vd……位置信号微分による
速度信号、J……電流検出信号または修正電流検
出信号、U……合成された速度信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 駆動電流に比例した力を発生するサーボモー
    タを有しクローズドループサーボ方式により複数
    のデータトラツクの中の任意の目標トラツクにヘ
    ツドを位置決めさせるようにした磁気デイスク装
    置のヘツド位置決めサーボ機構において、入力電
    圧に比例した駆動電流をサーボモータに供給する
    電力増幅器とサーボモータの駆動電流を検出する
    手段とサーボモータの速度を検出する手段と積分
    器と誤差増幅器とを含み、前記積分器には前記電
    流検出手段で得られる電流検出信号から前記誤差
    増幅器の出力信号である外乱打ち消し信号を差し
    引いた信号を入力し、前記誤差増幅器は前記積分
    器の出力として得られる速度推定信号から前記速
    度検出手段で得られる速度信号を差し引いた誤差
    を増幅するように接続し、前記電力増幅器の入力
    には前記外乱打ち消し信号を加算するように構成
    した外乱打ち消しループを有することを特徴とす
    るヘツド位置決めサーボ機構。 2 位置信号微分によつてつくつた速度信号に電
    流検出信号を加算してローパスフイルタに通し
    S/Nのよい速度信号を得る速度信号合成回路に
    おいて、電流検出信号の代りに第1項記載の、電
    流検出信号から外乱打ち消し信号を差し引いた信
    号を用いることを特徴とする第1項記載のヘツド
    位置決めサーボ機構。
JP2011983A 1983-02-09 1983-02-09 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構 Granted JPS59146485A (ja)

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JP2011983A JPS59146485A (ja) 1983-02-09 1983-02-09 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構

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JPS59146485A JPS59146485A (ja) 1984-08-22
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JP2011983A Granted JPS59146485A (ja) 1983-02-09 1983-02-09 磁気デイスク装置のヘツド位置決めサ−ボ機構

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US10795309B2 (en) 2006-12-11 2020-10-06 Canon Kabushiki Kaisha Process cartridge and image forming apparatus

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