JPH1116308A - Magnetic disk drive - Google Patents
Magnetic disk driveInfo
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- JPH1116308A JPH1116308A JP16837197A JP16837197A JPH1116308A JP H1116308 A JPH1116308 A JP H1116308A JP 16837197 A JP16837197 A JP 16837197A JP 16837197 A JP16837197 A JP 16837197A JP H1116308 A JPH1116308 A JP H1116308A
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気ディスク装置において、外乱オブザーバよ
りなる外力推定手段を用いて外力推定を行う場合に、ゲ
イン変動、モデル誤差および位置信号誤検出が外力推定
値の過渡応答を大きく変動させ、ヘッド移動時の過渡応
答を悪化させる。
【解決手段】モデル誤差による外乱推定値の過渡特性の
悪化を低減する手段として、オブザーバの推定値の1サ
ンプル間での変化量を制限するリミッタを適用する。リ
ミッタにより制限された推定値は推定値の過度の変動を
抑制し、ヘッド位置の過渡応答を改善させることができ
る。また、位置誤差信号の誤りを検出した場合にはその
サンプルにおける位置誤差信号は過去の位置誤差信号と
VCM制御信号を用いて推定することにより、以降のサ
ンプルにおける外力推定精度を向上させる。
(57) [Summary] In a magnetic disk drive, when external force estimation is performed using external force estimation means including a disturbance observer, gain fluctuation, model error, and position signal erroneous detection increase the transient response of the external force estimated value. Fluctuation, and deteriorates the transient response at the time of moving the head. As a means for reducing the deterioration of the transient characteristic of a disturbance estimation value due to a model error, a limiter for limiting a change amount of an observer estimation value between one sample is applied. The estimate limited by the limiter can suppress excessive fluctuation of the estimate and improve the transient response of the head position. When an error in the position error signal is detected, the position error signal in the sample is estimated using the past position error signal and the VCM control signal, thereby improving the accuracy of external force estimation in the subsequent samples.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
に係り、特に磁気ヘッドを目標トラックに追従させる動
作に関する。さらに、半導体露光装置等に用いられるX
Yステージや、光磁気ディスク装置等の高精度位置決め
装置を備えた磁気ディスク装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk drive, and more particularly to an operation for causing a magnetic head to follow a target track. Further, X used in a semiconductor exposure apparatus and the like
The present invention relates to a magnetic disk device provided with a high-precision positioning device such as a Y stage and a magneto-optical disk device.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気ディスク装置等のヘッドアクチュエ
ータの位置決め機構には、直動型と呼ばれるリニアアク
チュエータと、揺動型と呼ばれるロータリーアクチュエ
ータがあるが、いずれも転がり軸受けで案内される。2. Description of the Related Art As a positioning mechanism of a head actuator of a magnetic disk device or the like, there are a linear actuator called a direct-acting type and a rotary actuator called an oscillating type, both of which are guided by rolling bearings.
【0003】軸受部での摩擦力はばね力と粘性摩擦力の
ような粘弾性体に支持されるような特性を示し、さらに
変位に対する摩擦力の勾配は、転がり軸受けの移動方向
が反転するたびに変化し、変位が微小な場合ほど摩擦力
の勾配は急になるという非線形性を持つ。その結果、ヘ
ッド変位に対する摩擦力の変化はヒステリシス特性を示
す。[0003] The frictional force at the bearing portion exhibits characteristics such that it is supported by a viscoelastic body such as a spring force and a viscous frictional force. Further, the gradient of the frictional force with respect to the displacement changes every time the moving direction of the rolling bearing is reversed. And the gradient of the frictional force becomes steeper as the displacement becomes smaller. As a result, a change in the frictional force with respect to the head displacement exhibits a hysteresis characteristic.
【0004】特開平3−30156号公報では、摩擦力を含む
位置決め制御モータに加わる外力を補償する方法とし
て、モータ駆動信号を積分することにより計算される推
定位置信号と、ディスク面に記録されたサーボ情報から
得られるヘッド位置信号の差分e0 に、ある値を乗じた
信号を操作量に加算する構成をもつことにより、外力に
起因するヘッド位置ずれを補正する方法と、この外力補
償値の測定をディスク面の数箇所で行い、測定結果を記
録しておくことで外力補正値のテーブルを作成し、ディ
スク上の追従トラック位置に応じてテーブル値を参照す
ることによりフィードフォワードで外力を補償する方法
が開示されている。In Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 3-30156, as a method of compensating for an external force applied to a positioning control motor including a frictional force, an estimated position signal calculated by integrating a motor drive signal and a signal recorded on a disk surface are used. A method of correcting a head position shift due to an external force by having a configuration in which a signal obtained by multiplying a difference e 0 of the head position signal obtained from the servo information by a certain value is added to the operation amount, Performs measurements at several points on the disk surface, records the measurement results, creates a table of external force correction values, and compensates for external forces by feedforward by referring to the table values according to the track position on the disk A method for doing so is disclosed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ヘッドの精密位置決め
に対する要求は小型化,高記録密度化に伴って厳しくな
っており、アクチュエータの微小位置変動によって生じ
る転がり軸受部で発生する非線形摩擦が、精密位置決め
の阻害要因となってきた。前記した従来技術に記載され
る外力補正テーブル参照方式では補正誤差が生じ、それ
による位置決め特性への影響は小型化・軽量化によりさ
らに顕著に現れてくる。そのため摩擦力を外乱オブザー
バよりなる外力推定手段により、リアルタイムに推定し
補償することが重要となる。The demand for precise positioning of the head is becoming more severe with miniaturization and higher recording density. Non-linear friction generated in a rolling bearing portion caused by minute position fluctuation of an actuator is required for precise positioning. It has been an obstacle to In the external force correction table reference method described in the prior art described above, a correction error occurs, and the influence on the positioning characteristics becomes more conspicuous as the size and weight are reduced. Therefore, it is important to estimate and compensate for the frictional force in real time by an external force estimating means including a disturbance observer.
【0006】外乱オブザーバにより外力補償を行う場合
に2つの課題がある。1つめの課題は、モデル誤差に対
する外乱推定精度の向上である。例えば、磁気ディスク
装置のヘッド位置決めアクチュエータは、キャリッジ軸
受部の粘弾性摩擦による低周波領域に固有振動数をもつ
2次系の特性を示し、その固有振動数や減衰はヘッド変
位に依存して変動し、制御対象とモデルの間に誤差を生
じる。また、信号再生用のMRヘッドは、磁気抵抗効果
により磁界の変化を抵抗値の変化として高感度に検出す
ることが可能なため、記録密度向上に有効な反面、欠点
としてマイクロトラック方向に再生出力の感度分布をも
つため、トラック中心からのヘッド位置ずれ量と検出位
置誤差出力とが比例せず、ポジション検出感度は、トラ
ック中心で高くトラックの周辺にいくに従い検出感度が
低下する。このため制御系としてのループゲインがトラ
ック幅内において変動する。There are two problems when external force compensation is performed by a disturbance observer. The first problem is to improve the accuracy of disturbance estimation with respect to a model error. For example, a head positioning actuator of a magnetic disk drive exhibits a characteristic of a secondary system having a natural frequency in a low frequency region due to viscoelastic friction of a carriage bearing, and its natural frequency and attenuation fluctuate depending on head displacement. Then, an error occurs between the control target and the model. Also, the MR head for signal reproduction can detect a change in a magnetic field as a change in resistance value with high sensitivity due to a magnetoresistive effect, which is effective for improving the recording density, but as a drawback, the reproduction output in the microtrack direction. The head position deviation amount from the track center and the detected position error output are not proportional, and the position detection sensitivity is high at the track center and decreases as the position approaches the periphery of the track. Therefore, the loop gain as a control system varies within the track width.
