JPH0376063A

JPH0376063A - 磁気ディスク装置

Info

Publication number: JPH0376063A
Application number: JP21237189A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kushibiki; 櫛引　秀明
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1991-04-02

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、磁気ディスク装置に係り、詳しくは、速度
制御サーボ方式を採用する磁気ディスク装置に関する。

［従来の技術］磁気ディスク装置は、データ・トラックの高密度化に伴
い、磁気ヘッドの位置決めを正確に行うためのサーボ方
式の採用が不可欠である。

従来、この種のサーボ方式として、いわゆる速度制御サ
ーボ方式というサーボ方式が存在する。

この速度制御サーボ方式は、概して、次のように動作す
る。すなわち、磁気ヘッドの目標位置と現在位置との差
（位置偏差）に応じた目標速度を決定すると共に、磁気
ヘッドの実速度を測定し、この実速度に所定の定数を乗
じた数量（フィードバック量）を決定する。そして、上
記目標速度とフィードバック量との差（速度偏差）を速
度指令値として、ＶＣＭ　（ボイス・コイル・モータ）
に送出し、位置制御を行う。

なお、従来においては、上記フィードバックの方法は、
加速時においても減速時においても異なるものではなか
った。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上記従来の速度制御サーボ方式におぃて、サ
ーボ性能を上げるためには、減速時、速度偏差（速度指
令値）を小さくしなければならないが、しかしながら、
速度偏差を小さくしようとすると、ループゲインを上げ
なければならないが、この結果、サーボ系が不安定にな
るという問題があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ループ
ゲインを上げることなく　（すなわち、サーボ系を不安
定にすることなく）、小さな速度偏差を得ることができ
る（すなわち、サーボ性能の向上を図ることができる）
磁気ディスク装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、この発明は、速度検出部に
よって磁気ヘッドの実速度を測定し、測定された前記実
速度に対応した量を速度指令値に帰還させる速度制御サ
ーボ機構を有する磁気ディスク装置において、前記磁気
ヘッドが減速段階に入ると、前記実速度に対応した量を
速度指令値に帰還させることに加えて、目標位置から現
在位置までの位置偏差に比例する量を前記速度指令値に
帰還させる速度制御サーボ機構を有することを特徴とし
ている。

［作用］磁気ヘッドか減速段階に入ると、実速度に対応した量を
速度指令値に帰還させることに加えて、目標位置から現
在位置までの位置偏差に比例する量を速度指令値に帰還
させるようになっているので、ループゲインを上げるこ
となく、小さな速度偏差を得ることができる。このため
、高精度の位置決めを迅速かつ安定に得ることができる
。

［実施例］以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例である磁気ディスク装置
の速度制御サーボ系のシステム構成を示すブロック図で
ある。この図において、符号１は、デジタル・コントロ
ーラ、２はＶＣＭ、３はアクチュエータであって、ＶＣ
Ｍ２によって駆動される。４は磁気ヘッドであって、ア
クチュエータ３によって駆動される。５は磁気ディスク
であり、データ記録面の各セクタ毎にサーボ・サンプリ
ング情報が書き込まれている。上記デジタル・コントロ
ーラ１は、ディスク５のデータ記録面に書込まれたサー
ボ・サンプリング情報（乙より、一定時間毎にサーボ・
サンプリングを行う離散系制御システムである。上記デ
ジタル・コントローラｌにおいて、ＲＩ、　Ｒ２，Ｒ３
，Ｒ４はレジスタである。

レジスタＲ１には磁気ヘッド４の目標速度ｖ７が、レジ
スタＲ２には磁気へノド４の目標位置ＰＴが、レジスタ
Ｒ３には磁気ヘッド４の現在位置Ｐ９が、さらにレジス
タＲ４には磁気ヘッド４の前回位置ＰＰが各々−時記憶
使用されるようになっている。

６はＤ　／　Ａコンバータであり、速度指令値（デジタ
ル信号）■をアナログ信号に変換してＶＣＭ２に供給す
る。７はＡ／Ｄコンバータであり、磁気ヘッド４によっ
て読み取られた位置情報（アナログ信号）をデジタル信
号に変換する。８は微分要素である。この微分要素は、
磁気ヘッド４の位置を時間微分する処理を行い、実速度
Ｖ、を算出する。９および１０は比例要素である。比例
要素９は、位置偏差ＰＥに実定数ａを乗じて出力する。

以下において、この出力をフィードフォワード信号とい
う。比例要素１０は、実速度Ｖ、に実定数すを乗じて出
力する。以下において、この出力をフィードバック信号
という。１１はスイッチであり、このスイッチ１１は、
減速段階ではＯＮにセットされ、加速段階ではＯＦＦに
セットされる。Ｋ１、　Ｋ　２は加算点である。加算点
Ｋｌは、目標位置Ｐ１から現在位置ＰＮを引いて、位置
偏差Ｐ６を算出する。加算点に２は、磁気ヘッド４の加
速段階にあっては、目標速度ｖＴからフィードバック信
号を引いて得られた速度指令値■を出力する。磁気へノ
ド４の減速段階にあっては、目標速度ＶＴからフィード
バック信号およびフィードフォワード信号を引いて得ら
れた速度指令値Ｖを出力する。

上記構成の磁気ディスク装置の各部は、図示せぬｃｐｕ
（中央処理装置）によって制御されるようになっている
。

次に、第２図に示すフローチャートを参照して、この例
の磁気ディスク装置のシーク動作について説明する。

ＣＰＵは、シーク及ライトコマンドまたはシーク及リー
ドコマンドを受けると、シーク・サブルーチン（第２図
）をコールする。そして、シークを開始する（ステップ
５ＰＯ）。これより、ステップＳＰ１において、磁気ヘ
ッド４の目標（トラック）位置ＰＴをレジスタＲ２にセ
ットする。ステップＳＰ２において、サーボ・サンプリ
ングの開始を待つ。サーボ・サンプリング時点に達する
と、ステップＳＰ３へ進み、磁気ヘッド４により読取ら
れるサーボ・サンプリング情報を、Ａ／Ｄコンバータ７
を介してＣＰＵに取り込む。ＣＰＵは、取り込んだサー
ボ・サンプリング情報を解読して、磁気ヘッド４の現在
位置Ｐ、を検出し、検出結果Ｐ、をレジスタＲ３にセッ
トする。次に、ＣＰＵは、ステップＳＰ４に進み、シー
ク中の磁気ヘッド４の実速度Ｖ、を計測する。実速度Ｖ
、の計測は、次のようにして行われる。まず、磁気へノ
ド４の現在位置Ｐ、と前回のサーボ・サンプリングで検
出された位置（前回位置）ＰＰとの隔たり（ＰＮ−ＰＰ
）を算出する。次に、隔たり（ｐ、−ｐＰ）をサンプリ
ング間隔へＴで割る。このようにして、得られた結果が
、実速度■２である。すなわち、実速度ＶＦは、第（１
）式により算出される。

実速度Ｖ、＝　（ＰＮ−ＰＰ）／ΔＴ　　（１）なお、
ステップＳＰ４の処理は、第１図の微分要素８の動作と
等価である。次に、ステップＳＰ５において、第（２）
式の演算を実行して、位置偏差Ｐ７を算出する。

位置偏差Ｐ、＝ＰＴ−Ｐ、　　　　　　　（２）なお、
ステップＳＰ５の処理は、第１図の加算点Ｋｌの動作と
等価である。ステップＳＰ６では、ＣＰＵは、図示せぬ
ＲＡＭ内に設定されている速度テーブルを参照して、位
置偏差Ｐ１の大きさに応じた目標速度ＶＴを決定し、決
定内容■。をレジスタＲ１にセットする。次に、ステッ
プＳＰ７へ進み、磁気ヘッド４は加速段階にあるか減速
段階にあるかを判断する。ＣＰｔＪは、ステップＳＰ７
において、加速段階にあると判断した場合には、ステッ
プＳＰ８へ進み、目標位置ＶＴおよび実速度Ｖ、を関数
とする第（３）式の演算を実行して、速度指令値■を算
出する。

Ｖ　＝　Ｖ　Ｔ　　ｂ　＊　Ｖ　ｖ　　　　　　　　（
３）ここで、ｂは定数である。

第（２）式の右辺第２項は実速度■、を６倍したもので
あり、これは、第１図の比例要素１０の動作と等価であ
る。また、第（３）式による速度指令値Ｖの算出処理は
、加算点に２の動作と等価である。なお、上記第（３）
式の右辺第２項は、フィードバック環としての意義を有
するものである。

方、ＣＰＵは、ステップＳＰ７において、磁気ヘッド４
は減速段階にあると判断した場合には、ステップＳＰ９
へ進み、目標速度■ア、実速度ＶＦおよび位置偏差Ｐ３
を関数とする第（４）式の演算を実行して、速度指令値
■を算出する。

Ｖ　＝　Ｖ　７　　ｂ　＊　Ｖ　Ｆ　　ａ　＊　Ｐ　ｅ
　　　　（４）ここで、ｂおよびａは定数である。

第（４）式の右辺第２項は比例要素１０の動作と等価で
ある。同第３項は比例要素９の動作と等価である。また
、第（４）式による速度指令値■の算出処理は、加算点
に２の動作と等価である。なお、上記第（４）式の右辺
第２項は、第（３）式の場合と同様、フィードバック環
としての意義を有するものである。これに対して、同第
３項は、フィードフォワード環としての意義を有するも
のである。

ＣＰＵは、ステップＳＰ８またはＳＰ９において、速度
指令値Ｖを算出すると、ステ、プ５ＰＩＱにおいて、算
出された速度指令値ＶをＤ／Ａコンバータ６を介して、
ＶＣＭ２へ出力した後、ステップ５ＰＩＩへ進み、次回
のサーボ・サンプリングに備え、レジスタＲ３にセット
された現在位置Ｐ。

をレジスタＲ４に転送する。かくして、レジスタＲ４の
内容（前回位置データｐｐ）が更新される。

次に、ＣＰＵは、ステップ５Ｐ１２において、当該サー
ボ・サンプリングの一連の処理を終了し、次回のサーボ
・サンプリング（ステップ５ｐ２）を待つ。

以上説明したサーボ・サンプリングを一定のサンプリン
グ周期で繰り返し、現在位置Ｐ、Ｓ目標位置ＰＴが一致
した段階でシーク動作が終了する。

このように、上記構成によれば、減速時ループゲインを
上げることなく、小さな速度偏差を得ることができる。

なお、上述の実施例においては、サーボ・サンプリング
系（離散系）の場合について述べたが、サンプリング系
以外の場合についてもこの発明を適用し得る。

また、上述の実施例においては、シーク動作について説
明したが、シーク動作にかぎらず、この発明を、リード
時、ライト時の位置決めに用いても、上述したと同様の
効果を得ることができることは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように、この発明の磁気ディスク装置は、
磁気ヘッドが減速段階に入ると、実速度に対応した量を
速度指令値に帰還させることに加えて、目標位置から現
在位置までの位置偏差に比例する量を速度指令値に帰還
させる速度制御サーボ機構を有するものなので、ループ
ゲインを上げることなく、小さな速度偏差を得ることが
できる。

このため、減速時の速度追従性能が改善されるので、ア
クセスタイムが短縮される。また、サーボ系が安定する
ため、外乱の影響を受けにくくなる、という利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例である磁気ディスク装置
の速度制御サーボ系のシステム構成を示すブロック図、
第２図は、同磁気ディスク装置のシーク動作を説明する
ためのフローチャートである。１・・・・・・デジタル・コントローラ（速度制御サー
ボ機構）、４・・・・・・磁気ヘッド、５・・・・・・
磁気ディスク、８・・・・・・微分要素（速度検出部）
、９．１０・・・・・・比例要素、１１・・・・・・ス
イッチ、Ｋ　ｌ、　Ｋ　２・・・・・・加算点、■７・
・・・・・目標速度、■・・・・・・速度指令値、Ｐ７
・・・・・・目標位置、ｖｌ・・・・・実速度、ＰＮ・
・・・・・現在位置、Ｐｐ・・・・・・前回位置、Ｐ８
・・・・・・位置偏差。

Claims

【特許請求の範囲】　速度検出部によって磁気ヘッドの実速度を測定し、測
定された前記実速度に対応した量を速度指令値に帰還さ
せる速度制御サーボ機構を有する磁気ディスク装置にお
いて、前記磁気ヘッドが減速段階に入ると、前記実速度に対応
した量を速度指令値に帰還させることに加えて、目標位
置から現在位置までの位置偏差に比例する量を前記速度
指令値に帰還させる速度制御サーボ機構を有することを
特徴とする磁気ディスク装置。