JPH02183311A - サーボ回路の位置制御オフセット調整方法 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第７図、第８図、第９図）発明が解決しよ
うとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）　　一実施例の構成の説明 （第２図、第３Ｍ） （ｂ）一実施例の動作の説明 （第４図、第５図、第６図） （Ｃ）　　他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 サーボ対象を速度制御と位置制御によって目標位置に位
置決めするサーボ回路において、位置制御系のオフセッ
トを除去するだめの位置制御オフセット調整方法に関し
、 人間の手を介さずに、位置制御系の回路オフセットを自
動調整することを目的とし、 サーボ対象の実速度を検出し、目標速度との速度誤差に
より速度制御する速度制御部と、サーボ対象の位置信号
から得た位置エラー信号により位置制御する位置制御部
と、該サーボ対象を該速度制御部又は位置制御部に切換
接続する切換部と、該切換部を切換制御する主制御部と
を有し、目標位置近傍において、該速度制御から位置制
御に切換えるようにしたサーボ回路において、位置制御
部へ与えるオフセット調整値を変化して、一定距翔ｆの
移動を繰り返し、各オフセット調整値における位置制御
時の位置信号の積分値を計測するステップと、該積分値
が最小となるオフセット調整値を最適オフセット値とし
て設定するステップとを有する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、サーボ対象を速度制御と位置制御によって目
標位置に位置決めするサーボ回路において、位置制御系
のオフセットを除去するだめの位置制御オフセット調整
方法に関する。

磁気ディスク装置の磁気ヘットのトラック位置決め等の
ため、サーボ回路が広く利用されている。

このようなサーボ回路では、位置制御系のアナログ回路
にオフセンｌ−が存在すると、位置制御を円滑に行えな
くなるため、オフセットを除去するだめのオフセット調
整技術が必要となる。

〔従来の技術〕

第７図及び第８図は従来技術の説明−である。

第７図において、ｌはサーボ対象であり、ボイスコイル
モータ１ａとボイスコイルモータｌａによって移動され
るサーボヘッド１ｂと、サーボヘッドＩｂの読取信号か
ら位置信号Ｐｓを作成する位置信号作成回路１ｃとを有
している。

２は速度検出回路であり、位置信号Ｐｓと後述する検出
電流１ｃとから実速度Ｖｒを検出するもの、３は速度エ
ラー検出回路であり、後述する目標速度Ｖｃと実速度Ｖ
ｒとの速度誤差△■を発生し、速度制御するものであり
、これらによって速度制御部を構成する。

４は位置（ポジション）エラー検出回路位置制御部であ
り、位置信号Ｐｓと検出電流ｉｃとから位置エラー信号
△Ｐを発生し、位置制御するもの、５はパワーアンプ及
び切換部であり、切換スイッチとパワーアンプとを有し
、コアース（速度制御）／ファイン（位置制御）切替信
号によって、速度エラー検出回路３又は位置エラー検出
回路４をサーボ対象１に切換接続するものである。

６は主制御部であり、マイクロプロセッサで構成され、
移動量に応した目標速度カーブＶｃを発生ずるとともに
、後述するトラッククロッシングパルスによりサーボ対
象１の位置を監視し、目標位置近傍でコアースからファ
インへの切替信号を発生ずるものである。

７は制御電流検出回路であり、パワーアンプ５の制御電
流Ｉｓを検出し、検出電流信号ｉｃを発生ずるもの、８
はトラッククロッンングパルス発生回路であり、位置信
号Ｐｓからトラッククロッシングパルスを発生し、主制
御部６へ出力するものである。

主制御部６は、移動トラック数（移動量）が与えられる
と、移動トラック数に応じた目標速度カブＶｃを生成し
、速度制御によって、ボイスコイルモータ１ａを駆動し
、目標位置近傍に到達すると、切換部５を位置制御側に
切換え、ボイスコイルモータ１ａを位置制御して、所望
のトラックに位置決めする。