【0007】また、モータ推力定数は温度変化等により
経時変化を示すため制御系のループゲインを変化させ
る。さらに、アクチュエータの曲げ、ねじり等による高
周波領域における共振現象のモデル誤差が存在する。こ
のような条件下でオブザーバを用いてアクチュエータに
作用する外力を推定しようとする場合、ゲイン変動およ
びモデル誤差が外力推定値の過渡応答を大きく変動させ
る。Further, the motor thrust constant changes over time due to a temperature change or the like, so that the loop gain of the control system is changed. Further, there is a model error of a resonance phenomenon in a high frequency region due to bending, twisting, and the like of the actuator. When trying to estimate the external force acting on the actuator using an observer under such conditions, the gain fluctuation and the model error greatly change the transient response of the external force estimated value.
【0008】この推定値を補償信号として、アクチュエ
ータ駆動信号に加算した場合に、ヘッド移動時の過渡応
答を悪化させたり、電流に不要な高周波成分を与えて、
高次の共振モードを励起させる。When this estimated value is added as a compensation signal to the actuator drive signal, the transient response at the time of moving the head is deteriorated, or an unnecessary high-frequency component is given to the current.
Excite higher order resonance modes.
【0009】2つめの課題はヘッド位置の誤検出に対す
る外力推定精度の向上である。例えば、MRヘッド使用
時には、熱雑音(TA:サーマルアスペリティ)の発生
等により、サーボ位置情報が検出できなかったり、誤っ
たトラック番号を検出する場合がある。このような現象
はオブザーバを用いた推定時において、以後数サンプル
の間、誤った外力推定値を発生する。A second problem is to improve the accuracy of external force estimation for erroneous detection of the head position. For example, when an MR head is used, servo position information may not be detected or an incorrect track number may be detected due to the occurrence of thermal noise (TA: thermal asperity). Such a phenomenon causes an erroneous estimated value of the external force for several samples thereafter during estimation using the observer.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記したリアルタイムに
外乱オブザーバを適用する場合の2つの課題に対して、
本発明によれば1つめの課題に対しては、モデル誤差に
よる外乱推定値の過渡特性の悪化を低減する手段とし
て、オブザーバの推定値の変化量を制限するリミッタ
(オブザーバ変化量リミッタ)を適用する。リミッタに
より推定値の大きすぎる変動を抑制しヘッド位置の過渡
応答を改善させることができる。In order to solve the above two problems when the disturbance observer is applied in real time,
According to the present invention, for the first problem, a limiter (observer change amount limiter) for limiting a change amount of an estimated value of an observer is applied as means for reducing deterioration of a transient characteristic of a disturbance estimated value due to a model error. I do. The limiter can suppress an excessively large change in the estimated value and improve the transient response of the head position.
【0011】2つめの課題に対しては、過去の位置誤差
信号とVCM制御信号を用いて位置誤差信号を推定する
ことにより位置検出の誤りを判定し、判定結果に応じて
位置誤差信号推定値を用いることにより外力推定精度を
向上させる。このとき、位置誤差信号の推定精度に起因
する外力推定値の変動は、前記したオブザーバ推定値の
変化量を制限するリミッタを用いることにより低減す
る。With respect to the second problem, a position error is determined by estimating a position error signal using a past position error signal and a VCM control signal, and a position error signal estimated value is determined in accordance with the determination result. Is used to improve the external force estimation accuracy. At this time, the fluctuation of the external force estimated value due to the estimation accuracy of the position error signal is reduced by using the above-described limiter that limits the amount of change of the observer estimated value.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】図13に、磁気ディスク装置の斜
視図を示す。ベース10には所定の速度で回転するスピ
ンドルモータ8が固定されている。スピンドルモータ8
には、記録媒体である磁気ディスク4が固定されてい
る。また、スピンドルモータ8に保持された磁気ディス
ク4の側方向には、ベース10に支持されるピボット軸
受3が、スピンドルモータ軸に平行になるように設けら
れている。FIG. 13 is a perspective view of a magnetic disk drive. A spindle motor 8 that rotates at a predetermined speed is fixed to the base 10. Spindle motor 8
Is fixed to a magnetic disk 4 as a recording medium. A pivot bearing 3 supported by a base 10 is provided in a lateral direction of the magnetic disk 4 held by the spindle motor 8 so as to be parallel to the spindle motor axis.
【0013】磁気ヘッド1の保持部材であるヘッド支持
ばね7とロードアーム6とキャリッジ5は、ピボット軸
受3に揺動可能に固定されている。磁気ヘッド1を移動
させるための動力は、ボイスコイルモータ(VCM)2
により発生する。ボイスコイルモータ2の構成部品であ
る駆動コイル(図示せず)は、前記キャリッジ5に固定
されている。A head support spring 7, a load arm 6 and a carriage 5, which are holding members of the magnetic head 1, are swingably fixed to a pivot bearing 3. Power for moving the magnetic head 1 is a voice coil motor (VCM) 2
Caused by A drive coil (not shown) which is a component of the voice coil motor 2 is fixed to the carriage 5.
【0014】ボイスコイルモータ2のもう1つの構成部
品である磁気回路(図示せず)は、ベース10に固定さ
れたヨーク(図示せず)と、ヨークに固定されたマグネ
ット(図示せず)からなる。A magnetic circuit (not shown) which is another component of the voice coil motor 2 includes a yoke (not shown) fixed to the base 10 and a magnet (not shown) fixed to the yoke. Become.
【0015】湾曲形状に取り付けられているFPC(フ
レキシブル・プリント・ケーブル)9の一端はキャリッ
ジ5に、他端はベース10に固定され、装置外部のスピ
ンドルモータ8や、ボイスコイルモータ2の駆動回路等
からなる図示しない制御回路基板に接続されている。F
PC9には図示しないリードライトICが搭載されてお
り、磁気ヘッド1から引き出されたヘッド信号線がFP
C9を介して前記リードライトICに接続され、前記制
御回路基板に電気的に接続されている。One end of an FPC (flexible print cable) 9 attached in a curved shape is fixed to the carriage 5 and the other end is fixed to the base 10, and a drive circuit for the spindle motor 8 and the voice coil motor 2 outside the apparatus. And the like. F
A read / write IC (not shown) is mounted on the PC 9, and a head signal line drawn from the magnetic head 1 is connected to an FP.
It is connected to the read / write IC via C9 and is electrically connected to the control circuit board.
