JPH0714325A - 磁気ディスク装置 - Google Patents
磁気ディスク装置Info
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- JPH0714325A JPH0714325A JP15093493A JP15093493A JPH0714325A JP H0714325 A JPH0714325 A JP H0714325A JP 15093493 A JP15093493 A JP 15093493A JP 15093493 A JP15093493 A JP 15093493A JP H0714325 A JPH0714325 A JP H0714325A
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- magnetic head
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 27
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
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- 240000000220 Panda oleosa Species 0.000 description 1
- 235000016496 Panda oleosa Nutrition 0.000 description 1
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- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Moving Of Heads (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 外乱並びにヘッド速度およびヘッド位置の推
定を行うオブザーバを含み適切なループゲインの計算と
トルク定数の選択とを行うマイコンとスプライン補間法
によって求めた磁気ディスクの各シリンダ位置に対応す
るトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭと
を位置制御回路に設けるか、または、外乱並びにヘッド
速度および位置の推定を行うオブザーバを含むマイコン
と変更用のループゲインデータおよびオブザーバモデル
内のトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭ
とを位置制御回路に設ける。 【効果】 磁気ヘッドの位置に無関係にボイスコイルモ
ータが発生するトルクの大きさを常に一定の値とするこ
とが可能になり、従って高精度のサーボ系を実現でき、
高速なシーク動作を行わせることが可能になる。
定を行うオブザーバを含み適切なループゲインの計算と
トルク定数の選択とを行うマイコンとスプライン補間法
によって求めた磁気ディスクの各シリンダ位置に対応す
るトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭと
を位置制御回路に設けるか、または、外乱並びにヘッド
速度および位置の推定を行うオブザーバを含むマイコン
と変更用のループゲインデータおよびオブザーバモデル
内のトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭ
とを位置制御回路に設ける。 【効果】 磁気ヘッドの位置に無関係にボイスコイルモ
ータが発生するトルクの大きさを常に一定の値とするこ
とが可能になり、従って高精度のサーボ系を実現でき、
高速なシーク動作を行わせることが可能になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に関
し、特に磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリン
ダ位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆
動されるアクチュエータを有し、サンプリングサーボ方
式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディス
ク装置に関する。
し、特に磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリン
ダ位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆
動されるアクチュエータを有し、サンプリングサーボ方
式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディス
ク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ヘッドを磁気ディスクの指定された
シリンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによ
って駆動されるアクチュエータを有し、サンプリングサ
ーボ方式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う従来
の磁気ディスク装置は、スピンドルモータによって回転
させられる少なくとも１枚の磁気ディスクと、磁気ディ
スクに対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッ
ドと、磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリンダ
位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆動
されるアクチュエータと、アクチュエータの動作を制御
する位置制御回路とを備えており、位置制御回路内に、
一定値のループゲインを有している。
シリンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによ
って駆動されるアクチュエータを有し、サンプリングサ
ーボ方式によって磁気ヘッドの位置決め動作を行う従来
の磁気ディスク装置は、スピンドルモータによって回転
させられる少なくとも１枚の磁気ディスクと、磁気ディ
スクに対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッ
ドと、磁気ヘッドを磁気ディスクの指定されたシリンダ
位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆動
されるアクチュエータと、アクチュエータの動作を制御
する位置制御回路とを備えており、位置制御回路内に、
一定値のループゲインを有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、磁気ディスク装
置に対して小型化・大容量化・高速化の要求が高まって
いるが、これに対応するため、特に小型の磁気ディスク
装置においては、磁気ディスクの記録面の中にサーボ情
報のみを記録した専用の記録面（サーボ面）を設けるこ
とによって磁気ディスク装置の記憶容量が低下するのを
防ぐため、通常のデータを記録する面（データ面）に中
に磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ情報（位置情
報）を分散して設けておき、これらの位置情報から位置
誤差信号を再生して磁気ヘッドの位置決め動作を行うい
わゆるサンプリングサーボ方式による位置決め方式が採
用されている。
置に対して小型化・大容量化・高速化の要求が高まって
いるが、これに対応するため、特に小型の磁気ディスク
装置においては、磁気ディスクの記録面の中にサーボ情
報のみを記録した専用の記録面（サーボ面）を設けるこ
とによって磁気ディスク装置の記憶容量が低下するのを
防ぐため、通常のデータを記録する面（データ面）に中
に磁気ヘッドの位置決めのためのサーボ情報（位置情
報）を分散して設けておき、これらの位置情報から位置
誤差信号を再生して磁気ヘッドの位置決め動作を行うい
わゆるサンプリングサーボ方式による位置決め方式が採
用されている。
【０００４】このような小型の磁気ディスク装置は、磁
気ヘッドの移動距離が短く、可動部が軽量である等の利
点はあるが、磁気ヘッドに接続されて信号を伝達するＦ
ＰＣが外乱の影響を受け易いため、磁気ヘッドの位置決
め動作のとき、オフセットが発生するのが問題となって
いる。
気ヘッドの移動距離が短く、可動部が軽量である等の利
点はあるが、磁気ヘッドに接続されて信号を伝達するＦ
ＰＣが外乱の影響を受け易いため、磁気ヘッドの位置決
め動作のとき、オフセットが発生するのが問題となって
いる。
【０００５】従来の磁気ディスク装置のボイスコイルモ
ータが発生するトルクは、磁気ヘッドの位置によって変
化するため、上述のようなサンプリングサーボ方式の場
合は、高精度のサーボ系を実現したり、高速なシーク動
作を実現するのが困難であるという欠点を有している。
ータが発生するトルクは、磁気ヘッドの位置によって変
化するため、上述のようなサンプリングサーボ方式の場
合は、高精度のサーボ系を実現したり、高速なシーク動
作を実現するのが困難であるという欠点を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の磁気ディ
スク装置は、スピンドルモータによって回転させられる
少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに
対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシリン
ダ位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆
動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの動作
を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサーボ
方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気
ディスク装置において、外乱並びにヘッド速度およびヘ
ッド位置の推定を行うオブザーバを含み適切なループゲ
インの計算とトルク定数の選択とを行うマイコンと、ス
プライン補間法によって求めた前記磁気ディスクの各シ
リンダ位置に対応するトルク定数データをあらかじめ記
憶しているＲＯＭとを前記位置制御回路に設け、位置決
め動作のとき、１サンプリング周期内において前記ＲＯ
Ｍから前記磁気ヘッドの位置に対応したトルク定数を読
出し、前記オブザーバ内のトルク定数を変更し、そのト
ルク定数によってループゲインを計算してそれに変更す
ることによって前記ボイスコイルモータに発生するトル
クを一定値に保持することを含んでいる。
スク装置は、スピンドルモータによって回転させられる
少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに
対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシリン
ダ位置に移動させるためボイスコイルモータによって駆
動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの動作
を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサーボ
方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気
ディスク装置において、外乱並びにヘッド速度およびヘ
ッド位置の推定を行うオブザーバを含み適切なループゲ
インの計算とトルク定数の選択とを行うマイコンと、ス
プライン補間法によって求めた前記磁気ディスクの各シ
リンダ位置に対応するトルク定数データをあらかじめ記
憶しているＲＯＭとを前記位置制御回路に設け、位置決
め動作のとき、１サンプリング周期内において前記ＲＯ
Ｍから前記磁気ヘッドの位置に対応したトルク定数を読
出し、前記オブザーバ内のトルク定数を変更し、そのト
ルク定数によってループゲインを計算してそれに変更す
ることによって前記ボイスコイルモータに発生するトル
クを一定値に保持することを含んでいる。
【０００７】本発明の第二の磁気ディスク装置は、スピ
ンドルモータによって回転させられる少なくとも１枚の
磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して情報の読出
しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを
前記磁気ディスクの指定されたシリンダ位置に移動させ
るためボイスコイルモータによって駆動されるアクチュ
エータと、前記アクチュエータの動作を制御する位置制
御回路とを備え、サンプリングサーボ方式によって前記
磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディスク装置にお
いて、外乱並びにヘッド速度および位置の推定を行うオ
ブザーバを含むマイコンと変更用のループゲインデータ
および前記オブザーバ内のトルク定数データをあらかじ
め記憶しているＲＯＭとを前記位置制御回路に設け、位
置決め動作のとき、前記ＲＯＭから前記磁気ヘッドの位
置に対応した前記ループゲインデータおよび前記オブザ
ーバ内のトルク定数データを読出してそれらに変更する
ことによって前記ボイスコイルモータに発生するトルク
を一定値に保持することを含んでいる。
ンドルモータによって回転させられる少なくとも１枚の
磁気ディスクと、前記磁気ディスクに対して情報の読出
しまたは書込みを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを
前記磁気ディスクの指定されたシリンダ位置に移動させ
るためボイスコイルモータによって駆動されるアクチュ
エータと、前記アクチュエータの動作を制御する位置制
御回路とを備え、サンプリングサーボ方式によって前記
磁気ヘッドの位置決め動作を行う磁気ディスク装置にお
いて、外乱並びにヘッド速度および位置の推定を行うオ
ブザーバを含むマイコンと変更用のループゲインデータ
および前記オブザーバ内のトルク定数データをあらかじ
め記憶しているＲＯＭとを前記位置制御回路に設け、位
置決め動作のとき、前記ＲＯＭから前記磁気ヘッドの位
置に対応した前記ループゲインデータおよび前記オブザ
ーバ内のトルク定数データを読出してそれらに変更する
ことによって前記ボイスコイルモータに発生するトルク
を一定値に保持することを含んでいる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例を示す平面図、図
２は図１の実施例の制御系の構成を示すブロック図、図
３は図２の制御対象が連続系の場合の詳細を示すブロッ
ク図、図５は図２の制御対象が離散系の場合の詳細を示
すブロック図、図６は図５のＺ変換演算素子の詳細を示
すブロック図、図７は図５の制御対象のモデルを参考に
してマイコン内に構築したオブザーバの詳細を示すブロ
ック図、図４は磁気ディスク装置における磁気ヘッドの
位置に対するボイスコイルモータの発生トルクの一般的
な関係を示す特性図、図８は複数の磁気ディスク装置の
ボイスコイルモータの発生トルクの平均値をトルク定数
に換算したボイスコイルモータのトルク定数と磁気ヘッ
ド位置との関係を示す特性図、図９は図８の特性値をス
プライン補間法によって滑かな曲線とした磁気ヘッド位
置に対するボイスコイルモータのトルク定数の関係を示
す特性図である。
２は図１の実施例の制御系の構成を示すブロック図、図
３は図２の制御対象が連続系の場合の詳細を示すブロッ
ク図、図５は図２の制御対象が離散系の場合の詳細を示
すブロック図、図６は図５のＺ変換演算素子の詳細を示
すブロック図、図７は図５の制御対象のモデルを参考に
してマイコン内に構築したオブザーバの詳細を示すブロ
ック図、図４は磁気ディスク装置における磁気ヘッドの
位置に対するボイスコイルモータの発生トルクの一般的
な関係を示す特性図、図８は複数の磁気ディスク装置の
ボイスコイルモータの発生トルクの平均値をトルク定数
に換算したボイスコイルモータのトルク定数と磁気ヘッ
ド位置との関係を示す特性図、図９は図８の特性値をス
プライン補間法によって滑かな曲線とした磁気ヘッド位
置に対するボイスコイルモータのトルク定数の関係を示
す特性図である。
【００１０】図１において、磁気ディスク１は、スピン
ドルモータによって回転させられて情報を記録する。磁
気ヘッド２は、磁気ディスク１に対する情報の読出しま
たは書込みを行う。アクチュエータ３は、内蔵している
ボイスコイルモータ（図示省略）によって駆動され、磁