この位置制御を行う位置制御部４は、第８図に示すよう
に、位置信号ＰｓＯ高周波成分をカットするフィルタ４
０と、フィルタ４０の出力を増幅するアンプ４１と、フ
ィルタ４０の出力を積分する積分回路４２と、フィルタ
４０の出力と制御電流検出信号ｉｃとを微分する微分回
路４３と、アンプ４１、積分回路４２、微分回路４３の
出力から位置（ポジション）エラー信号を発生するポジ
ションエラー発生器４４と、微分回路４３のオフセット
を調整するための抵抗ｒ１〜ｒ４を有していた。

このような位置制御系は、アナログ回路で構成されてい
るため、回路オフセットが必然的に発生ずる。

特に、電流帰還系のオフセットが大きく、例えば制御電
流検出回路７のアンプのオフセットによる影響が大であ
る。

第９図は従来技術の説明図である。

回路オフセットがないと、第９図（Ａ）のように、コア
ース（速度制御）からファイン（位置制御）へ切換え後
、位置信号Ｐｓは直ちに０■に収束し、ファインへの切
換え後、一定時間一定しベル（オントラックレベル）以
上にならないことで、シーり完了となる。

ところが、回路オフセットが存在すると、第９図（Ｂ）
のように、ファインへ切換え後、回路オフセットを補正
ずべく位置信号Ｐ　ｓが徐々に」二昇し、一定時間は一
定レベル以上にはならないでシフ完了となるが、その後
ピークを生じ、オントラックレベルを越えてしまうこと
がある。

これがオントランクレベルを越えると、サーボ対象１は
オントラックレベル以」−動かされたことになってしま
う。

この回路オフセット、特に電流帰還系のオフセットを補
正するため、従来は、ある一定区間のシフを繰り返しな
がら、オシロスコープで位置信号を観測し、可変抵抗ｒ
４（第８図）を人間が調整していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、人間が調整していたため、個人差による
調整バラツギや測定器（オシロスコブ）等による調整バ
ラツキが生じ易いという問題がある他に、測定器や人件
費等によるコストアンプの問題も生じていた。

従って、本発明は、人間の手を介さずに、位置制御系の
回路オフセットを自動調整することのできるサーボ回路
の位置制御オフセット自動調整方法を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図に示すように、サーボ対象ｌの実速度
を検出し、目標速度との速度誤差により速度制御する速
度制御部２．３と、サーボ対象１の位置信号から得た位
置エラー信号により位置制御する位置制御部４と、該サ
ーボ対象Ｉを該速度制御部２．３又は位置制御部４に切
換接続する切換部５と、該切換部５を切換制御する主制
御部６とを有し、目標位置近傍において、該速度制御か
ら位置制御に切換えるようにしたサーボ回路において、
位置制御部４へ与えるオフセット調整値を変化して、一
定距離の移動を繰り返し、各オフセラ１−調整値におけ
る位置制御時の位置信号の積分値を計測するステップと
、該積分値が最小となるオフセット調整値を最適オフセ
ット値として設定するステップとを有するものである。

〔作用〕

本発明は、オフセットの影響が前述の如く位置制御にお
ける位置信号Ｐｓの波形に現れることがら、オフセット
値を変化しながら、位置制御における位置信号を積分し
、積分値が最小となるオフセット値を見つけて、調整し
ようとするものである。

オフセットを自動調整できるので、人手による調整を不
要とし、誤差がなく、コストがかがらない調整が実現で
きる。

〔実施例〕

（ａ）　　一実施例の構成の説明 第２図は本発明の一実施例構成図、第３図は第２図構成
における位置制御部の構成回である。

図中、第１図、第７図及び第９図で示したものと同一の
ものは、同一の記号で示しである。

９は積分部であり、主制御部（以下ＭＰＵという）６に
よってオンされ、位置信号Ｐｓを通過せしめるスイッチ
９０と、スイッチ９０からの位置信号Ｐｓを絶対値化す
る絶対値回路９１と、絶対値回路９１の出力を積分する
積分回路９２と、積分回路９２のアナログ出力をデジタ
ル値に変換するアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ
）９３とを備えている。