【0016】また、ボイスコイルモータ2のコイル線端
部もFPC9に接続されている。前記制御回路基板はベ
ース10の下側に固定される。また、スピンドルモータ
8に固定された磁気ディスク4およびピボット軸受3に
支持されたキャリッジ5、このキャリッジ5に固定され
たロードアーム6,ロードアーム6に保持される磁気ヘ
ッド1,ボイスコイルモータ2の磁気回路およびコイ
ル,磁気ヘッド1のヘッド信号線,FPC9などは図示
しないカバーとベース10とねじ等により固定される密
閉空間の内部に収容されている。The end of the coil wire of the voice coil motor 2 is also connected to the FPC 9. The control circuit board is fixed below the base 10. The magnetic disk 4 fixed to the spindle motor 8 and the carriage 5 supported by the pivot bearing 3, the load arm 6 fixed to the carriage 5, the magnetic head 1 held by the load arm 6, and the voice coil motor 2 The magnetic circuit and the coil, the head signal line of the magnetic head 1, the FPC 9 and the like are accommodated in a closed space fixed by a cover (not shown), the base 10, and screws.
【0017】また、ヘッドアクチュエータとは磁気ヘッ
ド1を位置決めするアクチュエータであり、磁気ヘッド
1,ロードアーム6,キャリッジ5,ピボット軸受3,
VCM2,FPC9から構成されるものである。The head actuator is an actuator for positioning the magnetic head 1, and includes a magnetic head 1, a load arm 6, a carriage 5, a pivot bearing 3,
It is composed of VCM2 and FPC9.
【0018】本発明の第1の実施例を図1を用いて説明
する。図1は磁気ヘッド位置決め制御系の構成を示すブ
ロック図である。A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the magnetic head positioning control system.
【0019】磁気ディスク4上には同心円上に図示しな
いデータトラックが記録され、円周方向に一定間隔でデ
ィスク中心からみて放射状に図示しないセクタサーボ信
号が記録されている。セクタの検出毎にヘッド1で読み
出されたサーボ信号30はアンプ11で増幅され、復調
回路12に送られる。復調信号31はAD変換器13に
よりディジタル信号32として図示しないマイクロプロ
セッサに取り込まれる。Data tracks (not shown) are recorded concentrically on the magnetic disk 4, and sector servo signals (not shown) are recorded at regular intervals in the circumferential direction and radially as viewed from the center of the disk. The servo signal 30 read by the head 1 every time a sector is detected is amplified by the amplifier 11 and sent to the demodulation circuit 12. The demodulated signal 31 is captured by the AD converter 13 as a digital signal 32 into a microprocessor (not shown).
【0020】位置信号生成手段14では、復調信号32
から主位置誤差PESN(図示せず)と90度位相の異な
る副位置誤差信号PESQ(図示せず)を作成し、これ
らの信号に復調信号32から生成されるトラック番号を
加えた位置信号33を作成する。位置信号33を目標位
置信号35から差し引くことにより、位置誤差信号34
を作成する。In the position signal generating means 14, the demodulated signal 32
From the main position error PESN (not shown) and the sub position error signal PESQ (not shown) having a phase difference of 90 degrees from the main position error PESN (not shown), and a position signal 33 obtained by adding a track number generated from the demodulated signal 32 to these signals. create. By subtracting the position signal 33 from the target position signal 35, the position error signal 34
Create
【0021】位置誤差信号34に基づいて、位置誤差が
大きい場合、すなわち、目標トラックからヘッドが遠く
に位置する場合には、シーク制御系(速度制御系)を用
い、位置誤差が小さい場合、すなわち、目標トラックに
ヘッドが近づいた場合には、フォロイング制御系(位置
制御系)を用いるように、スイッチ15および23を切
り替える。If the position error is large based on the position error signal 34, that is, if the head is located far from the target track, a seek control system (speed control system) is used. When the head approaches the target track, the switches 15 and 23 are switched to use the following control system (position control system).
【0022】フォロイング時においては、位置誤差信号
は位置決め補償器20aに取り込まれる。シーク時にお
いて、速度信号生成手段16が位置誤差信号34に基づ
いて、サンプル毎の位置信号の差を検出する等の手法を
用いて、速度の計算を行い速度信号39を出力する。At the time of following, the position error signal is taken into the positioning compensator 20a. At the time of seeking, the speed signal generating means 16 calculates the speed based on the position error signal 34 by using a method such as detecting a difference between the position signals for each sample, and outputs a speed signal 39.
【0023】速度指令発生手段17では、位置誤差信号
34に基づいて目標値19までの距離に対応した速度目
標値40が作成され、速度目標値40と速度信号39の
差分信号41が、位置決め補償器20bに取り込まれ
る。In the speed command generating means 17, a speed target value 40 corresponding to the distance to the target value 19 is created based on the position error signal 34, and a difference signal 41 between the speed target value 40 and the speed signal 39 is calculated by the positioning compensation. Is taken into the vessel 20b.
【0024】また、加速度補償発生手段18では位置誤
差信号34に基づいて生成される速度指令に対応して、
加速,減速に必要な操作量を、フィードフォワードで与
える加速度補償信号37が生成され、位置決め補償器2
0bの出力38に加算される。位置決め補償器20aで
は、安定性の確保と、低周波数領域のサーボ特性の改善
のための位相進み遅れ補償が用いられ、補償器20bで
は、ゲイン調整のみによるサーボ系の帯域の設定が行わ
れる。The acceleration compensation generating means 18 responds to a speed command generated based on the position error signal 34 by
The acceleration compensating signal 37 for providing the operation amount required for acceleration and deceleration in feedforward is generated, and the positioning compensator 2
0b is added to the output 38. The positioning compensator 20a uses phase lead / lag compensation for securing stability and improving servo characteristics in a low frequency region, and the compensator 20b sets a servo system band only by gain adjustment.
【0025】外力補正テーブル22は、FPC(フレキ
シブル・プリント・ケーブル)による外力や、軸受部で
の摩擦力等に起因する外力を、各トラック位置毎に測定
することによって作成した外力補償信号43のテーブル
で、外力補正テーブル22の出力をVCM操作信号45
に加算することにより、VCM操作信号46を生成す
る。The external force correction table 22 includes an external force compensation signal 43 created by measuring an external force due to an FPC (flexible print cable), an external force caused by a frictional force at a bearing, and the like for each track position. In the table, the output of the external force correction table 22 is
To generate a VCM operation signal 46.
【0026】外力補償手段21では、位置誤差信号34
と操作信号45の2つの入力から外力推定値42の演算
を行い、外力補正テーブル22では補償しきれない時間
的に変動する外力を補償する。In the external force compensating means 21, the position error signal 34
And the operation signal 45 are used to calculate the external force estimated value 42 to compensate for a time-varying external force that cannot be completely compensated by the external force correction table 22.
【0027】外力補償手段21には、本発明の外力補償
値の出力を制限する手段が組み込まれる。VCM操作信
号46はDA変換器24によりアナログの操作量47に
変換され、駆動回路25によりVCM駆動電流48を生
成し、VCM2に電流を供給することによりヘッドを移
動する。以上の手段によりヘッドを目標トラックに位置
決めすることが可能となる。The external force compensating means 21 incorporates means for limiting the output of the external force compensation value of the present invention. The VCM operation signal 46 is converted into an analog operation amount 47 by the DA converter 24, a VCM drive current 48 is generated by the drive circuit 25, and the head is moved by supplying a current to the VCM 2. By the above means, the head can be positioned on the target track.
【0028】次に、外力補償手段で行われる演算とオブ
ザーバ変化量リミッタの詳細について説明する。Next, the calculation performed by the external force compensating means and the details of the observer change amount limiter will be described.