気ヘッド１を磁気ディスク２の指定されたシリンダ位置
に移動させる。位置制御回路４は、ＲＯＭ５およびマイ
クロコンピュータ（マイコン）６を内蔵し、アクチュエ
ータ３の動作を制御する。
ドルモータによって回転させられて情報を記録する。磁
気ヘッド２は、磁気ディスク１に対する情報の読出しま
たは書込みを行う。アクチュエータ３は、内蔵している
ボイスコイルモータ（図示省略）によって駆動され、磁
気ヘッド１を磁気ディスク２の指定されたシリンダ位置
に移動させる。位置制御回路４は、ＲＯＭ５およびマイ
クロコンピュータ（マイコン）６を内蔵し、アクチュエ
ータ３の動作を制御する。
【００１１】ＲＯＭ５は、スプライン補間法によって求
めた磁気ディスク１の各シリンダ位置に対応するトルク
定数データをあらかじめ記憶している。マイクロコンピ
ュータ（マイコン）６は、外乱並びにヘッド速度および
ヘッド位置の推定を行う同一次元のオブザーバを含み、
適切なループゲインの計算と、トルク定数の選択とを行
う。
めた磁気ディスク１の各シリンダ位置に対応するトルク
定数データをあらかじめ記憶している。マイクロコンピ
ュータ（マイコン）６は、外乱並びにヘッド速度および
ヘッド位置の推定を行う同一次元のオブザーバを含み、
適切なループゲインの計算と、トルク定数の選択とを行
う。
【００１２】図２において、コントローラ７は、位置制
御回路４に含まれており、アクチュエータ３の移動動作
の目標速度を発生する。ループゲイン８は、位置制御回
路４に含まれ、コントローラ７の出力信号を増幅する。
デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）９は、位置制御回路
４に含まれ、ループゲイン８の出力のデジタル信号をア
ナログ信号に変換したＤＡＣ出力信号２１を出力する。
ＤＡＣ９は、サンプルアンドホールド機能を有し、次の
サンプリングに時点まで一定値を保持するゼロ次ホール
ド機能付きである。
御回路４に含まれており、アクチュエータ３の移動動作
の目標速度を発生する。ループゲイン８は、位置制御回
路４に含まれ、コントローラ７の出力信号を増幅する。
デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）９は、位置制御回路
４に含まれ、ループゲイン８の出力のデジタル信号をア
ナログ信号に変換したＤＡＣ出力信号２１を出力する。
ＤＡＣ９は、サンプルアンドホールド機能を有し、次の
サンプリングに時点まで一定値を保持するゼロ次ホール
ド機能付きである。
【００１３】パワーアンプ１０は、位置制御回路４に含
まれ、ＤＡＣ出力信号２１を増幅した駆動電流２２をア
クチュエータ３のボイスコイルモータに供給する。パワ
ーアンプ１０とアクチュエータ３とが制御対象１４であ
る。
まれ、ＤＡＣ出力信号２１を増幅した駆動電流２２をア
クチュエータ３のボイスコイルモータに供給する。パワ
ーアンプ１０とアクチュエータ３とが制御対象１４であ
る。
【００１４】アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１２
は、位置制御回路４に含まれ、アクチュエータ３の出力
のヘッド位置情報２３をデジタル信号に変換してオブザ
ーバ１３に送る。オブザーバ１３は、ＤＡＣ出力信号２
１およびＡＤＣ１２の出力信号およびＲＯＭ５からの情
報を入力し、コントローラ７に対して磁気ヘッドの推定
位置２４および推定速度２５および推定外乱値２６を送
る。
は、位置制御回路４に含まれ、アクチュエータ３の出力
のヘッド位置情報２３をデジタル信号に変換してオブザ
ーバ１３に送る。オブザーバ１３は、ＤＡＣ出力信号２
１およびＡＤＣ１２の出力信号およびＲＯＭ５からの情
報を入力し、コントローラ７に対して磁気ヘッドの推定
位置２４および推定速度２５および推定外乱値２６を送
る。
【００１５】制御対象１４は連続系であるが、コントロ
ーラ７およびオブザーバ１３は、離散系で動作する。
ーラ７およびオブザーバ１３は、離散系で動作する。
【００１６】図３において、パワーアンプ（ゲインｇ
ｍ）１０の出力の駆動電流（Ｓ２）２２は、ロータリ型
のボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６に入力
し、ボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６からト
ルク（Ｓ７）２７が出力される。このトルク（Ｓ７）２
７は、慣性モーメントの逆数（１／Ｊ）１７と第一積分
器（１／Ｓ）１８および第二積分器（１／Ｓ）１９を経
由してヘッド位置情報２３として出力される。
ｍ）１０の出力の駆動電流（Ｓ２）２２は、ロータリ型
のボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６に入力
し、ボイスコイルモータ（トルク定数Ｋｔ）１６からト
ルク（Ｓ７）２７が出力される。このトルク（Ｓ７）２
７は、慣性モーメントの逆数（１／Ｊ）１７と第一積分
器（１／Ｓ）１８および第二積分器（１／Ｓ）１９を経
由してヘッド位置情報２３として出力される。
【００１７】このとき、ボイスコイルモータが発生する
トルク（Ｓ７）２７の大きさは、駆動電流（Ｓ２）２２
に比例する。この関係を、次式で表す。
トルク（Ｓ７）２７の大きさは、駆動電流（Ｓ２）２２
に比例する。この関係を、次式で表す。
【００１８】 Ｓ７＝Ｓ２×Ｋｔ …………… （式１） また、ボイスコイルモータに対して発生することが要求
されるトルク大きさは、磁気ヘッド１の磁気ディスク２
に対する位置に無関係に、 Ｓ７＝一定値（設計値） …………… （式２） である。