６２はオフセットレジスタであり、オフセット値りを格
納しておくもの、６３は積分回数レジスタであり、積分
回数を格納しておくもの、６４はワークレジスタであり
、各種測定値ＦＷＤ、ＲＶＳ、Ｔ１．Ｔｚ、Ｔ３、Ａを
格納しておくものである。

第３図において、４５はデジタル／アナログコンバータ
（ＤＡＣという）であり、抵抗「？に接続され、ＭＰＵ
６からのデジタルオフセット値をアナログのオフセット
４士に変換し、微分回路４３のオフセットを設定するも
のである。

（ｂ）　　一実施例の動作の説明 第４図は本発明の一実施例調整処理フロー図、第５図は
第４図のフォワード／リバースのオフセット調整値決定
処理フロー図、第６図は第５図の積分サンプリング処理
フロー図である。

尚、第５図は、第４図フローのサブルーチン、第６図は
、第５図フローのサブルーチンである。

先ず、全体の調整処理について第４図により説明する。

■　ＭＰＵ６は調整開始に当たって、各種レジスタをリ
セノｌ〜する。

■　次に、ＭＰＵ６は、第５図にて後述するサブルーチ
ンを実行して、フォワー　ド方向のオフセット調整値り
を決定し、決定したオフセット調整値Ｉ、をレジスタ６
４の“Ｆ　Ｗ　Ｄ　’“に格納する。

■　Ｍ　Ｐ　ｔＪ　６は、更に第５図にて後述するサブ
ルーチンを実行して、リバース方向のオフセット調整値
りを決定し、決定したオフセット調整値Ｉ７をレジスタ
６４の“ＲＶＳ”に格納する。

■　次に、ＭＰＵ６は、レジスタ６４の’ＦＷＳ”、“
ＲＶ　Ｓ　”の平均を計算し、平均値をレジスタ６２に
“°Ｌ”としてセットし、出力する。

次に、第５図によりオフセット調整値決定処理について
説明する。

■　先ず、ＭＰＵ６は、レジスタ６３の積分回数Ｉに「
３」をセントする。即ち、積分は３回行う。

■　ＭＰＵ６は、レジスタ６２にオフセット調整値りを
セットし、位置制御部４のＤＡＣ４５に「Ｌ」を出力す
る。

そして、ＭＰＵ６は、第６図にて後述する積分サンプリ
ングサブルーチンを実行し、位置信号ＰＳの積分値をレ
ジスタ八に得、レジスタ６４のＴにこれを格納する。

この時、このルーチンを複数回行い、積分値を平均化す
る。

次に、ＭＰＵ６は、レジスタ６２の１、を（Ｌ　十Ｘ）
に更新し、レジスタ６３の積分回数Ｉを（］■）に更新
する。

ＯＭＰＵ６は、レジスタ６３の積分回数１が「０」かを
調べ、「０」でないなら、ステップ■に戻る。

■　一方、Ｉ＝０なら、３回の積分動作は終了し、積分
値Ｔ１、′ｒ２、Ｔ３がえられたことになり、現在ゲイ
ンは（＋−＋３Ｘ）である。

先ず、ＭＰＵ６は、１回目積分（ａＴｌと２回目積分４
ＭＴｑとを比較する。

Ｔ１≧Ｔ２でない、即ちＴＩ＜Ｔ２なら、オフセンＩ−
Ｌの増加変化に対し単調増加のため、極小値が得られな
いから、オフセン）Ｌを（Ｌ−４Ｘ）、即ち、Ｌ　＝　
Ｌ　＋　３　Ｘのため（Ｌ−Ｘ　）に減らし、ステップ
■に戻る。

■　一方、Ｔ１上１゛２なら、２回目の積分値Ｔ２と３
回目の積分値Ｔ３とを比較する。

゛「３≧１゛２でない、即ちｌ’　３　＜　ｉ”　２な
ら、オフセン）Ｌの増加変化に対し単調減少のため、極
小値が得られないから、オフセットＬを（Ｌ−２Ｘ）、
即ち、Ｌ＝（Ｌ＋３Ｘ）のため、（Ｌ　＋Ｘ）に増やし
、ステップ■に戻る。