【0029】図2のブロック線図は、本発明の外力補償
手段を含む機能ブロック図である。図2の機能ブロック
図に現れる変数ブロックの導出について説明する。連続
時間系の制御対象の状態方程式は次式で表される。FIG. 2 is a functional block diagram including the external force compensating means of the present invention. The derivation of a variable block appearing in the functional block diagram of FIG. 2 will be described. The state equation of the control target in the continuous time system is expressed by the following equation.
【0030】[0030]
【数1】 (Equation 1)
【0031】Xは状態ベクトル、uは操作量、d1 は外
力、yは位置誤差信号、xは位置、vは速度、mはヘッ
ドアクチュエータの等価質量、K1 はdac 出力から駆動
力までのゲイン、K2 は位置から位置誤差信号までのゲ
イン。X is a state vector, u is an operation amount, d 1 is an external force, y is a position error signal, x is position, v is velocity, m is the equivalent mass of the head actuator, and K 1 is the dac output to driving force. gain, K 2 is the gain until the position error signal from the position.
【0032】数1では、Ap として2×2の行列に選ん
だが、以降の式はより一般化してn×nの場合とする。
また、Bp,Bdpはn×1、Cpは1×nとする。このモ
デルに基づいてキャリッジに加わる外力を推定するオブ
ザーバは次式で表される。[0032] In Equation 1, but chose to 2 × 2 matrix as A p, since the formula is the case of n × n and more generalized.
B p and B dp are n × 1, and C p is 1 × n. An observer for estimating the external force applied to the carriage based on this model is expressed by the following equation.
【0033】[0033]
【数2】 (Equation 2)
【0034】ここで、d1 はキャリッジに加わる外力の
推定値、Lはオブザーバのフィードバックゲイン、Hは
外乱推定ゲインである。ここで、Lはオブザーバ極を決
定する特性方程式において、極をp1,p2,...,pnと
指定した場合、Here, d 1 is the estimated value of the external force applied to the carriage, L is the feedback gain of the observer, and H is the disturbance estimation gain. Here, L is the characteristic equation for determining the observer poles, p 1, p 2 poles, ..., if you specify p n,
【0035】[0035]
【数3】 |z・In−Ad+L・Cp|=(z−p1)(z−p2)…(z−pn) …(数3) を恒等的に満足するようなベクトルとして決定される。
Hの導出は外力d1 から位置誤差信号yまでの伝達関数
Gdy(z)を求め、| Z · I n −A d + L · C p | = (z−p 1 ) (z−p 2 )... (Z−p n ) (Expression 3) Is determined as a simple vector.
Derivation of H finds a transfer function G dy (z) from the external force d 1 to the position error signal y,
【0036】[0036]
【数4】 (Equation 4)
【0037】伝達関数Gdy(z)の直流分が0となるよ
うにHを求める。すなわち、Gdy(0)=0を満足するH
を求める。ここで、補償器の状態方程式,出力方程式
は、H is determined so that the DC component of the transfer function G dy (z) becomes zero. That is, H satisfying G dy (0) = 0
Ask for. Here, the state equation and output equation of the compensator are
【0038】[0038]
【数5】 e(k)=r(k)−y(k) Xc(k+1)=Ac・Xc(k)+Bc・e(k) …(数5) ue(k)=Cc・Xc(k)+Dc・e(k) である。E (k) = r (k) −y (k) X c (k + 1) = A c X c (k) + B c e (k) (Equation 5) u e (k) = C c · X c (k) + D c · e (k).
【0039】以上説明してきたパラメータに基づいて図
2の機能ブロック図の信号の流れを説明する。VCM操
作信号u(k)51は、DA変換器24を介してアナロ
グ信号に変換され、操作量u52として数1で表される
システムに入力される。その結果、システムは位置誤差
信号y53を出力する。外乱推定手段は数2で表される
オブザーバとして構成されており、ヘッドアクチュエー
タに入力されるところの操作量u(k)51がオブザー
バに入力される。The signal flow of the functional block diagram of FIG. 2 will be described based on the parameters described above. The VCM operation signal u (k) 51 is converted into an analog signal via the DA converter 24, and is input to the system represented by Expression 1 as an operation amount u52. As a result, the system outputs a position error signal y53. The disturbance estimating means is configured as an observer represented by Expression 2, and an operation amount u (k) 51 input to the head actuator is input to the observer.
【0040】オブザーバシステムは推定位置誤差信号y
e(k)55を出力し、実際のプラントからの検出位置誤
差信号y(k)54との差分信号e0(k)56を計算す
る。e0(k)を前記した1サンプル前の信号e1(k−1)
58と比較し、その変化の幅をリミッタ64により制限
することにより信号e1(k)57を生成する。求めたe
1(k)57に数3により求められるオブザーバフィード
バックゲインベクトルLを乗じ、オブザーバにフィード
バックする。また、e1(k)57に数4から求められる
ゲインHを乗じることによって実システムに入力される
外力d1 60を相殺する外乱補償信号w(k)59を生
成する。The observer system calculates the estimated position error signal y
e (k) 55 is output, and a difference signal e 0 (k) 56 from the detected position error signal y (k) 54 from the actual plant is calculated. e 0 (k) is converted to the signal e 1 (k−1) one sample before.
The signal e 1 (k) 57 is generated by limiting the width of the change with a limiter 64 in comparison with the signal e 1 (k) 58. E found
1 (k) 57 is multiplied by the observer feedback gain vector L obtained by Expression 3 and fed back to the observer. Further, a disturbance compensation signal w (k) 59 for canceling the external force d 1 60 input to the actual system is generated by multiplying e 1 (k) 57 by the gain H obtained from Expression 4.
【0041】また、ヘッドを目標位置に位置決めするた
めに検出位置誤差信号y(k)54と目標位置r(k)
63との差分信号e(k)62を計算し、数5で表され
る補償器にフィードバックすることにより操作量u
e(k)61を計算する。ue(k)から前記外乱補償信号
w(k)59を差し引くことにより操作信号u(k)5
1を求める。以上が本発明の外力補償手段の動作の詳細
である。In order to position the head at the target position, the detected position error signal y (k) 54 and the target position r (k)
The operation amount u is calculated by calculating a difference signal e (k) 62 from the signal 63 and feeding it back to the compensator represented by Expression 5.
e (k) 61 is calculated. The operation signal u (k) 5 is obtained by subtracting the disturbance compensation signal w (k) 59 from u e (k).
Find 1 The above is the details of the operation of the external force compensating means of the present invention.
【0042】次に外力補償手段を動作させたときの検出
位置誤差信号y(k)54と外力補償値w(k)59の
過渡応答を図3に示す。アクチュエータには1mNの外
力が加えられており、モデル誤差として、オブザーバの
プラントモデルが実プラントに対してループゲインで1
0%低く、位置誤差信号検出感度もMRヘッドの出力感
度に基づいて、トラック内の位置により異なるように設
定し、ディスク上の位置によりループゲインが異なるプ
ラントモデルを仮定する。リミッタがある場合には、プ
ラントのゲイン変動に起因する外力推定値の変動が小さ
くなり、位置誤差信号の整定も速い。それに対してリミ
ッタがない場合には、外乱推定値の変動が大きく現れ、
その結果位置誤差信号が振動し整定も遅い。Next, FIG. 3 shows the transient response of the detected position error signal y (k) 54 and the external force compensation value w (k) 59 when the external force compensating means is operated. An external force of 1 mN is applied to the actuator, and as a model error, the plant model of the observer has a loop gain of 1 with respect to the actual plant.