されるトルク大きさは、磁気ヘッド１の磁気ディスク２
に対する位置に無関係に、 Ｓ７＝一定値（設計値） …………… （式２） である。
【００１９】しかし、実際の磁気ディスク装置において
は、図４の曲線３１に示すように、磁気ヘッド位置（ｃ
ｙｌ）によってトルクの大きさが変化して一定値とはな
らない。
は、図４の曲線３１に示すように、磁気ヘッド位置（ｃ
ｙｌ）によってトルクの大きさが変化して一定値とはな
らない。
【００２０】図５は図２の制御対象が離散系の場合の詳
細を示すブロック図である。
細を示すブロック図である。
【００２１】図５において、Ｚ変換演算素子４１は、離
散系の制御において用いられるＺ変換のための演算子で
あり、サンプリング周期２０の周期Ｔだけ時間を遅らせ
る。すなわち、図６に示すように、Ｚ変換演算素子４１
は、（ｋ＋１）回目のサンプリングデータであるＺ変換
演算子入力（Ｓ８）２８を入力したとき、１サンプリン
グ周期だけ遅れたｋ回目のサンプリングデータであるＺ
変換演算子出力（Ｓ９）２９を出力する。
散系の制御において用いられるＺ変換のための演算子で
あり、サンプリング周期２０の周期Ｔだけ時間を遅らせ
る。すなわち、図６に示すように、Ｚ変換演算素子４１
は、（ｋ＋１）回目のサンプリングデータであるＺ変換
演算子入力（Ｓ８）２８を入力したとき、１サンプリン
グ周期だけ遅れたｋ回目のサンプリングデータであるＺ
変換演算子出力（Ｓ９）２９を出力する。
【００２２】図７は図５の制御対象のモデルを参考にし
てマイコン６内に構築したオブザーバの詳細を示すブロ
ック図である。
てマイコン６内に構築したオブザーバの詳細を示すブロ
ック図である。
【００２３】図７において、トルク定数（Ｋｔ0 ）１１
は、オブザーバ１３内のトルク定数であり、フィードバ
ックゲイン４５および４６は、オブザーバ１３の誤差が
０に収束するように、ヘッド位置情報２３とオブザーバ
出力３０との差をフィードバックするときのゲインであ
る。これにより、オブザーバ１３は、制御対象の入力と
同じ入力を与えると、制御対象の応答と同じ応答をす
る。このオブザーバ１３は、同一次元オブザーバと呼ば
れるものであり、（ｋ＋１）回目のサンプリング時点の
状態をｋ回目のサンプリング時点のデータから推定する
ため、演算時間による影響を無視することができるもの
である。
は、オブザーバ１３内のトルク定数であり、フィードバ
ックゲイン４５および４６は、オブザーバ１３の誤差が
０に収束するように、ヘッド位置情報２３とオブザーバ
出力３０との差をフィードバックするときのゲインであ
る。これにより、オブザーバ１３は、制御対象の入力と
同じ入力を与えると、制御対象の応答と同じ応答をす
る。このオブザーバ１３は、同一次元オブザーバと呼ば
れるものであり、（ｋ＋１）回目のサンプリング時点の
状態をｋ回目のサンプリング時点のデータから推定する
ため、演算時間による影響を無視することができるもの
である。
【００２４】図４の曲線３１に示すように、磁気ヘッド
の位置によってボイスコイルモータに発生するトルクは
変化する。また、式２が成立するためには、図３から、
次の式３が成立する必要がある。
の位置によってボイスコイルモータに発生するトルクは
変化する。また、式２が成立するためには、図３から、
次の式３が成立する必要がある。
【００２５】 （ループゲイン）×Ｋｔ＝一定値（設計値） …………… （式３） そこで、あらかじめ適当な台数の磁気ディスク装置につ
いて、図４のように、各シリンダにおけるトルクの大き
さを測定してその平均値を求め、図８に示すように、そ
の値をトルク定数に換算して磁気ヘッド位置（ｃｙｌ）
すなわちシリンダ位置に対するトルク定数を示す特性線
３２を求める。
いて、図４のように、各シリンダにおけるトルクの大き
さを測定してその平均値を求め、図８に示すように、そ
の値をトルク定数に換算して磁気ヘッド位置（ｃｙｌ）
すなわちシリンダ位置に対するトルク定数を示す特性線
３２を求める。
【００２６】このデータを基に、スプライン補間法を適
用して図９に示すような滑かな特性曲線３３を作成し、
これをＲＯＭ５にあらかじめ記憶させておく。
用して図９に示すような滑かな特性曲線３３を作成し、
これをＲＯＭ５にあらかじめ記憶させておく。
【００２７】このように構成した磁気ディスク装置は、
次のように動作する。
次のように動作する。
【００２８】まずマイコン６内のオブザーバ１３は、サ
ンプリング時点ｋにおけるヘッド位置情報２３を基にし
て、次のサンプリング時点（ｋ＋１）における磁気ヘッ
ドの推定位置２４を計算する。このとき、サンプリング
時点ｋにおけるヘッド位置情報２３に応じて、オブザー
バ１３内のトルク定数（Ｋｔ0 ）１１の値をＲＯＭ５内
に記憶しているデータから読出してそれに変更した後、
推定位置２４の計算を行う。
ンプリング時点ｋにおけるヘッド位置情報２３を基にし
て、次のサンプリング時点（ｋ＋１）における磁気ヘッ
ドの推定位置２４を計算する。このとき、サンプリング
時点ｋにおけるヘッド位置情報２３に応じて、オブザー
バ１３内のトルク定数（Ｋｔ0 ）１１の値をＲＯＭ５内
に記憶しているデータから読出してそれに変更した後、
推定位置２４の計算を行う。
【００２９】さらに、サンプリング時点（ｋ＋１）にお
ける磁気ヘッドの推定位置２４の算出が終ると、その推
定位置に対応したループゲイン８の値を式３によって計
算し、サンプリング時点（ｋ＋１）において、ループゲ
イン８の値をその値に切替える。
ける磁気ヘッドの推定位置２４の算出が終ると、その推
定位置に対応したループゲイン８の値を式３によって計
算し、サンプリング時点（ｋ＋１）において、ループゲ
イン８の値をその値に切替える。
