JPH0192973A - 磁気デイスク装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、速度制御と位置制御を組み合わせてヘッド
を位置決めする磁気ディスク装置に関し、特に正確且つ
高速なヘッド位置決めができる磁気ディスク装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第６図は例えば特開昭５９−６５９７５号に記載された
従来の磁気ディスク装置を示すブロック図である。

図において、（１）は速度プロフィール発生器であり、
動作指令Ｐと磁気ヘッド（図示せず）の目標トラック位
置ＸＴ及び現在位置Ｘｏの位置偏差Ｘｅとに基づいて速
度プロフィールを発生するようになっている。

（２）は速度制御用接点ａ及び位置制御用接点すを有し
、これら接点ａ又はｂのいずれかを選択するモードスイ
ッチである。（３）はモードスイッチ（２）を介して入
力される制御信号ＳＧに基づいて駆動電流■を発生する
パワーアップであり、パワーアップ電源（図示せず）か
ら印加される電圧によって駆動電流■の最大出力供給量
が決定されている。又、駆動電流工の方向（極性）は、
制御信号ＳＧの極性に依存している。

（４）は駆動電流Ｉにより駆動されるボイスコイルモー
タ、（５）はボイスコイルモータ（４）により移動され
るヘッドと一体のポジショナ、（６）は位置偏差Ｘｅに
基づいてヘッド位置を検出する位置検出器である。

（７）は駆動電流■及び位置検出器（６）からのヘッド
位置信号Ａに基づいてヘッド速度を生成する電子タコメ
ータであり、このヘッド速度と速度プロフィールとの差
が速度制御用接点ａに印加されている。

（８）はパワーアップ（３）の出力端子に接続されたロ
ーパスフィルタであり、駆動電流工を安定させるための
位相変換器として作用しており、その出力は位置検出器
（６）からの位置信号Ａとの差となって位置制御用接点
すに印加されている。

次に、第６図に示した従来の磁気ディスク装置の動作に
ついて説明する。

第６図のようにモードスイッチ（２）を速度制御用接点
ａ側に接続すると、速度制御モードが形成される。ここ
で、動作指令Ｐが速度プロフィール発生器（１）に入力
されると、目標トラック位置ＸＴと現在位置Ｘｏとの位
置偏差Ｘｅ（残り距ＩＩｉりに応じた速度プロフィール
（速度指令）が発生する。そして、この速度プロフィー
ルとヘッド速度との差は、モードスイッチ（２）を介し
てパワーアップ（３）に対し制御信号ＳＧとなって印加
される。

パワーアップ（３）は制御信号ＳＧに応じた駆動電流Ｉ
を発生し、この駆動電流工によりボイスコイルモータ（
４）は指令に従った速度で駆動され、その結果、ヘッド
は速度指令に追従するように移動する。このとき、速度
プロフィール発生器（１）からの速度指令は、ヘッドの
現在位ＷｘＯから目標トラック位ｉＸＴまでの残り距離
Ｘｅが小さくなるにつれて減少するように制御される。

ヘッドの現在位置が目標トラック位ｒ！ｌｘＴの直前に
達すると、モードスイッチ（２）は位置制御用接点す側
に接続されて位置制御モードが形成される。

従って、パワーアップ（３）からの駆動電流Ｉは、位置
偏差Ｘｅに基づく制御信号ＳＧにより決定される。

通常、目標トラック位置ＸＴは零であるから、位置検出
器（６）及びローパスフィルタ（８）は、ボジショ。

ナく５）の出力Ｘｏ（ヘッドの現在位置）が零になるよ
うに動作する。そして、ポジショナ（５）の出力ｘＯが
零即ちヘッドの現在位置が目標トラック位ＷＸＴになっ
た時点で一連の位置決め動作が完了する。

しかし、モードスイッチ（２）の接点ａからｂへの切換
時における移動速度（初速度）がパワーアップ（３）の
最大出力供給量を越える程大きい場合は、パワーアップ
（３）の出力が飽和し、制御信号ＳＧの大きさに対応し
た駆動電流Ｉが得られなくなる。

従って、位置制御モードに切換えてもへ・ンドの移動を
制動しきれず目標トラック位置ＸＴを越え、へ・ｙドが
目標トラック位ｉＸＴより移動し過ぎた後、再び上記動
作を繰り返して位置決めを行うことになる。

第７図は、位置偏差Ｘｅの時間変化を示すタイミングチ
ャート図であり、速度制御モードから位置制御モードに
切換えられたときの過渡状態における位置偏差Ｘｅの制
定の様子を示している。

各曲線Ｐｌ〜Ｐ３は、ヘッドの初速度がそれぞれＰ　３
　＞　Ｐ　＋　＞　Ｐ　２の順に大きい例を示し、初速
度が中間の場合は曲線ＰＩの制定時間ｔ１のように最も
短く、初速度が小さすぎても又は大きすぎても、曲線Ｐ
２及びＰ３の制定時間ｔ２のように長くなってしまう。

第８図は第６図を一部変更した従来例を示すブロック図
であり、（９）は位置検出器（６）からの位置信号Ａの
位相を進ませてモードスイッチ（２）の位置制御用接点
すに印加する位相補償器である。

この位相補償器（９）は、第６図内のローパスフィルタ
（８）及び加算器と同等に作用する。即ち、位置制御用
接点すに印加される信号は、ｔｓＧ図の場合は位置信号
Ａと電流■を積分した信号（速度成分）とを加算したも
のであるが、第８図の場合も、同様に速度成分に相当す
る、位置信号Ａの位相を進ませた信号（位置信号を微分
した信号）を含んでいる。

一般に、位置制御用接点すが接続された位置制御モード
においては、ヘッドの加速度をα、速度をＶとすれば、
電流■→加加速度α連速度Ｖ→現在位置Ｘｏの順に物理
量が変化し、これらＩ”Ｘｏは２重積分要素を含んでい
る。従って、制御ループを形成する場合に位置制御系の
安定化を図るため、微分要素を中間に入れる必要がある
。このため、第６図においてはローパスフィルタ（８）
、又、第８図においては位相補償器（９）が、それぞれ
この役割を果たしている。

［発明が解決しようとする開題点］ 従来の磁気ディスク装置は以上のように、一定のパワー
アップ（３）の電源電圧により駆動電流■の上限が決定
されているので、モード切換時即ち位置制御モード開始
時にヘッドの初速度が大き過ぎると、パワーアップ（３
）の最大出力供給量の制限を受けて目標トラック位置Ｘ
Ｔでの停止が困難となり、更に、行き過ぎ量が大きくな
り過ぎてヘッドの位置決め制定時間が長くなって、結果
的にアクセス時間が長くなり、装置性能を低下させると
いう問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、速度制御モードがら位置制御モードに移行し
た過渡状態において、目標トラック位置（Ｘｏ＝Ｏ）と
のすれ旦（位置偏差Ｘｅ）に応じて位置制御系のループ
利得を変化させ、初速度の違いによる制定時間の延びを
小さくして、制定時間を短縮できる磁気ディスク装置を
得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る磁気ディスク装置は、速度制御モードか
ら位置制御モードに切換えられた過渡状態の間に、位置
制御系の制御利得を位置偏差に応じて大きくする制御手
段を設けたものである。

［作用〕 この発明においては、ヘッドの位置偏差が太きければ大
きい程、位置制御系の制御（ループ）利得を大きくし、
ヘッドが目標位置に近づくにつれて、ループ利得を通常
の大きさに近づける。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例の要部を示すブロック図、第２
図〜第４図は第１図内の制御手段のそれぞれ異なる構成
例を示すブロック図であり、（２）、（６）及び（９）
は前述と同様のものである。

又、図示しない部分は第８図と同様の構成である。

（１０）は位置検出器（６）とモードスイッチ（２）と
の間に挿入された制御手段であり、位置信号Ａに応じて
、位置制御用接点すに印加される信号Ｂを変化させ、位
置制御モードに切換えられた過渡状態の間に、位置制御
系の制御利得を位置偏差Ｘｅに応じて大きくするように
なっている。

（１１）は位置信号Ａと位相補償器（９）の出力信号Ｃ
とを乗算する乗算器であり、位置信号Ａの値に応じて変
化された出力信号Ｃを補正信号として出力するようにな
っている。

（１２）は位相補償器（９）からの出力信号Ｃと乗算器
（１１）からの補正信号とを加算する加算器、り１３）
は位置信号Ａと加算器（１２）からの出力信号とを加算
する加算器である。　（９’）は位相補償器（９）と同
等の特性を有する微分器であり、−次進み回路で構成さ
れていてもよい。

次に、第５図のタイミングチャート図を参照しながら、
第１図及び第２図に示したこの発明の一実施例の動作に
ついて説明する。

まず、前述と同様に、モードスイッチ（２）が切換わっ
て、速度制御用接点ａから位置制御用接点すに接続され
たとする。

ここで、位置偏差Ｘｅに対応する位置信号Ａが大きい場
合は、乗算器（１１）は、位相補償器（９）の出力信号
Ｃに位置信号Ａを乗算して更に大きい値とし、これによ
り得られる補正信号を増大させる。

この結果、加算器（１２）から位置制御用接点すに印加
される信号Ｂは出力信号Ｃより大きくなり、ヘッドは速
く目標位置に到達しようとする。

この場合、ループ利得が大きくなっているが、ヘッドの
現在位置Ｘｏが目標位置（Ｘｏ＝Ｏ）に近づくにつれ、
乗算器（１１）から出力される補正信号が零に近づくの
で、位置制御用接点すに印加される信号Ｂが出力信号Ｃ
に近づく、従って、従来通りのループ利得となり、ルー
プ発振を防止することができる。

このように、目標位置に対するヘッドの位置偏差Ｘｅが
大きい場合は制御利得を上げ、目標位置に近づく程、通
常の利得に近づけることにより、ループ発振を防止しな
がら制定時間を短くすることができる。

即ち、第５図に示すように、初速度が小さくて曲線Ｐ２
のように制定されるおそれがある場合は曲線Ｐ、に近づ
くように作用し、初速度が大きくて曲線Ｐ３のように制
定されるおそれがある場合は曲線Ｐ４に近づくように作
用する。ここで、曲線Ｐ４の場合は、初速度が大きすぎ
るため慣性の影響を受けて、曲線Ｐ３と同様に目標位置
を一旦行き過ぎるが、行き過ぎた後の戻りの制定が早く
なる。

従って、ヘッドの初速度の大きさにかかわらず、速度制
御モードから位置制御モードに切換えられた過渡状態に
おいて、短時間の制定時間ｔ、で位置偏差Ｘｅを０（目
標値ｉｌ）に制御することができる。

尚、上記実施例では、制御手段（１０）の出力側に加算
器（１２）を挿入したが、第３図のように加算器（１２
）を省略して、ループ利得の下限をＯまで広げてもよい
。

又、第４図のように位相補償器（９）の代わりに微分器
（９′）を用いてもよく、更に、制御手段（１０）の出
力側に位置信号Ａを加算する加算器（１３）を挿入し、
出力信号Ｃの利得のみを位置偏差Ｘｅに応じて変化させ
るようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、位置制御モードに切換
えられた過渡状態の間に、位置制御系の制御利得を位置
偏差に応じて大きくする制御手段を設け、ヘッドの位ｘ
ｉ差が大きければ大きい程位置制御系の制御（ループ）
利得を大きくし、ヘッドが目標位置に近づくにつれてル
ープ利得を通常の大きさに近づけるようにしたので、高
精度且つ高速アクセスの位置決めが可能な磁気ディスク
装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を示すブロック図、
第２図〜第４図は第１図内の制御手段の構成のそれぞれ
異なる例を示すブロック図、第５図は第１図の動作を説
明するためのタイミングチャート・図、第６図及び第７
図は従来の磁気ディスク装置のそれぞれ異なる例を示す
ブロック図、第８図は従来の磁気ディスク装置の動作を
説明するためのタイミングチャート図である。 （２）・・・モードスイッチ　（３）・・・パワーアッ
プ（９）・・・位相補償器　　　（１０）・・・制御手
段（１１）・・・乗算器　　　　　（１ｚ）・・・加算
器ａ・・・速度制御用接点　　　ｂ・・・位置制御用接
点ｘＯ・・・現在位置　　　　　Ｘｅ・・・位置偏差■
・・・駆動電流　　　　　ＳＧ・・・制御信号Ａ・・・
位置信号　　　　　Ｃ・・・出力信号向、図中、同一符
号は同−又は相当部分を示す。 第　１　閃 ２：七−ド入不ソ千 ｘｅ　：　イｎテ１団偏ノでと Ａ　　：　イｔ［ｊ蝕［Ａ各　予ジ′ Ｃ：巳力信号 ｂ：位量制御卸肝博ｋ、 巧　２　図 ′１′１ 第　３　図 第　４　図 第５図 人 七−ド七力挾然 第　６　図 Ｉ−駆動電流 ｘｏ：況在イ装置 第　７　図 △ モード切換虐、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘッドの目標位置と現在位置との位置偏差に基づ
   いて前記ヘッドを移動するための駆動電流を発生するパ
   ワーアップと、前記位置偏差が小さくなったときに前記
   パワーアップに入力される制御信号を速度制御モードか
   ら位置制御モードに切換えるモードスイッチとを備え、
   前記速度制御モード及び前記位置制御モードを組み合わ
   せて前記ヘッドの位置決めを行う磁気ディスク装置にお
   いて、前記速度制御モードから前記位置制御モードに切
   換えられた過渡状態の間に、位置制御系の制御利得を前
   記位置偏差に応じて大きくするための制御手段を設けた
   ことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. （２）制御手段は、位置偏差に応じた位置信号の位相を
   進める位相補償器と、この位相補償器の出力信号と前記
   位置信号とを乗算する乗算器とを備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の磁気ディスク装置。
3. （３）制御手段は、位相補償器の出力信号と乗算器から
   の補正信号とを加算する加算器を備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の磁気ディスク装置。