Based on the output sensitivity of the MR head, the position error signal detection sensitivity is set to be different depending on the position within the track based on the output sensitivity of the MR head, and a plant model having a different loop gain depending on the position on the disk is assumed. When there is a limiter, the fluctuation of the estimated external force caused by the fluctuation of the gain of the plant is small, and the setting of the position error signal is fast. On the other hand, when there is no limiter, the fluctuation of the disturbance estimation value appears greatly,
As a result, the position error signal oscillates and settling is slow.
【0043】リミッタがある制御系に対して通常考えら
れるより大きい外力をステップ的に与えた場合には、外
力推定値はサンプルに対して一定幅でしか変化せず、そ
の結果外力推定が遅れ、位置誤差信号yの応答が遅れ
る。When the limiter applies a larger external force to a control system in a stepwise manner, the external force estimated value changes only with a constant width with respect to the sample, so that the external force estimation is delayed, The response of the position error signal y is delayed.
【0044】このことからリミッタの幅を設定する場合
には、実プラントに作用する外力の絶対値の範囲を把握
し、小さすぎないリミッタの制限値を与える必要があ
る。逆にリミッタの範囲を超えると予想される外力を加
えることにより、リミッタを使用しているかどうかが判
定可能となる。Therefore, when setting the width of the limiter, it is necessary to grasp the range of the absolute value of the external force acting on the actual plant and to give the limit value of the limiter which is not too small. Conversely, by applying an external force expected to exceed the range of the limiter, it is possible to determine whether the limiter is used.
【0045】ここで、本発明の構成をとった場合の入力
外乱60に対するVCM操作信号u47の時間応答を考
える。入力外乱はパルス状の電圧指令で、電圧レベルは
0からVA,0からVBの2段階をとる。電圧レベルV
AとVBの間にはオブザーバ出力リミッタの制限値を規
定するしきい値VSがある。外乱はVCMの電流アンプ
の前段部の増幅器に加算するか、または、図4に示すオ
ペアンプと抵抗R、電源により作られる加算器を、駆動
回路25とD/A変換器24の間に直列に挿入し、抵抗
を介して加算するようにする。Here, consider the time response of the VCM operation signal u47 to the input disturbance 60 when the configuration of the present invention is adopted. The input disturbance is a pulse-like voltage command, and the voltage level takes two steps of 0 to VA and 0 to VB. Voltage level V
There is a threshold value VS between A and VB that defines the limit value of the observer output limiter. The disturbance is added to the amplifier at the preceding stage of the VCM current amplifier, or the adder formed by the operational amplifier, the resistor R, and the power supply shown in FIG. 4 is connected in series between the drive circuit 25 and the D / A converter 24. Insert and add via a resistor.
【0046】図5に入力外乱60の信号波形を示す。ま
ず、入力外乱パルスを0からVAのレベルで加える。た
だし、VA>VSである。このときのVCM操作信号4
7の時間応答を図6に示す。d=0の間は、操作信号は
一定値Voff を示している。入力外乱60がVAを示す
と操作信号47は最初しきい値VSのステップで数サン
プル変化し、その後変化の幅は次第に小さくなり、入力
外乱のレベルVAを打ち消すレベルVoff−VAの操作
信号を発生する。FIG. 5 shows a signal waveform of the input disturbance 60. First, an input disturbance pulse is applied at a level from 0 to VA. However, VA> VS. VCM operation signal 4 at this time
7 is shown in FIG. During d = 0, the operation signal indicates a constant value Voff. When the input disturbance 60 indicates VA, the operation signal 47 first changes by several samples in steps of the threshold value VS, and thereafter the width of the change gradually decreases, and an operation signal of a level Voff-VA that cancels the level VA of the input disturbance is generated. I do.
【0047】ある時間が経過して再び入力外乱が0を示
すと、操作信号47は最初しきい値のステップで数サン
プル変化し、その後変化の幅は次第に小さくなり、再び
レベルVoff に戻る。外乱パルス到達毎に同じ応答を繰
り返す。外乱パルスがd=0からd=VAに立ち上がっ
た後、操作信号47の出力がVoff−VA に到達するの
に要する時間(例えばu>0.9*(Voff−VA)に達す
る時間)をtAとする。When the input disturbance shows 0 again after a certain period of time, the operation signal 47 first changes by several samples at the step of the threshold value, and thereafter the width of the change gradually decreases and returns to the level Voff again. The same response is repeated every time a disturbance pulse arrives. After the disturbance pulse rises from d = 0 to d = VA, the time required for the output of the operation signal 47 to reach Voff−VA (for example, the time required for u> 0.9 * (Voff−VA)) to be tA. And
【0048】次に入力外乱パルスを0からVBのレベル
で加える。ただしVB<VSである。このときの入力外
乱パルスを図5に、操作信号47の時間応答を図6に示
す。Next, an input disturbance pulse is applied at a level from 0 to VB. However, VB <VS. The input disturbance pulse at this time is shown in FIG. 5, and the time response of the operation signal 47 is shown in FIG.
【0049】d=0の間、操作信号47は一定値Voff
を示している。入力外乱dがVBを示すとき、操作信号
47は1サンプル目においてしきい値VSより小さいス
テップで変化し、次サンプル以降においてステップ幅を
直前サンプルより小さくしながらレベルVoff−VB に
到達する。During d = 0, the operation signal 47 has a constant value Voff
Is shown. When the input disturbance d indicates VB, the operation signal 47 changes in steps smaller than the threshold value VS in the first sample, and reaches the level Voff-VB with the step width smaller than that of the immediately preceding sample after the next sample.
【0050】ある時間経過して再び入力外乱60が0を
示すとき、操作信号47は1サンプル目においてしきい
値より小さいステップで変化し、次サンプル以降ステッ
プ幅を直前サンプルより小さくしながらレベルVoff に
到達する。When the input disturbance 60 shows 0 again after a certain period of time, the operation signal 47 changes in steps smaller than the threshold value in the first sample, and the level Voff becomes smaller while the step width after the next sample is made smaller than that of the immediately preceding sample. To reach.
【0051】入力外乱47のパルスがd=0からd=V
Bに立ち上がった後、操作量47の出力がVoff−VB
に到達するのに要する時間(例えばu>0.9*(Voff−
VB)に到達するのに要する時間)をtBとすると、前
記tAとtBの関係はオブザーバ出力リミッタがない場
合にはtA=tBとなるのに対して、この場合はtA>
tBとなるという特徴を示す。The pulse of the input disturbance 47 is changed from d = 0 to d = V.
B, the output of the manipulated variable 47 becomes Voff−VB
(For example, u> 0.9 * (Voff−
Assuming that the time required to reach VB) is tB, the relationship between tA and tB is tA = tB when there is no observer output limiter, whereas in this case, tA> tB
It shows the characteristic that it becomes tB.
【0052】ここでは、リミッタの動作方法として外乱
推定値の1サンプル間の変化量を制限することにした
が、外乱推定値の絶対値を制限するようにして、現実に
有り得ない推定値を制限するようにしても良い。また外
乱推定値の変化量の変化量、すなわち2階微分値を制限
するようにしてもよい。さらに、高階の微分値を制限す
るようにしてもよい。Here, the amount of change in the disturbance estimation value between one sample is limited as the operation method of the limiter. However, the absolute value of the disturbance estimation value is limited so that the estimation value that cannot be realized in reality is limited. You may do it. Further, the change amount of the change amount of the disturbance estimation value, that is, the second-order differential value may be limited. Further, the higher-order differential value may be limited.