【００３０】このように、位置制御回路４に設けたマイ
コンによって磁気ヘッド位置に対応したループゲインの
値を求めてそれに変更することにより、ボイスコイルモ
ータが発生するトルクの値を、磁気ヘッド位置に無関係
に常に一定値とすることが可能となる。
コンによって磁気ヘッド位置に対応したループゲインの
値を求めてそれに変更することにより、ボイスコイルモ
ータが発生するトルクの値を、磁気ヘッド位置に無関係
に常に一定値とすることが可能となる。
【００３１】さらに、オブザーバ１３内のトルク定数
（Ｋｔ0 ）１１の値をヘッド位置情報２３に応じて変更
することにより、オブザーバ１３において制御対象のト
ルク変動と同じトルク変動を再現することが可能とな
る。また、ループゲインの値を変更しているため、オブ
ザーバ１３内において計算するトルクの値も磁気ヘッド
位置に無関係に常に一定値となり、オブザーバ１３によ
る推定精度を高めることができる。
（Ｋｔ0 ）１１の値をヘッド位置情報２３に応じて変更
することにより、オブザーバ１３において制御対象のト
ルク変動と同じトルク変動を再現することが可能とな
る。また、ループゲインの値を変更しているため、オブ
ザーバ１３内において計算するトルクの値も磁気ヘッド
位置に無関係に常に一定値となり、オブザーバ１３によ
る推定精度を高めることができる。
【００３２】これらの計算および変更は、オブザーバ１
３として同一次元オブザーバを用いることによって１サ
ンプリング周期内に行うことができるため、演算時間に
よる影響を無視することが可能となる。
３として同一次元オブザーバを用いることによって１サ
ンプリング周期内に行うことができるため、演算時間に
よる影響を無視することが可能となる。
【００３３】図１０は本発明の第二の実施例を示す平面
図である。
図である。
【００３４】本実施例の構成は、外観上は図１の実施例
と同じであるが、ＲＯＭ５５およびマイクロコンピュー
タ（マイコン）５６の内部構成が異っている。
と同じであるが、ＲＯＭ５５およびマイクロコンピュー
タ（マイコン）５６の内部構成が異っている。
【００３５】ＲＯＭ５は、あらかじめ適当な台数の磁気
ディスク装置について、図４のように、各シリンダにお
けるトルクの大きさを測定してその平均値を求め、トル
ク定数に換算して図８に示すように磁気ヘッド位置（ｃ
ｙｌ）すなわちシリンダ位置に対するトルク定数を示す
特性線３２を求め、このデータを基に、式３が成立する
ようにあらかじめループゲインデータ算出してそれを記
憶している。ＲＯＭ５はまた、図８から算出した各磁気
ヘッドの位置に対応するオブザーバ内のトルク定数デー
タも記憶している。マイクロコンピュータ（マイコン）
６は、外乱の推定を行うオブザーバを含み、ＲＯＭ５の
データから適切なループゲインおよびトルク定数の選択
を行う。
ディスク装置について、図４のように、各シリンダにお
けるトルクの大きさを測定してその平均値を求め、トル
ク定数に換算して図８に示すように磁気ヘッド位置（ｃ
ｙｌ）すなわちシリンダ位置に対するトルク定数を示す
特性線３２を求め、このデータを基に、式３が成立する
ようにあらかじめループゲインデータ算出してそれを記
憶している。ＲＯＭ５はまた、図８から算出した各磁気
ヘッドの位置に対応するオブザーバ内のトルク定数デー
タも記憶している。マイクロコンピュータ（マイコン）
６は、外乱の推定を行うオブザーバを含み、ＲＯＭ５の
データから適切なループゲインおよびトルク定数の選択
を行う。
【００３６】このように構成した磁気ディスク装置は、
次のように動作する。
次のように動作する。
【００３７】まずマイコン５６内のオブザーバは、サン
プリング時点ｋにおけるヘッド位置情報を基にして、次
のサンプリング時点（ｋ＋１）における磁気ヘッドの推
定位置を計算する。このとき、サンプリング時点ｋにお
けるヘッド位置情報に応じて、オブザーバ内のトルク定
数の値をＲＯＭ５５内に記憶しているデータから読出し
てそれに変更した後、推定位置の計算を行う。
プリング時点ｋにおけるヘッド位置情報を基にして、次
のサンプリング時点（ｋ＋１）における磁気ヘッドの推
定位置を計算する。このとき、サンプリング時点ｋにお
けるヘッド位置情報に応じて、オブザーバ内のトルク定
数の値をＲＯＭ５５内に記憶しているデータから読出し
てそれに変更した後、推定位置の計算を行う。
【００３８】さらに、サンプリング時点（ｋ＋１）にお
ける磁気ヘッドの推定位置の算出が終ると、その推定位
置に対応したループゲインの値をＲＯＭ５５内に記憶し
ているデータから読出し、サンプリング時点（ｋ＋１）
において、ループゲインの値をその値に切替える。
ける磁気ヘッドの推定位置の算出が終ると、その推定位
置に対応したループゲインの値をＲＯＭ５５内に記憶し
ているデータから読出し、サンプリング時点（ｋ＋１）
において、ループゲインの値をその値に切替える。
【００３９】上記以外の構成および作用・効果は、図１
の実施例と同じである。
の実施例と同じである。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ディ
スク装置は、外乱並びにヘッド速度およびヘッド位置の
推定を行うオブザーバを含み適切なループゲインの計算
とトルク定数の選択とを行うマイコンとスプライン補間
法によって求めた磁気ディスクの各シリンダ位置に対応
するトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭ
とを位置制御回路に設けるか、または、外乱並びにヘッ
ド速度および位置の推定を行うオブザーバを含むマイコ
ンと変更用のループゲインデータおよびオブザーバモデ