■　逆心こ、Ｔ３≧Ｔ２なら、Ｔ１≧Ｔ２≦Ｔ３の関係
が成立し、Ｔ２が極小値よなるため、′「２のゲインを
（１−−−２Ｘ）　−（１、＋　Ｘ　）によって求め、
フォワード方向のオフセット決定値°“ＦＷＤ”として
レジスタ６４に格納し、リターンする。

尚、リバース方向のオフセット決定値“ＲＶＳ“は同様
にしてステップ■でリバース方向の積分→ノ“ンプリン
グを行って求める。

次に、第６図により積分サンプリング処理について説明
する。

（ｉ）ＭＰＬＪ６は、予定のディファレンス量のフォワ
ードシークをスタートする。

（ｉｉ　）　Ｍ　Ｐ　Ｕ　６は、速度制御終了かを判定
し、速度制御が終了すると積分スタートを発し、スイン
チ９０をオン、積分回路９２を動作させる。

槌って、積分回路９２は、第１図（Ｂ）のように、速度
制御終了時から位置信号Ｐｓの積分を始める。

（ｉｉｉ　）この様に、速度制御から位置制御に切換わ
った後に、オントラック信号が一定時間継続することに
より、シーり終了と判定する。

更に予定の時間持ち、積分スタート信号をオフし、スイ
ッチ９０をオフ、積分回路９２を不動作とし、積分を終
了する。

従って、積分期間は第１図（Ｂ）のようになる。

（ｉｖ）ＭＰＵ６は、積分期間の終了後、ΔＤＣ９３よ
り積分値のサンプリングを行い、レジスタ６４に「Ａ」
として格納する。

そして、予定の量だけリハ　スシークしてリタンする。

上述のフローはフォワード方向の積分サンプリング処理
であるが、リバース方向のものは、ステップ（１）でフ
ォワードシーりをリバースシークとし、ステップ（ＩＶ
）でリハースシ−りをフォワドシークと変えるだけで、
後は同一である。

このようにして、フォワード方向とリバース方向とのオ
フセットに違いが生しる場合があるので、第４図のよう
に、両方向のオフセット調整値を決定し、平均値を自動
オフセット調整値としている。

又、位置信号の積分値が最小となるようなオフセット値
を決定しているので、適切なオフセット調整値かえられ
る。

（Ｃ）　　他の実施例の説明 上述の実施例において、サーボ対象を磁気ディスク装置
としているが、他の装置であってもよく、又積分部を設
けず、ＭＰＵ６が積分動作を行ってもよい。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、オフセットを変化
しながら、各オフセットにおける位置信号Ｐｓの積分値
を計測し、積分値が最小となるオフセット値を決定して
いるので、位置制御系の回路オフセットを自動調整でき
るという効果を奏し、調整誤差も発生せず、調整コスト
も低減でき、更にフィールドでの調整も容易にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は第２図構成における位置制御部の構成図、 第４図は本発明の一実施例調整処理フロー図、第５図は
第４図におけるオフセット調整値決定処理フロー図、 第６図は第５図における積分サンプリング処理フロー図
、 第７図、第８図及び第９図は従来技術の説明図である。 図中、１−サーボ対象、 ２−速度検出回路、 ３−速度エラー検出回路、 ４−位置エラー検出回路、 ５−切換部、 ６−主制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　サーボ対象（１）の実速度を検出し、目標速度との速
   度誤差により速度制御する速度制御部（２、３）と、 サーボ対象（１）の位置信号から得た位置エラー信号に
   より位置制御する位置制御部（４）と、該サーボ対象（
   １）を該速度制御部（２、３）又は位置制御部（４）に
   切換接続する切換部（５）と、 該切換部（５）を切換制御する主制御部（６）とを有し
   、 目標位置近傍において、該速度制御から位置制御に切換
   えるようにしたサーボ回路において、位置制御部（４）
   へ与えるオフセット調整値を変化して、一定距離の移動
   を繰り返し、各オフセット調整値における位置制御時の
   位置信号の積分値を計測するステップと、 該積分値が最小となるオフセット調整値を最適オフセッ
   ト値として設定するステップとを有することを 特徴とするサーボ回路の位置制御オフセット調整方法。