【0053】また、リミッタの制限値についても可変と
して、目標トラックまでの距離が大きい場合には制限値
を大きく、目標トラックまでの距離が小さい場合には制
限値を小さくしてもよい。The limit value of the limiter may be made variable. The limit value may be increased when the distance to the target track is large, and may be reduced when the distance to the target track is short.
【0054】以上説明してきた第1の実施例では、外乱
オブザーバに推定値の変化量を制限するリミッタ(オブ
ザーバ変化量リミッタ)を適用することにより、推定値
の大きすぎる変動を抑制しヘッド位置の過渡応答を改善
できることを示した。In the first embodiment described above, by applying a limiter (observer change amount limiter) for limiting the amount of change of the estimated value to the disturbance observer, an excessively large change in the estimated value is suppressed, and the head position is adjusted. It is shown that the transient response can be improved.
【0055】本発明の第2の実施例を図7を用いて説明
する。第2の実施例は本発明の第1の実施例に対して、
異常位置信号検出と位置信号補正のためのブロックを付
加することにより構成される。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment of the present invention in that:
It is configured by adding a block for detecting an abnormal position signal and correcting the position signal.
【0056】検出された位置誤差信号34は、操作量u
a 44および位置誤差信号68に基づいて、65の位置
誤差信号推定手段により、推定された位置誤差信号推定
値69の差分信号71が計算される。差分信号71は位
置信号誤検出判定手段66に入力され、誤検出と判定さ
れた場合にはスイッチ67を切り替え、位置信号推定値
69を磁気ディスク制御装置およびオブザーバに位置誤
差信号68としてフィードバックする。位置誤差信号6
8が第1の実施例の位置誤差信号34になる。The detected position error signal 34 is represented by an operation amount u
The difference signal 71 of the estimated position error signal estimation value 69 is calculated by the position error signal estimation means 65 based on the position error signal a 44 and the position error signal 68. The difference signal 71 is input to the position signal erroneous detection judging means 66, and when the erroneous detection is judged, the switch 67 is switched, and the position signal estimated value 69 is fed back as a position error signal 68 to the magnetic disk controller and the observer. Position error signal 6
8 is the position error signal 34 of the first embodiment.
【0057】ここで、誤検出判定法としては差分信号が
xトラック以上異なる場合には誤検出とみなすようにす
る。判定基準xは目標トラックまでの距離に応じて与
え、例えばシーク時には速度の関数として与え、速度が
大きいときにはxは大きく、速度が小さくなったらxは
小さく目標トラックに到達した場合には一定値として与
えるようにする。Here, as an erroneous detection determination method, if the difference signal differs by x tracks or more, it is regarded as erroneous detection. The criterion x is given according to the distance to the target track. For example, it is given as a function of speed when seeking, x is large when the speed is high, x is small when the speed is low, and is constant when the vehicle reaches the target track. To give.
【0058】次に異常位置信号が検出された場合の処理
アルゴリズムを図8のフローチャートにより示す。推定
位置信号69と検出位置信号34の差分信号71が、位
置誤検出判定基準設定値xに対して大きいとすれば、位
置誤差信号68として推定位置誤差信号69を出力す
る。Next, a processing algorithm when an abnormal position signal is detected is shown by a flowchart of FIG. If the difference signal 71 between the estimated position signal 69 and the detected position signal 34 is larger than the erroneous position detection criterion set value x, the estimated position error signal 69 is output as the position error signal 68.
【0059】出力された位置誤差信号68に基づいて第
1の実施例の方法により位置決め補償器の出力および外
力推定を行い、VCM操作信号を計算する。推定位置誤
差信号を用いる場合、外力補償信号w(k)は前サンプ
ルの値とする。次に位置誤差信号の推定アルゴリズムに
ついていくつか示す。Based on the output position error signal 68, the output of the positioning compensator and the external force are estimated by the method of the first embodiment, and the VCM operation signal is calculated. When the estimated position error signal is used, the external force compensation signal w (k) is set to the value of the previous sample. Next, some estimation algorithms of the position error signal will be described.
【0060】例えば加速度一定を仮定した場合には、For example, assuming a constant acceleration,
【0061】[0061]
【数6】 y(k)=3・y(k−1)−3・y(k−2)+y(k−3) …(数6) となる。前サンプルの操作量ua(k−1)44を用いた
場合には、Y (k) = 3 · y (k−1) −3 · y (k−2) + y (k−3) (Equation 6) When the manipulated variable ua (k-1) 44 of the previous sample is used,
【0062】[0062]
【数7】 (Equation 7)
【0063】となる。ただし、Ts はサンプリングタイ
ム。さらにプラントモデル式Is obtained. Here, T s is the sampling time. Furthermore, plant model formula
【0064】[0064]
【数8】 y=cp(z・In−Ad)-1Bd・ua(z) …(数8) を展開し、サンプリング表現にすると、Equation 8] y = c p (z · I n -A d) Expand -1 B d · u a (z ) ... ( 8), when the sampled representation,
【0065】[0065]
【数9】 (Equation 9)
【0066】となる。なお、数9の各項の係数は、数8
のパルス伝達関数を展開することにより得られる。Is obtained. The coefficient of each term in Equation 9 is represented by Equation 8
By expanding the pulse transfer function of
【0067】次に本実施例の効果について図9をもとに
説明する。図9はシーク途中の目標トラック20(μ
m)手前で位置信号の誤検出が発生した場合の位置誤差
信号の応答である。Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a target track 20 (μ)
m) Response of a position error signal when a position signal is erroneously detected in the foreground.
【0068】図9より、誤検出があった場合にも以後の
位置誤差信号に大きな影響を与えない。すなわち、位置
誤差信号に基づいて演算されるボイスコイルモータ操作
信号47に悪影響を与えないことを示す。As shown in FIG. 9, even if an erroneous detection is made, the subsequent position error signal is not significantly affected. That is, it indicates that the voice coil motor operation signal 47 calculated based on the position error signal is not adversely affected.
【0069】図10には、数9を用いたときの位置誤差
信号,外乱推定値,電流の応答を示す。図中に位置誤検
出が発生した時点の外力推定値を丸で囲んであるが、誤
検出発生以後の外力推定が乱れることはなく、また位置
誤差信号の過渡応答も良好である。FIG. 10 shows the response of the position error signal, the disturbance estimation value, and the current when Expression 9 is used. In the figure, the external force estimation value at the time of occurrence of the erroneous detection is circled. However, the estimation of the external force after the occurrence of the erroneous detection is not disturbed, and the transient response of the position error signal is also good.
【0070】この効果を実際に確認するには、外部から
ヘッド信号にパルス状ノイズを与えるなどして誤った位
置誤差信号を発生させる。このとき本発明の構成をとれ
ば、シーク中においてパルス印加によりトラックシーク
エラーを発生したり、シーク時間が長くなることはな
い。In order to actually confirm this effect, an erroneous position error signal is generated by, for example, externally applying pulse noise to the head signal. At this time, if the configuration of the present invention is adopted, a track seek error does not occur by a pulse application during a seek, and a seek time does not become long.
【0071】特に、フォロイング中において、本発明の
構成をとった場合のヘッド信号への入力外乱に対するV
CM駆動電流80の時間応答を示す。入力外乱はサンプ
リング時間相当の持続時間をもつパルス状の電圧信号
で、ヘッド信号線、または、検出回路に直接または加算
回路を介して印加され、ヘッド位置信号に加算されるも
のとする。In particular, during the following operation, the voltage V with respect to the input disturbance to the head signal when the configuration of the present invention is adopted.
6 shows a time response of the CM drive current 80. The input disturbance is a pulse-like voltage signal having a duration corresponding to the sampling time, and is applied to the head signal line or the detection circuit directly or via an addition circuit, and is added to the head position signal.
【0072】まず、入力外乱パルス80のレベルをVh
として与えるときの観測ヘッド位置信号33、およびV
CM駆動電流48の時間応答を図11に示す。レベルV
h は前記位置誤検出判定基準xに対して十分大きいとす
る。そのためパルスVh は誤検出として判定される。こ
のとき観測ヘッド位置信号33は、印加パルスVh が加
わった時点で大きく変化するが、パルスが消滅すると再
びパルス印加前の位置信号33の値を示す。そのときの
VCM駆動電流48はパルスが印加される時点において
変動しない。First, the level of the input disturbance pulse 80 is set to V h
Head position signal 33 when given as
FIG. 11 shows the time response of the CM drive current 48. Level V
It is assumed that h is sufficiently larger than the erroneous position detection criterion x. Therefore, the pulse Vh is determined as an erroneous detection. In this case the observed head position signal 33, applied pulse V h varies greatly added time points, but shows the values of the position signal 33 before again pulse application when the pulse is extinguished. The VCM drive current 48 at that time does not change at the time when the pulse is applied.
【0073】次に入力外乱パルスのレベルをVLとし
て、このときの観測ヘッド位置信号33、およびVCM
駆動電流48の時間応答を図12に示す。レベルVLは
前記位置誤検出判定基準xに対して小さいとする。その
ため、パルスVLは誤検出と判定されない。Next, assuming that the level of the input disturbance pulse is VL, the observation head position signal 33 at this time and the VCM
FIG. 12 shows the time response of the drive current 48. It is assumed that the level VL is smaller than the erroneous position detection determination reference x. Therefore, the pulse VL is not determined to be erroneously detected.
【0074】このとき、観測ヘッド位置信号33は印加
パルスVLが加わった時点でパルスを打ち消すような信
号を発生し、パルス消滅後も逆ぶれをおこし過渡応答を
発生する。この現象は制御系がPESLを本当の位置ず
れとして認識するために生じる。At this time, the observation head position signal 33 generates a signal that cancels the pulse at the time when the applied pulse VL is applied. This phenomenon occurs because the control system recognizes PESL as a true displacement.
【0075】以上説明してきた第2の実施例では、過去
の位置誤差信号とVCM制御信号を用いて、位置誤差信
号を推定することにより位置検出の誤りを判定し、判定
結果に応じて推定位置誤差信号を用いて、外乱オブザー
バの推定精度を向上させる方法を説明し、第1の実施例
に記載の方法と組み合わせることにより外力推定精度を
向上し、ヘッド位置の過渡応答の改善に有効であること
を示した。In the second embodiment described above, an error in position detection is determined by estimating a position error signal using a past position error signal and a VCM control signal, and the estimated position is determined in accordance with the determination result. A method for improving the estimation accuracy of the disturbance observer using the error signal will be described. By combining the method with the method described in the first embodiment, the estimation accuracy of the external force is improved, which is effective for improving the transient response of the head position. That was shown.
【0076】ここまでの実施例で説明してきた内容は、
磁気ディスク装置に限らず、半導体露光装置等に用いら
れるXYステージや、光磁気ディスク装置等の高精度位
置決め装置に適用してもよい。The contents described in the above embodiments are as follows.
The present invention is not limited to the magnetic disk device, and may be applied to an XY stage used for a semiconductor exposure device or the like, or a high-precision positioning device such as a magneto-optical disk device.
【0077】[0077]
【発明の効果】小型化,高記録密度化が進む磁気ディス
ク装置において、軸受部での摩擦の発生は微小位置決め
時における位置決め精度の低下を引き起こす。摩擦を含
む外乱を補償するために外乱オブザーバよりなる外力推
定手段を用いる場合に、ゲイン変動およびモデル誤差が
外力推定値の過渡応答を大きく変動させ、ヘッド移動時
の過渡応答を悪化させる。また、サーボ位置情報が検出
できなかったり、誤ったトラック番号を検出した時、以
後数サンプルの間誤った外力推定値を発生する。As described above, in a magnetic disk drive in which miniaturization and high recording density are progressing, the occurrence of friction in the bearing portion causes a decrease in positioning accuracy at the time of minute positioning. When an external force estimating means including a disturbance observer is used to compensate for a disturbance including friction, a gain fluctuation and a model error greatly change the transient response of the estimated external force value and deteriorate the transient response when the head is moved. Further, when the servo position information cannot be detected or an incorrect track number is detected, an erroneous estimated external force is generated for several samples thereafter.
【0078】本発明によれば、オブザーバの推定値の変
化量を制限するリミッタを適用することにより推定値の
大きすぎる変動を抑制し、ヘッド位置の過渡応答を改善
させることができる。According to the present invention, by applying a limiter for limiting the amount of change in the estimated value of the observer, it is possible to suppress a fluctuation in the estimated value that is too large and to improve the transient response of the head position.
【0079】また、過去の位置誤差信号とVCM制御信
号を用いて推定した位置誤差信号を検出位置誤差信号と
比較することにより、位置誤差信号の異常判定を行い、
必要に応じて推定位置誤差信号を用いることにより外力
推定精度を向上させ、ヘッド移動時の過渡応答を改善さ
せることができる。Further, the position error signal estimated by using the past position error signal and the VCM control signal is compared with the detected position error signal to determine whether the position error signal is abnormal.
By using the estimated position error signal as needed, the accuracy of external force estimation can be improved, and the transient response during head movement can be improved.
【図1】本発明の第一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】第一実施例の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the first embodiment.
【図3】第一実施例の効果を示す図。FIG. 3 is a diagram showing the effect of the first embodiment.
【図4】外乱パルス加算回路を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a disturbance pulse addition circuit.
【図5】入力外乱60のタイムチャート。FIG. 5 is a time chart of an input disturbance 60;
【図6】外乱印加時の操作信号47のタイムチャート。FIG. 6 is a time chart of an operation signal 47 when a disturbance is applied.
【図7】本発明の第二の実施例の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第二実施例のフローチャート。FIG. 8 is a flowchart of a second embodiment of the present invention.
【図9】第二実施例の位置誤差信号推定精度を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a position error signal estimation accuracy of the second embodiment.
【図10】第二実施例の効果を示す図。FIG. 10 is a diagram showing the effect of the second embodiment.
【図11】位置信号外乱80印加時の信号33,信号4
8のタイムチャート(その1)。FIG. 11 shows a signal 33 and a signal 4 when a position signal disturbance 80 is applied.
8 time chart (1).
【図12】位置信号外乱80印加時の信号33,信号4
8のタイムチャート(その2)。FIG. 12 shows a signal 33 and a signal 4 when a position signal disturbance 80 is applied.
8 time chart (part 2).
【図13】磁気ディスク装置の斜視図。FIG. 13 is a perspective view of a magnetic disk drive.
【符号の説明】 1…磁気ヘッド、2…ボイスコイルモータ、3…ピボッ
ト軸受、4…磁気ディスク、5…キャリッシ、6…ロー
ドアーム、7…ヘッド支持ばね、8…スピンドルモー
タ、9…FPC、10…ベース、11…アンプ、12…
復調回路、13…AD変換器、14…位置信号生成手
段、15,23…スイッチ、16…速度信号生成手段、
17…速度指令発生手段、20…位置決め補償器、21
…外力補償手段、22…外力補償テーブル、24…DA
変換器、25…駆動回路、32…復調信号、33…位置
信号、34…位置誤差信号、37…加速度保償信号、3
9…速度信号、40…速度目標値、41…差分信号、4
2…外力推定値、45…操作信号、46…VCM操作信
号、47…操作量、48…駆動電流。[Description of References] 1 ... magnetic head, 2 ... voice coil motor, 3 ... pivot bearing, 4 ... magnetic disk, 5 ... carry, 6 ... load arm, 7 ... head support spring, 8 ... spindle motor, 9 ... FPC, 10 ... bass, 11 ... amplifier, 12 ...
Demodulation circuit, 13 AD converter, 14 position signal generating means, 15, 23 switch, 16 speed signal generating means,
17 speed command generating means, 20 positioning compensator, 21
... External force compensation means, 22 ... External force compensation table, 24 ... DA
Converter, 25 drive circuit, 32 demodulation signal, 33 position signal, 34 position error signal, 37 acceleration compensation signal, 3
9 speed signal, 40 target speed value, 41 difference signal, 4
2 ... External force estimated value, 45 ... Operation signal, 46 ... VCM operation signal, 47 ... Operation amount, 48 ... Drive current.
Claims (4)
とも1つの回転ディスクと、データトラックの中心線を
規定するサーボ情報を読み出すヘッドと、前記サーボ情
報からヘッド位置誤差信号を導出する手段と、前記デー
タトラックに対して前記ヘッドを位置決めするボイスコ
イルモータと前記ヘッド位置誤差信号からディジタル制
御信号を発生するプロセッサと、前記ディジタル制御信
号をアナログ制御信号に変換するための手段と前記アナ
ログ信号を増幅し、前記ボイスコイルモータで用いられ
る入力電流を発生するための増幅器を有する磁気ディス
ク装置において、前記ヘッド位置誤差信号から生成する
ディジタル制御信号により制御対象に加わる外乱を補償
する外乱補償手段と、該外乱補償信号の出力時点毎の変
化量を可変な制限値内に制限するか、または前記外乱補
償信号の範囲を可変な制限値内に制限するか、または前
記外乱補償信号の2階以上の微分値を可変な制限値内に
制限する手段を有することを特徴とする磁気ディスク装
置。At least one rotating disk having concentric data tracks, a head for reading servo information defining a center line of a data track, means for deriving a head position error signal from the servo information, A voice coil motor for positioning the head with respect to a track, a processor for generating a digital control signal from the head position error signal, means for converting the digital control signal into an analog control signal, and amplifying the analog signal; In a magnetic disk drive having an amplifier for generating an input current used in the voice coil motor, a disturbance compensating means for compensating disturbance applied to a control target by a digital control signal generated from the head position error signal; Variable limits for the amount of change at each signal output time Or a means for limiting the range of the disturbance compensation signal to a variable limit value, or limiting a differential value of second or higher order of the disturbance compensation signal to a variable limit value. Characteristic magnetic disk drive.
たは加算回路を介して外乱としてパルス信号を加算する
とき、該外乱パルス信号の振幅値があるしきい値より大
きいときには、前記請求項1に記載のボイスコイルモー
タ入力電流の指令値である操作信号はある期間前記しき
い値に制限された値ずつ変化した後収束し、該操作信号
が整定するために要する時間は外乱パルスの振幅値が大
きい場合程、長くなる請求項1に記載の磁気ディスク装
置。2. The method according to claim 1, wherein when adding a pulse signal as a disturbance to the voice coil motor driving circuit directly or via an adding circuit, when an amplitude value of the disturbance pulse signal is larger than a threshold value. The operation signal, which is the command value of the voice coil motor input current, changes by a value limited to the threshold for a certain period and then converges, and the time required for the operation signal to settle depends on the amplitude value of the disturbance pulse. 2. The magnetic disk drive according to claim 1, wherein the length of the magnetic disk drive becomes longer.
ヘッド位置誤差信号からヘッド位置を推定する方法や、
前記ヘッド位置誤差信号と前記ボイスコイルモータ入力
電流または前記請求項2に記載の操作信号の履歴から制
御対象の動的モデルに基づいてヘッド位置を推定する方
法等を用いて演算した推定ヘッド位置誤差信号と、前記
ヘッド位置誤差信号とを比較することにより前記位置誤
差信号の正常又は異常の判定を行い、異常と判定した場
合には前記推定ヘッド位置誤差信号を用いてディジタル
制御信号の演算を行う請求項1に記載の磁気ディスク装
置。3. A method for estimating a head position from the head position error signal assuming a constant speed or a constant acceleration;
An estimated head position error calculated by using a method of estimating a head position based on a dynamic model of a control object from the head position error signal and the voice coil motor input current or a history of the operation signal according to claim 2. A signal is compared with the head position error signal to determine whether the position error signal is normal or abnormal. If it is determined that the position error signal is abnormal, a digital control signal is calculated using the estimated head position error signal. The magnetic disk drive according to claim 1.
は加算回路を介してパルス信号を加算した場合、パルス
の振幅値があるしきい値より大きいときには前記ボイス
コイルモータ駆動電流がパルス印加時に変動せず、位置
誤差信号はパルス除去後にパルスを加える前の値を示す
が、パルスの振幅値があるしきい値より小さいときには
パルス印加時に駆動電流が変動し、位置誤差信号はパル
ス除去後に変動する請求項3に記載磁気ディスク装置。4. When a pulse signal is added to a signal output from the head directly or via an adding circuit, when a pulse amplitude value is larger than a certain threshold value, the voice coil motor drive current fluctuates when a pulse is applied. Without the pulse, the position error signal indicates the value before the pulse is applied after the pulse is removed. If the pulse amplitude value is smaller than a certain threshold, the drive current fluctuates at the time of pulse application, and the position error signal fluctuates after the pulse is removed. The magnetic disk drive according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837197A JPH1116308A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Magnetic disk drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16837197A JPH1116308A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Magnetic disk drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1116308A true JPH1116308A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=15866862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16837197A Pending JPH1116308A (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Magnetic disk drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1116308A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100395283B1 (en) * | 1999-09-20 | 2003-08-21 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Actuator control device |
| JP2012135087A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Hitachi Ltd | Motor control device |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP16837197A patent/JPH1116308A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100395283B1 (en) * | 1999-09-20 | 2003-08-21 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Actuator control device |
| US6785204B1 (en) | 1999-09-20 | 2004-08-31 | Hitachi, Ltd. | Actuator control device |
| JP2012135087A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Hitachi Ltd | Motor control device |
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