ル内のトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯ
Ｍとを位置制御回路に設けることにより、、磁気ヘッド
の位置に無関係にボイスコイルモータが発生するトルク
の大きさを常に一定の値とすることが可能になるという
効果があり、従って高精度のサーボ系を実現でき、高速
なシーク動作を行わせることが可能になるという効果が
ある。
スク装置は、外乱並びにヘッド速度およびヘッド位置の
推定を行うオブザーバを含み適切なループゲインの計算
とトルク定数の選択とを行うマイコンとスプライン補間
法によって求めた磁気ディスクの各シリンダ位置に対応
するトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭ
とを位置制御回路に設けるか、または、外乱並びにヘッ
ド速度および位置の推定を行うオブザーバを含むマイコ
ンと変更用のループゲインデータおよびオブザーバモデ
ル内のトルク定数データをあらかじめ記憶しているＲＯ
Ｍとを位置制御回路に設けることにより、、磁気ヘッド
の位置に無関係にボイスコイルモータが発生するトルク
の大きさを常に一定の値とすることが可能になるという
効果があり、従って高精度のサーボ系を実現でき、高速
なシーク動作を行わせることが可能になるという効果が
ある。
【図１】本発明の第一の実施例を示す平面図である。
【図２】図１の実施例の制御系の構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】図２の制御対象が連続系の場合の詳細を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】磁気ディスク装置における磁気ヘッドの位置に
対するボイスコイルモータの発生トルクの一般的な関係
を示す特性図である。
対するボイスコイルモータの発生トルクの一般的な関係
を示す特性図である。
【図５】図２の制御対象が離散系の場合の詳細を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】図５のＺ変換演算素子の詳細を示すブロック図
である。
である。
【図７】図５の制御対象のモデルを参考にしてマイコン
内に構築したオブザーバの詳細を示すブロック図であ
る。
内に構築したオブザーバの詳細を示すブロック図であ
る。
【図８】複数の磁気ディスク装置のボイスコイルモータ
の発生トルクの平均値をトルク定数に換算したボイスコ
イルモータのトルク定数と磁気ヘッド位置との関係を示
す特性図である。
の発生トルクの平均値をトルク定数に換算したボイスコ
イルモータのトルク定数と磁気ヘッド位置との関係を示
す特性図である。
【図９】図８の特性値をスプライン補間法によって滑か
な曲線とした磁気ヘッド位置に対するボイスコイルモー
タのトルク定数の関係を示す特性図である。
な曲線とした磁気ヘッド位置に対するボイスコイルモー
タのトルク定数の関係を示す特性図である。
【図１０】本発明の第二の実施例を示す平面図である。
１ 磁気ディスク ２ 磁気ヘッド ３ アクチュエータ ４ 位置制御回路 ５・５５ ＲＯＭ ６・５６ マイクロコンピュータ（マイコン） ７ コントローラ ８ ループゲイン ９ デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ） １０ パワーアンプ １１ トルク定数 １２ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ） １３ オブザーバ １４ 制御対象 １５ パワーアンプゲイン １６ ボイスコイルモータ（トルク定数） １７ 慣性モーメントの逆数 １８ 第一積分器（１／Ｓ） １９ 第二積分器（１／Ｓ） ２０ サンプリング周期 ２１ ＤＡＣ出力信号 ２２ 駆動電流 ２３ ヘッド位置情報 ２４ 推定位置 ２５ 推定速度 ２６ 推定外乱値 ２７ トルク（Ｓ７） ２８ Ｚ変換演算素子入力 ２９ Ｚ変換演算素子出力 ３０ オブザーバ出力 ３１ 曲線 ３２ 特性線 ４１ Ｚ変換演算素子 ４５・４６ フィードバックゲイン
Claims (2)
- 【請求項１】 スピンドルモータによって回転させられ
る少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク
に対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッド
と、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシ
リンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによっ
て駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの
動作を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサ
ーボ方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う
磁気ディスク装置において、外乱並びにヘッド速度およ
びヘッド位置の推定を行うオブザーバを含み適切なルー
プゲインの計算とトルク定数の選択とを行うマイコン
と、スプライン補間法によって求めた前記磁気ディスク
の各シリンダ位置に対応するトルク定数データをあらか
じめ記憶しているＲＯＭとを前記位置制御回路に設け、
位置決め動作のとき、１サンプリング周期内において前
記ＲＯＭから前記磁気ヘッドの位置に対応したトルク定
数を読出し、前記オブザーバ内のトルク定数を変更し、
そのトルク定数によってループゲインを計算してそれに
