JPH04165408A - 移動体の位置決め制御装置 - 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】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、ハードディスクドライバ、フロッピィディ
スクドライバ等の装置において移動体であるヘッド等の
移動体を目標位置まで移動させる位置決め制′ａ装置に
関する。

（１））従来の技術 従来よりハードディスクドライバなどの装置においてパ
飄ソドを目標位置まで移動する位置決め制御は、速度プ
ロフィール方式と精密位置決め制御との組合セによって
いた。この方式は、第８図に示すよ・うに−＼ソドのア
クチュエータを最大速度まで最大加速度で加速し、最大
速度で定速移動さセた後、目標位置と現在位置との差で
ある偏差距離に対応した速度を減速プロフィールとじて
与えて充分に減速し、目標位置の近傍で精密位置決め制
御に切り換えて追従させるようにしている。この速度プ
ロフィール方式の制御においては、予め与えられた減速
時の基準速度プロフィールをテーブル等により記憶して
おき、この基準速度プロフィールテーブルから偏差距離
に対応する基準速度が読み出される。

ｔｃ＋発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の位置決め制御方式では、ヘッ
ドを固定したアクチュエータの機械公差に基づく装置の
個体差や、温度などの外部環境および経年変化による特
性変化などにより、予め与えられた基準速度プロフィー
ルに基づく移動量の理論値と実際の移動体の移動量との
間に誤差を生じる場合があり、このような理論値と実際
値との誤差により移動体が目標位置を行き過ぎてしまう
ことを防止するため、−Ｃに減速時の基準速度プロフィ
ールを低めに設定していた。したがって、目標位置と現
在位置との偏差距離に比較して減速時の移動体の移動速
度が低めに決定されることになり、移動体を目標位置ま
で移動させるために要する時間が長時間化する問題があ
った。

この発明の目的は、装置の機械公差による個体差や外部
環境の変化および経年変化による特性変化による制御量
と実際の移動量との誤差を予め測定し、この測定結果に
基づいて制御量と実際の移動量との誤差などの特徴量を
予め測定しておき、この特徴量に基づいて予め設定され
いる基準速度プロフィールを随時補正することにより最
初に設定する基準速度プロフィールを低めに設定する必
要を無くし、減速時の基準速度を偏差距離に対して適正
に設定できるようにし、移動体を現在位置から目標位置
まで移動させるために必要な時間を短縮することかでき
る移動体の位置決め制御装置を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の移動体の位置決め制御装置は、移動体の目標
位置と現在位置との偏差に対応する減速時の基準速度を
予め設定された基準速度プロフィールから求め、得られ
た基準速度によって移動体を減速させることにより目標
位置まで移動させる移動体の位置決め制御装置において
、　移動範囲の全域についての移動体の試行移動を任意
のタイミングで実行し、制御量と実際の移動量との差で
ある装置の個体的特徴量を測定する特徴量測定手段と、
特徴量測定手段の測定結果を記憶する特徴量記憶手段と
、実際の移動時に特徴量記憶手段が記憶している特徴量
に従って基準速度プロフィールを補正する補正手段と、
を設けたことを特徴とする。

（ｅ）作用 この発明におていは、移動範囲の全域について移動体の
試行移動が任意のタイミングで行われ、この試行移動に
おいて特徴量測定手段により装置の個体的特徴量が測定
される。特徴Ｉ測定手段により測定された個体的特徴量
は特＠■記憶手段により記憶され、移動体を現在位置か
ら目標位置まで移動させる実際の移動時において、予め
設定された基準速度プロフィールが補正手段により特徴
量記憶手段が記憶している特徴量に従って補正される。

すなわち、試行移動によりその装置の個体的特徴量とし
て、ｆｉ制御量より実際の移動量の方が大きくなる場合
には基準速度プロフィールから得られた基準速度を小さ
くする補正を行い、反対に個体的特徴Ｉである制御Ｉに
対する実際の移動量との差が小さな値を示す場合にはそ
の絶対値の大きさに応じて基準速度プロフィールから得
られた基準速度より大きな速度が設定される。この試行
移動は任意のタイミングで実行されるため、機械公差な
どによる初期的な誤差のみならず外部環境の変化や経年
変化によって生じる使用中の誤差も補正され、後に生じ
る３差を考慮して基準速度プロフィールを決定する必要
がなく、現在位置から目標位置まで移動体を移動さゼる
ために最適な減速速度を純粋に理論値として基準速度プ
ロフィールにして設定することができる。

（ｆｌ実施例 第１図は、この発明の実施例である移動体の位置決め制
御装置をハードディスクドライバに適用した場合におけ
る構成を示すブロック図である。

ハードディスクドライバ１８においては、複数のハード
ディスク１）が積層して同氾・状に回転自在に支持され
ている。この複数のハードディスク１）の間にヘッド１
２が対向するように挿入される。ヘッド１２はアクチュ
エータ１３に支持されており、アクチュエータ１３はリ
ニアモータ１４の駆動により矢印Ａ方向およびＢ方向に
往復移動する。このアクチュエータ１３の移動によって
ハートティクス１）においてヘッド１２が対向する位置
が変わる。ヘッド１２の位置は位置センサ１６により検
出される。また、リニアモータ１４の駆動速度は速度セ
ンサ１５により検出される。

リニアモータ１４の駆動速度を決定するＣＰＵ回路１に
はホストコンピュータ１７からシーク命令データＤが入
力される。このシーク命令データＤはヘッド１２が位置
すべき目標位置のデータを含み、ＣＰｔＪ回路１はこの
目標位置と位置センサ１６が検出したヘッド１２の現在
位置との偏差に基づいて目標速度データＶ　ｍを出力す
る。この目標速度データＶ　ｒｒｒはモータ駆動制御部
２に入力される。

モータ駆動ｆｉＪ］御部２には速度センサ１５が検出し
たりニアモータ１４の現在の駆動速度ＶａもＡ／Ｄ変換
器７を介して入力される。モータ駆動制御部２はこの現
在速度Ｖａと目標速度Ｖｍとを比較し、現在速度Ｖａが
目標速度Ｖ　ｍに追随するよるように駆動データＶＣを
出力する。モータ駆動制御部２の駆動データＶｃは、パ
ワー増幅器３のディジタル動作部３ａに入力される。デ
ィジタル動作部３ａは駆動データＶｃに対応する電圧を
リニアモータ１４に印加する。

位置セン−ＩＪ１６は検出した現在位置データＰを正弦
波信号およびパルス波の両方で出力する。このうちパル
ス波が現在位置データＰとしてＣＰＵ回路１に入力され
、正弦波信号は微分回路４を経て速度信号としてオペア
ンプ５に入力される。このオペアンプ５には速度セン４
１）５の検出信号Ｖａも入力され、両者の差分電圧がパ
ワー増幅器３のアナログ動作部３ｂに入力される。アナ
ログ動作部３ｂはオペアンプ５の出力電圧に応じた駆動
電圧をリニアモータ１４に印加する。

上述のように、第１図において実線はディジタル制御で
ある速度プロフィール方式におりるデータラインを示し
、同図中破線はｖｊ密位置制御におけるアナログ信号経
路を示している。ヘッド１２の現在位置が目標位置に充
分近づくまでは同図中実線で示す速度プロフィール方式
により位置決めかなされ、ヘッド１２が目標位置の近傍
に達したときに同図中破線で示す精密位１制御方式に切
り換わる。

第２図は、上記位置決め制御装置が備えるｃｐＵ回路の
構成を示すブロック図である。

ＣＰＵ２１にはパスラインを介してバスインタフェース
２２、モータ回路インタフェース２３、ファジィ演算回
路２４およびメモリ２５が接続されている。ＣＰｔＪ２
１はパスインタフェース２２を介してポストコンピュー
タ１７に接続されており、ホストコンピュータ１７から
出力されたシーク命令データＤはハスインタフェース２
２を介してＣＰＵ２１に入力される。また、ＣＰＵ２１
はモータ回路インタフェース２３を介して制御部２およ
び位置センサ１６に接続されており、位置センサ１６か
らモータ回路インタフェース２３を介して現在位置デー
タＰが入力されるとともに、これを介してモータ駆動制
御部２に目標速度データＶｍを出力する。

ファジィ演算回路２４は第４図に示すように目標位置と
現在位置との偏差距離りと、後述する誤差度Ｅとを入力
偏差として、予め実験的に定められたファジィルールに
従ってファジィ推論を行い、後述する減速速度の補正量
ΔＶを出力する。なお、このファジィ推論におけるファ
ジィルールの例としては、 ｉｆ（Ｌ−ＮＭ　ａｎｄ　Ｅ−ＰＬ）　Ｌｂｅｎ（ΔＶ
＝ＰＭ）で示され、これは偏差距離が小さく、誤差度が
充分に大きければ速度偏差を大きくすることを表してい
る。メモリ２５にはＣＰＵ２１の処理動作を規定するプ
ログラムが記憶されており、さらに後述する基準速度プ
ロフィールテーブルおよび誤差度テーブルを記憶する。

第３図は、上記位置決め制御装置における速度プロフィ
ール制御に用いられる基準速度プロフィールテーブルの
一例を示す図である。

基準速度プロフィールテーブルは、ヘッド１２の目標位
置と現在位置との差である偏差距離（ハードディスクの
シリンダ数で表される）と減速時における基準速度との
関係をテーブルにしてメモリ２５に記憶している。この
基準速度プロフィールテーブルは、例えば偏差距離８ｏ
シリンダに対応する減速時の基準速度が１９ｒｎ７’ｓ
であり、偏差距離が５０シリンダになったときに対応す
る減速時の基準速度は１４ｒｎ／ｓであることを示して
いる。

第５図および第７図は、上記位置決めｆ、ＩＪ御装置の
処理手順を示すフローチャートであり、第５図は試行移
動時の処理手順を示し、第７図はハードディスクドライ
バの稼働中における処理手順を示すフローチャートであ
る。

この発明の実施例である位置決め制御装置では任意のタ
イミングで試行移動が実行される。この試行移動は第５
図に示すように、目標距離りを１０シリンダとしてボー
ムポジションから第１図に示す矢印入方向に往動制御し
、このときの実移動距離Ｌａを位置センサ１６の検出値
に基づいて測定する（ｏ２）。次いて、目標距離りと実
移動距離Ｌａとの差を誤差Ｅとして求め（ｒｘ３）、こ
の誤差Ｅをメモリ２５に記憶する（ｎ４）。このｎ１〜
ｎ　４の処理をヘッド１２が移動限界に達するまで、す
なわちヘッド１２の移動範囲の全域について実行しくｎ
５）、移動範囲の全域について１０シリンダ毎の誤差Ｅ
をメモリ２５に記憶する。

次いで目標距離りを１０シリンダとしてヘッド１２を第
１図に示す矢印Ｂ方向に復動移動させ（Ｌ１２　）　、
このときの実移動路ｌＬａを測定する（１）７　）。さ
ろに、目標距離りと実移動距離Ｌａとの差を誤差Ｅとし
て求め（ｎ８）、得られた誤差Ｅをメモリ２５に記憶す
る（ｎ９）。この０６〜ｎ９の処理をヘッド１２がボー
ムポジションに達するまで継続して実行する（ｒｉｌＯ
）。

以上のｎ　ｌ　−ｎ、　ｉ　Ｑの処理によってヘッド１
２の移動範囲の全域ムこついて矢印Ａ方向およびＢ方向
に１０シリンダを目標路ＭＬとして移動した場合におけ
る目標距離りと実移動距離Ｌａとの差を誤差Ｅとしてそ
れぞれの領域について記憶し、第６図に示す誤差度テー
ブルを作成する。上記の試行移動は工場出荷前および後
述する実稼働時の任意のタイミングで実行される。この
試行移動により得られた誤差度テーブルを記憶するメモ
リ２５はパンテリバックアンプされており、ハードディ
スクドライバ１８の電源がオフ時にも前回の試行移動に
より作成された誤差度テーブルが保持される。

ハードディスクドライバ１８の実稼働時には、電源投入
後、直ちに前述の試行移動が実行され、３差度の測定処
理がなされる（ｎｉｌ）。この後ＣＰＵ２１はホストコ
ンピュータ１７からのシーク命令データＤの入力を待機
する（ｒｉ１２）。この間に電源スィッチがオフされる
と（ｎ１３）、ヘッド１２をボームポジションに移動し
た後（ｎ］７）、第５図に示す誤差度測定処理を実行し
くｎ、１８）、新たな誤差度テーブルを作成した後に電
源を切断する（ｎ１９）。また、シーク命令データＤの
入力を待機中に一定時間が経過すると（ｒｌ、ｉ４．）
、ヘッド１２をボームポジションに移動した後（ｒｉ１
５）、第５図に示す誤差度測定処理を実行して誤差度テ
ーブルを更新する（ｎ、１６）ポストコンピュータ１７
からシーク命令データＤが入力されると、シーク命令デ
ータＤに含まれる目標位置データと、位置センサ１６が
出力するヘッド１２の現在位置との差を目標距離りに設
定しくｘｉ２０）、この目標位置と現在位置とが含まれ
る移動領域の誤ＭＥを誤差度テーブルから読み出す（ｒ
ｉ２１）。次いで、誤差度テーブルから読み取った誤差
Ｅおよび演算により求めた目標距離りを入力変数として
前述のファジィ推論を実行しくｒｉ２２）、速度補正Ｉ
Δ■を得る（ｎ２３）。

この後、目標距離りに対応する減速時の基準速度Ｖｓ￥
ｒ基準速度プロフィールテーブル（第３図参照）から読
み出しくｎ２４）、この基準速度■Ｓにファジィ推論に
よって得られた速度補正２ΔＶを加算して目標速度Ｖ　
ｒｎを求める（ｎ２５）。

得られた目標速度Ｖ　ｍをモータ駆動制御部２に出力し
くｎ２６）、現在の位置セン・す・１６の出力値である
現在位置データＰを読み取って目標距離りを更新する（
１）２７）、この’）　２４〜ｎ　２７の処理を目標距
離りが略Ｏに等しくなるまで連続して行う　（ｎ２８）
。以上の処理においてｎ２２〜ｎ２６がファジィ推論回
路２４とともにこの発明の補正手段に相当する。

以上のようにしてこの実施例によれば、ハードディスク
ドライバの工場出荷時、および実稼イ紡時の電源投入時
、を源オフ時およびシツピング時（一定時間シーク命令
がない場合にヘッドをホームポジション−＼退避させる
動作）のそれぞれにおいて誤差度の測定処理がなされ、
メモリ２５に記憶されている誤差度テーブルが更新され
る。このため、ハードディスクドライバ１８を構成する
アクチュエータ１３などの機械公差による装置の初期的
な個体差や出荷後の使用による経年変化や外部環境の変
化によって生じる移動体の目標距離と実移動距離との誤
差を移動範囲の全域について予め測定しておき、実際の
シーク動作時にヘッドの移動範囲における誤差度をテー
ブルから読み出し、減速時の基準速度を補正することが
でき、常に一ソド１２を目標位置に正確にかつ短時間て
移動さゼることができる。また、基準速度プロフィール
テーブルから読み出した基準速度の補正ｉをファジィ推
論を用いて演算するものとしているため、この補正ｌを
素早くかつ正確に決定することができる。

ｆｇ）発明の効果 この発明によれば、予め定められた基準速度プロフィー
ルから求めた移動体の減速時の基準速度を、任意のタイ
ミングで測定された装置の個体的特徴量に基づいて補正
することができるため、装置の機械公差等の個体差のみ
ならず、経年変化および外部環境の変化による制御の目
標距離と実移動距離との誤差を正確に補正することがで
き、後に・士しる誤差を許容することを考慮して基準速
度プロフィールを設定する必要がなく、偏差距離に対応
する基準速度を決定するものとして純粋に理論的に求め
られた基準速度プロフィールを用いて位置決め制御を行
うことができ、移動体を目標位置に移動する位置決め制
御を正確かつ高速に行うことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である移動体の位置決め制御
装置をハードディスクドライバに適用した場合における
構成を示すブロック図、第２図は同位置決め制御装置が
有するＣＰＵ回路の構成を示すブロック図、第３図は同
位置決め制御装置において用いられる基準速度プロフィ
ールテーブルを示す図、第４図は同位置決め制御装置に
おけるファジィ推論回路の入力と出力とを示す図、第５
図は同位置決め制御装置における試行移動の処理手順を
示すフローチャート、第６図は同位置決め制御装置が存
するメモリが記憶する誤差度テーブルを示す図、第７図
は同位置決め制御装置における実稼働時の処理手順を示
すフローチャートである。また、第８図はこの発明の前
提となる基準速度プロフィール方式による位置決め制御
における移動体の速度と距離との関係を示す図である。 １−ｃｐｔ、ｉ回路、 １２−ヘッド（移動体）、 ２４−ファジィ演算回路（補正手段）、２５−メモリ　
（特（ｆ！！星記憶手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動体の目標位置と現在位置との偏差に対応する
   減速時の基準速度を予め設定された基準速度プロフィー
   ルから求め、得られた基準速度によって移動体を減速さ
   せることにより目標位置まで移動させる移動体の位置決
   め制御装置において、移動範囲の全域についての移動体
   の試行移動を任意のタイミングで実行し、制御量と実際
   の移動量との差である装置の個体的特徴量を測定する特
   徴量測定手段と、特徴量測定手段の測定結果を記憶する
   特徴量記憶手段と、実際の移動時に特徴量記憶手段が記
   憶している特徴量に従って前記基準速度プロフィールを
   補正する補正手段と、を設けたことを特徴とする移動体
   の位置決め制御装置。