変更することによって前記ボイスコイルモータに発生す
るトルクを一定値に保持することを含むことを特徴とす
る磁気ディスク装置。 - 【請求項２】 スピンドルモータによって回転させられ
る少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスク
に対して情報の読出しまたは書込みを行う磁気ヘッド
と、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクの指定されたシ
リンダ位置に移動させるためボイスコイルモータによっ
て駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの
動作を制御する位置制御回路とを備え、サンプリングサ
ーボ方式によって前記磁気ヘッドの位置決め動作を行う
磁気ディスク装置において、外乱並びにヘッド速度およ
び位置の推定を行うオブザーバを含むマイコンと変更用
のループゲインデータおよび前記オブザーバ内のトルク
定数データをあらかじめ記憶しているＲＯＭとを前記位
置制御回路に設け、位置決め動作のとき、前記ＲＯＭか
ら前記磁気ヘッドの位置に対応した前記ループゲインデ
ータおよび前記オブザーバ内のトルク定数データを読出
してそれらに変更することによって前記ボイスコイルモ
ータに発生するトルクを一定値に保持することを含むこ
とを特徴とする磁気ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15093493A JPH0714325A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 磁気ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15093493A JPH0714325A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 磁気ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0714325A true JPH0714325A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15507612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15093493A Withdrawn JPH0714325A (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 磁気ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714325A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100737265B1 (ko) * | 2006-03-31 | 2007-07-10 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 헤드 위치 제어 방법, 헤드 위치 제어 장치 및 디스크 장치 |
| US7259933B2 (en) * | 2005-02-24 | 2007-08-21 | Seagate Technology Llc | Velocity control system for an actuator assembly |
| US7504795B2 (en) | 2006-08-03 | 2009-03-17 | Fujitsu Limited | Head position control method, head position control device, and disk device |
| JP2020035394A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ブラザー工業株式会社 | 外乱オブザーバ、制御装置、工作機械及び外乱推定方法 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP15093493A patent/JPH0714325A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259933B2 (en) * | 2005-02-24 | 2007-08-21 | Seagate Technology Llc | Velocity control system for an actuator assembly |
| KR100737265B1 (ko) * | 2006-03-31 | 2007-07-10 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 헤드 위치 제어 방법, 헤드 위치 제어 장치 및 디스크 장치 |
| US7504795B2 (en) | 2006-08-03 | 2009-03-17 | Fujitsu Limited | Head position control method, head position control device, and disk device |
| JP2020035394A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | ブラザー工業株式会社 | 外乱オブザーバ、制御装置、工作機械及び外乱推定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |