JP2002251850A - Disk unit - Google Patents
Disk unitInfo
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- JP2002251850A JP2002251850A JP2001050895A JP2001050895A JP2002251850A JP 2002251850 A JP2002251850 A JP 2002251850A JP 2001050895 A JP2001050895 A JP 2001050895A JP 2001050895 A JP2001050895 A JP 2001050895A JP 2002251850 A JP2002251850 A JP 2002251850A
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- output
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘッドのトラック追従時に衝撃や振動などの
外乱の変動が大きくても安定な位置決め制御が可能なデ
ィスク装置を提供する。
【解決手段】 ディスク1に対する磁気ヘッド2の位置
決めを行うアクチュエータ7と、アクチュエータ7の駆
動手段10と、アクチュエータ7の駆動において発生す
る電圧信号Vaを出力する電圧検出手段11と、駆動信
号uと電圧信号Vaから磁気ヘッド2に加わる外乱負荷
τdの大きさを推定し外乱推定信号τdestを出力する外
乱推定手段12と、磁気ヘッド2の現在位置に対応した
位置誤差信号eを生成する位置検出手段13と位置誤差
信号eより制御信号cを生成する位置制御手段14と、
外乱推定信号τdestと制御信号cより駆動信号uを出力
する補正器15とを備え、外部からの衝撃や振動に対し
ても目標トラックへのヘッド位置決めを安定に行う。
(57) [Problem] To provide a disk device capable of performing stable positioning control even when fluctuation of disturbance such as shock or vibration is large when a head follows a track. SOLUTION: An actuator 7 for positioning the magnetic head 2 with respect to the disk 1, a driving means 10 for the actuator 7, a voltage detecting means 11 for outputting a voltage signal Va generated in driving the actuator 7, a driving signal u and a voltage disturbance estimation means (12) for outputting estimates the magnitude of the disturbance load .tau.d applied from the signal Va to the magnetic head 2 disturbance estimation signal .tau.d est, position detecting means for generating a position error signal e corresponding to the current position of the magnetic head 2 13 and a position control means 14 for generating a control signal c from the position error signal e;
And a corrector 15 for outputting a drive signal u from the disturbance estimation signal τd est and the control signal c, stably perform head positioning to the target track with respect to impact or vibration from the outside.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドなどの
記録/再生ヘッドをアクチュエータにより記録媒体であ
るディスクの目標トラックの所望の位置へ高精度に位置
決めするディスク装置に関し,さらにディスク装置に外
部から加わる衝撃や振動によりアクチュエータの受ける
慣性力などの外乱によるヘッドのトラックずれを抑制す
るように構成されている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 disk drive for positioning a recording / reproducing head, such as a magnetic head, at a desired position on a target track of a disk serving as a recording medium with an actuator. The present invention relates to a disk device configured to suppress a track deviation of a head due to a disturbance such as an inertial force applied to an actuator due to an applied shock or vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、磁気ディスク装置は、小型化、大
容量化が急速に進んでいる。磁気ディスク装置の大容量
化については、磁気ディスクのトラック密度の高密度化
が進み、トラックピッチはさらに狭くなる傾向にある。
そのため、磁気ディスクにデータを記録再生するため、
狭いトラックピッチで形成された目標トラックに磁気ヘ
ッドを高い精度で位置決めすることが必要になってきて
いる。2. Description of the Related Art In recent years, the size and capacity of magnetic disk drives have been rapidly increasing. As for the increase in the capacity of the magnetic disk device, the track density of the magnetic disk has been increasing, and the track pitch has been becoming narrower.
Therefore, in order to record and reproduce data on the magnetic disk,
It has become necessary to position the magnetic head with high accuracy on a target track formed with a narrow track pitch.
【0003】従来の磁気ディスク装置においては、磁気
ヘッドを位置決めするために磁気ディスクにサーボ情報
を予め形成しておき、このサーボ情報に従って磁気ヘッ
ドの位置決め制御が行われている。すなわち、サーボ情
報を磁気ヘッドで読み取ることにより、目標トラックに
対する磁気ヘッドの位置誤差を示す誤差信号を生成し、
この誤差信号の大きさが最小となるように磁気ヘッドは
位置決め制御されている。In a conventional magnetic disk drive, servo information is previously formed on a magnetic disk in order to position the magnetic head, and the positioning of the magnetic head is controlled in accordance with the servo information. That is, by reading the servo information with the magnetic head, an error signal indicating the position error of the magnetic head with respect to the target track is generated,
The positioning of the magnetic head is controlled so that the magnitude of the error signal is minimized.
【0004】したがって、磁気ヘッドの位置決め精度を
高めるためには、磁気ヘッドの位置決め制御系の制御周
波数を高く設定して、磁気ヘッドを目標トラックに迅速
に位置決めし、必要な位置決め精度を確保していた。Therefore, in order to increase the positioning accuracy of the magnetic head, the control frequency of the magnetic head positioning control system is set high, the magnetic head is quickly positioned on the target track, and the required positioning accuracy is secured. Was.
【0005】しかし、位置決め機構のアクチュエータ自
体には高次の固有機械共振が存在する場合があり、位置
決め精度を高めるため制御周波数を高くすると、その固
有機械共振により位置決め制御系が不安定になってしま
うという問題がある。したがって、実際にはアクチュエ
ータ自体の固有機械共振により、制御周波数の帯域は制
限されるため、位置決め制御系の制御周波数を高めるこ
とには限界があった。However, there are cases where a higher order natural mechanical resonance exists in the actuator itself of the positioning mechanism, and if the control frequency is increased in order to increase positioning accuracy, the positioning control system becomes unstable due to the natural mechanical resonance. Problem. Therefore, the band of the control frequency is actually limited by the inherent mechanical resonance of the actuator itself, and there is a limit to increasing the control frequency of the positioning control system.
【0006】そこで、磁気ヘッドの位置決め精度を高め
るためには、位置決め精度を悪化させる要因であるアク
チュエータに作用する外乱を低減することが行われてい
る。Therefore, in order to increase the positioning accuracy of the magnetic head, it has been practiced to reduce the disturbance acting on the actuator, which is a factor that deteriorates the positioning accuracy.
【0007】近年のトラック密度の高密度化とアクチュ
エータの小型軽量化により、アクチュエータに作用する
外力が位置決め制御系に与える影響は大きい。しかも、
磁気ディスク装置の小型化と高記録密度化に伴って、磁
気ヘッドの高精度位置決めの要求は厳しくなる一方で、
これら磁気ディスク装置では、フィードフォワード制御
により外力を補償することが行われている。With the recent increase in track density and reduction in size and weight of the actuator, the external force acting on the actuator has a great effect on the positioning control system. Moreover,
With the miniaturization and higher recording density of magnetic disk drives, the demand for high-precision positioning of magnetic heads has become more stringent,
In these magnetic disk devices, external force is compensated by feedforward control.
【0008】例えば、磁気ディスクに記録されたサーボ
情報からヘッド位置信号を得て、このヘッド位置信号と
アクチュエータの駆動信号を入力とする外力推定手段に
より外力を補償する方法が提案されている(例えば、特
開平9−231701号公報参照)。For example, a method has been proposed in which a head position signal is obtained from servo information recorded on a magnetic disk, and the external force is compensated by external force estimating means that receives the head position signal and a drive signal of an actuator as inputs (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873). And JP-A-9-231701.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、外力推定手段は、ヘッド位置信号
とアクチュエータの駆動信号とを入力とする。磁気ディ
スクに記録されたサーボ情報は、一定のサンプリング周
期をもつ離散的な状態でディスクに記録されているた
め、ヘッド位置信号は連続信号ではない。したがって、
外力推定手段の外力を推定できる制御帯域は、ディスク
装置のセクタサーボのサンプリング周波数の影響を受
け、セクタサーボのサンプリング周波数によって上限が
存在することになる。その結果、アクチュエータ手段に
加わる外力を正確に推定することができず、アクチュエ
ータ手段に加わる軸受摩擦などの外乱を良好に打ち消す
ことができないといった問題があった。その結果、ヘッ
ドを目標トラックに対して正確に追従させることができ
なかった。However, in the above prior art, the external force estimating means receives the head position signal and the drive signal of the actuator as inputs. Since the servo information recorded on the magnetic disk is recorded on the disk in a discrete state having a fixed sampling period, the head position signal is not a continuous signal. Therefore,
The control band in which the external force estimating means can estimate the external force is affected by the sampling frequency of the sector servo of the disk device, and has an upper limit depending on the sampling frequency of the sector servo. As a result, there has been a problem that the external force applied to the actuator means cannot be accurately estimated, and disturbance such as bearing friction applied to the actuator means cannot be effectively canceled. As a result, the head cannot follow the target track accurately.
【0010】本発明は、上記問題点に鑑み、アクチュエ
ータ手段の軸受摩擦やアクチュエータ手段と回路基板と
を接続するフレキシブルプリント回路(FPC)の弾性
力やディスク装置に外部から加わる衝撃や振動によりア
クチュエータ手段に作用する慣性力などの外乱を補償す
ることにより、狭いトラックピッチで形成された目標ト
ラックに対してヘッドを高い精度で位置決め制御するこ
とが可能なディスク装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides an actuator device that uses the friction of a bearing of an actuator device, the elastic force of a flexible printed circuit (FPC) for connecting the actuator device and a circuit board, or the shock or vibration applied to a disk device from the outside. It is an object of the present invention to provide a disk device capable of performing high-accuracy positioning control of a head with respect to a target track formed at a narrow track pitch by compensating for disturbance such as inertia force acting on the head.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】アクチュエータ手段に加
わる軸受摩擦や弾性力、衝撃や振動により受ける慣性力
などによる外乱を打ち消すために、その外乱の大きさを
推定する。この外乱の大きさの推定に際して、2つの要
素を用いる。1つは、アクチュエータ手段の駆動におい
て発生する電圧を検出し、その検出結果としての電圧信
号を用いる。もう1つは、アクチュエータ手段の駆動手
段における駆動信号である。ここで、駆動手段における
駆動信号としては、駆動手段に入力するものであっても
よいし、あるいは、駆動手段から出力するものであって
もよい。また、駆動手段における駆動信号に代えて、そ
の駆動信号を生成するもとになる位置制御信号を用いて
もよい。すなわち、外乱の大きさを推定するための外乱
推定手段を設け、この外乱推定手段をもって、電圧検出
手段が検出した電圧信号と駆動手段における駆動信号ま
たは位置制御信号とを入力として、外乱推定信号を生成
させる。2つの要素に基づいて生成した外乱推定信号
は、ヘッドに実際に加わる外乱の大きさを正確に推定し
たものとなる。この結果、アクチュエータ手段の軸受摩
擦やアクチュエータ手段と電子回路基板とを接続するF
PCの弾性力やディスク装置に外部から加わる衝撃や振
動によりアクチュエータ手段の受ける慣性力などの外乱
の大きさを正確に推定することができる。その推定にか
かわる外乱が外乱推定信号となる。The magnitude of the disturbance is estimated in order to cancel the disturbance due to the bearing friction and elastic force applied to the actuator means, the inertial force received by impact and vibration, and the like. In estimating the magnitude of the disturbance, two factors are used. One is to detect a voltage generated in driving the actuator means and use a voltage signal as a result of the detection. The other is a drive signal in the drive means of the actuator means. Here, the drive signal in the drive means may be input to the drive means or may be output from the drive means. Further, instead of the driving signal in the driving means, a position control signal which is a source of generating the driving signal may be used. That is, a disturbance estimating means for estimating the magnitude of the disturbance is provided, and the disturbance estimating means uses the voltage signal detected by the voltage detecting means and the driving signal or the position control signal of the driving means as inputs to obtain the disturbance estimating signal. Generate. The disturbance estimation signal generated based on the two factors accurately estimates the magnitude of the disturbance actually applied to the head. As a result, the bearing friction of the actuator means and the F connecting the actuator means to the electronic circuit board are reduced.
It is possible to accurately estimate the magnitude of a disturbance such as an inertia force applied to the actuator means due to an elastic force of the PC or an external shock or vibration applied to the disk device. The disturbance involved in the estimation is a disturbance estimation signal.
【0012】以上のようにして正確に推定した外乱推定
信号をもってアクチュエータ手段に加わる外乱を打ち消
すように、その外乱推定信号を位置制御手段が出力する
位置制御信号に合成して駆動信号を生成する。その駆動
信号を用いてヘッドのアクチュエータ手段を駆動するこ
とにより、アクチュエータ手段に加わる軸受摩擦や弾性
力や慣性力などの外乱を良好に打ち消すことができる。
すなわち、アクチュエータ手段に作用する軸受摩擦や弾
性力や慣性力などの外力に対する補償を行うことができ
るので、目標トラックに向かうフォローイング動作時に
アクチュエータ手段に作用する外乱の変動が大きくて
も、ヘッドの目標トラックへの位置決め制御を安定に行
うことができる。すなわち、位置決め精度を向上させる
ことができる。また、その副次的効果として、実質的
に、トラック密度の向上を可能となし、大容量のディス
ク装置の実現化を促すことができる。The disturbance estimation signal is combined with the position control signal output by the position control means to generate a drive signal so that the disturbance applied to the actuator means is canceled by using the disturbance estimation signal accurately estimated as described above. By driving the actuator means of the head using the drive signal, disturbances such as bearing friction, elastic force, and inertia force applied to the actuator means can be effectively canceled.
That is, it is possible to compensate for external forces such as bearing friction, elastic force, and inertia force acting on the actuator means. Positioning control for the target track can be performed stably. That is, the positioning accuracy can be improved. As a secondary effect, the track density can be substantially improved, and the realization of a large-capacity disk device can be promoted.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を総括
的に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be generally described.
【0014】本願第1の発明のディスク装置は、ディス
クに対してヘッドの位置決めを行うアクチュエータ手段
と、前記アクチュエータ手段の駆動手段と、前記アクチ
ュエータ手段の駆動において発生する電圧を検出し電圧
信号を出力する電圧検出手段と、前記駆動信号と前記電
圧信号から前記ヘッドに加わる外乱の大きさを推定し外
乱推定信号を出力する外乱推定手段と、前記ディスクに
予め記録され前記ヘッドにより検出されるサーボ情報か
ら前記ヘッドの現在位置に対応した誤差信号を生成し出
力する位置検出手段と、前記誤差信号に対応した位置制
御信号を生成し出力する位置制御手段とを具備し、前記
駆動信号は前記位置制御信号と前記外乱推定信号を合成
して得られるように構成されている。なお、この構成に
おいて、駆動手段における駆動信号としては、駆動手段
に入力するものであってもよいし、あるいは、駆動手段
から出力するものであってもよく、この点は以下でも同
様である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a disk drive comprising: an actuator for positioning a head with respect to a disk; a driving unit for the actuator; and a voltage signal generated by driving the actuator and outputting a voltage signal. Voltage detecting means, a disturbance estimating means for estimating a magnitude of a disturbance applied to the head from the drive signal and the voltage signal, and outputting a disturbance estimation signal, and servo information pre-recorded on the disk and detected by the head. And a position control means for generating and outputting an error signal corresponding to the current position of the head from the head, and a position control means for generating and outputting a position control signal corresponding to the error signal, wherein the drive signal is the position control signal. It is configured to be obtained by synthesizing a signal and the disturbance estimation signal. In this configuration, the drive signal in the drive unit may be input to the drive unit or output from the drive unit, and the same applies to the following.
【0015】この第1の発明による作用は次のとおりで
ある。外乱推定手段は、アクチュエータ手段を駆動する
ための駆動手段に与える駆動信号とアクチュエータ手段
から検出した電圧信号とに基づいて、アクチュエータ手
段の軸受摩擦やアクチュエータ手段と電子回路基板とを
接続するFPCの弾性力等の外乱の大きさやディスク装
置に外部から加わる衝撃や振動によりアクチュエータ手
段の受ける慣性力を正確に推定することができる。その
推定にかかわる外乱が外乱推定信号である。ここで、特
に、目標トラックにヘッドを追従させるフォローイング
動作時において駆動信号と電圧信号とからアクチュエー
タ手段に加わる軸受摩擦や弾性力や慣性力などの外乱負
荷の大きさを正確に推定できることが重要である。The operation of the first invention is as follows. The disturbance estimating means determines the bearing friction of the actuator means and the elasticity of the FPC connecting the actuator means and the electronic circuit board based on the drive signal given to the driving means for driving the actuator means and the voltage signal detected from the actuator means. It is possible to accurately estimate the magnitude of a disturbance such as a force or the inertial force received by the actuator means due to an external shock or vibration applied to the disk device. The disturbance relating to the estimation is a disturbance estimation signal. Here, it is particularly important to be able to accurately estimate the magnitude of disturbance loads such as bearing friction, elastic force, and inertia force applied to the actuator means from the drive signal and the voltage signal during the following operation in which the head follows the target track. It is.
【0016】以上のようにして正確に推定した外乱推定
信号をもってアクチュエータ手段に加わる外乱を打ち消
すように、その外乱推定信号を位置制御手段が出力する
位置制御信号に合成して駆動信号を生成する。その駆動
信号をもってヘッドのアクチュエータ手段を駆動すれ
ば、アクチュエータ手段に加わる外乱を良好に打ち消す
ことができる。すなわち、アクチュエータ手段に作用す
る軸受摩擦や弾性力や慣性力などの外力に対する補償を
行うことができるので、目標トラックに向かうフォロー
イング動作時に外乱の変動が大きくても、ヘッドの目標
トラックへの位置決め制御を安定に行うことができる。
すなわち、位置決め精度を向上させることができる。The disturbance estimation signal is combined with the position control signal output by the position control means to generate a drive signal so that the disturbance applied to the actuator means is canceled by using the disturbance estimation signal accurately estimated as described above. If the actuator means of the head is driven by the drive signal, disturbance applied to the actuator means can be canceled well. In other words, since it is possible to compensate for external forces such as bearing friction, elastic force and inertia force acting on the actuator means, even if the fluctuation of the disturbance is large at the time of the following operation toward the target track, the positioning of the head to the target track is performed. Control can be performed stably.
That is, the positioning accuracy can be improved.
【0017】本願第2の発明のディスク装置は、上記の
第1の発明において、前記外乱推定手段は、前記電圧検
出手段の検出した電圧信号が入力される比較手段と、前
記駆動信号に第1の係数を乗算する第1の乗算手段と、
前記比較手段の出力に第2の係数を乗算する第2の乗算
手段と、前記比較手段の出力を積分する第1の積分手段
と、前記第1の乗算手段の出力から前記第2の乗算手段
の出力と前記第1の積分手段の出力との加算値を減算し
た値を積分する第2の積分手段とを具備し、前記比較手
段が前記電圧信号と前記第2の積分手段の出力とを比較
し、その結果を前記第2の乗算手段と前記第1の積分手
段へ出力するように構成されている。According to a second aspect of the present invention, in the disk device according to the first aspect, the disturbance estimating means includes a comparing means to which a voltage signal detected by the voltage detecting means is input, and a first driving signal, First multiplying means for multiplying the coefficient of
Second multiplying means for multiplying the output of the comparing means by a second coefficient, first integrating means for integrating the output of the comparing means, and second multiplying means from the output of the first multiplying means A second integration means for integrating a value obtained by subtracting an added value of the output of the first integration means and the output of the first integration means, wherein the comparison means compares the voltage signal and the output of the second integration means with each other. It is configured to compare and output the result to the second multiplying means and the first integrating means.
【0018】この第2の発明による作用は次のとおりで
ある。駆動信号を入力する第1の乗算手段の出力は、ア
クチュエータ手段に作用する駆動トルクに対応した駆動
トルク推定信号となる。第2の積分手段の出力は、電圧
検出手段から入力される電圧信号に対するフィードバッ
ク要素となる。電圧信号と第2の積分手段からのフィー
ドバック要素との差分をとる比較手段の出力は、第1の
積分手段と第2の乗算手段に与えられる。前記の差分を
積分する第1の積分手段の出力は、アクチュエータ手段
が軸受から受ける摩擦やFPCから受ける弾性力や衝撃
や振動によりアクチュエータ手段の受ける慣性力などの
外乱に対応した外乱推定信号となる。その外乱推定信号
に対して前記の差分に所定の係数を乗算した第2の乗算
手段の出力を加算する。そして、前記駆動トルク推定信
号から前記の加算値との差分をとって第2の積分手段に
与える。The operation of the second invention is as follows. The output of the first multiplying means for inputting the drive signal becomes a drive torque estimation signal corresponding to the drive torque acting on the actuator means. The output of the second integrating means serves as a feedback element for the voltage signal input from the voltage detecting means. The output of the comparison means for calculating the difference between the voltage signal and the feedback element from the second integration means is provided to the first integration means and the second multiplication means. The output of the first integrating means for integrating the difference is a disturbance estimation signal corresponding to a disturbance such as a friction received from the bearing by the actuator means, an elastic force received from the FPC, or an inertial force received by the actuator means due to shock or vibration. . The output of the second multiplying means, which is obtained by multiplying the difference by a predetermined coefficient, is added to the disturbance estimation signal. Then, a difference from the added value is obtained from the drive torque estimation signal, and is provided to the second integration means.
【0019】以上の結果として、第1の積分手段が出力
する外乱推定信号は、アクチュエータ手段が軸受やFP
Cから受ける弾性力や衝撃や振動によりアクチュエータ
手段の受ける慣性力などの外乱を正確に推定したものに
相当している。そして、このように正確に割り出した外
乱推定信号をもってアクチュエータ手段に加わる外乱を
打ち消すようフィードフォワード制御を行うので、フォ
ローイング動作においてアクチュエータ手段に作用する
外乱に対する補償を行うことができ、フォローイング動
作時にアクチュエータ手段での外乱の変動が大きくて
も、目標トラックに対するヘッドの位置決め制御を安定
に行い、位置決め精度を向上させることができる。As a result of the above, the disturbance estimation signal output from the first integrator means that the actuator means uses the bearing or FP
This corresponds to an accurate estimation of a disturbance such as an inertia force received by the actuator means due to an elastic force received from C, impact or vibration. Then, since the feedforward control is performed so as to cancel the disturbance applied to the actuator means with the disturbance estimation signal accurately determined as described above, it is possible to compensate for the disturbance acting on the actuator means in the following operation, and to perform the compensation during the following operation. Even if the fluctuation of the disturbance in the actuator means is large, the positioning control of the head with respect to the target track can be stably performed, and the positioning accuracy can be improved.
【0020】本願第3の発明のディスク装置は、ディス
クに対してヘッドの位置決めを行うアクチュエータ手段
と、前記アクチュエータ手段の駆動手段と、前記アクチ
ュエータ手段の駆動において発生する電圧を検出し電圧
信号を出力する電圧検出手段と、前記ディスクに予め記
録され前記ヘッドにより検出されるサーボ情報から前記
ヘッドの現在位置に対応した誤差信号を生成し出力する
位置検出手段と、前記誤差信号に対応した位置制御信号
を生成し出力する位置制御手段と、前記電圧信号と前記
位置制御信号から前記ヘッドに加わる外乱の大きさを推
定し外乱推定信号を出力する外乱推定手段とを具備し、
前記駆動信号は前記位置制御信号と前記外乱推定信号を
合成して得られるように構成されている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a disk drive comprising: an actuator for positioning a head with respect to a disk; a driving unit for the actuator; and a voltage signal generated by driving the actuator and outputting a voltage signal. Voltage detecting means, a position detecting means for generating and outputting an error signal corresponding to the current position of the head from servo information previously recorded on the disk and detected by the head, and a position control signal corresponding to the error signal Position control means for generating and outputting, and disturbance estimation means for estimating the magnitude of disturbance applied to the head from the voltage signal and the position control signal and outputting a disturbance estimation signal,
The drive signal is configured to be obtained by combining the position control signal and the disturbance estimation signal.
【0021】この第3の発明による作用は次のとおりで
ある。外乱推定手段は、アクチュエータ手段を駆動する
ため駆動手段に与えるように位置制御手段から出力され
た位置制御信号とアクチュエータ手段から検出した電圧
信号とに基づいて、アクチュエータ手段の軸受摩擦やア
クチュエータ手段と電子回路基板とを接続するFPCの
弾性力や外部からの衝撃や振動によりアクチュエータ手
段の受ける慣性力などの外乱の大きさを正確に推定する
ことができる。ここで、特に、目標トラックにヘッドを
追従させるフォローイング動作時において位置制御信号
と電圧信号とからアクチュエータ手段に加わる軸受摩擦
や弾性力や慣性力などの外乱の大きさを正確に推定でき
ることが重要である。The operation of the third invention is as follows. The disturbance estimating unit is configured to output the bearing friction of the actuator unit and the electronic control unit based on a position control signal output from the position control unit and a voltage signal detected from the actuator unit to drive the actuator unit to drive the actuator unit. It is possible to accurately estimate the magnitude of a disturbance such as an inertial force received by the actuator means due to an elastic force of the FPC connecting to the circuit board, or an external impact or vibration. Here, it is particularly important to be able to accurately estimate the magnitude of disturbance such as bearing friction, elastic force, and inertia force applied to the actuator means from the position control signal and the voltage signal during the following operation in which the head follows the target track. It is.
【0022】以上のようにして正確に推定した外乱推定
信号をもってアクチュエータ手段に加わる外乱を打ち消
すように、その外乱推定信号を位置制御手段が出力する
位置制御信号に合成して駆動信号を生成する。その駆動
信号をもってヘッドのアクチュエータ手段を駆動すれ
ば、アクチュエータ手段に加わる軸受摩擦や弾性力や慣
性力などの外乱を良好に打ち消すことができる。すなわ
ち、アクチュエータ手段に作用する軸受摩擦や弾性力や
慣性力などの外乱に対する補償を行うことができるの
で、目標トラックに向かうフォローイング動作時に外乱
の変動が大きくても、ヘッドの目標トラックへの位置決
め制御を安定に行うことができる。すなわち、位置決め
精度を向上させることができる。The disturbance estimation signal is combined with the position control signal output by the position control means so as to cancel the disturbance applied to the actuator means using the disturbance estimation signal accurately estimated as described above to generate a drive signal. If the actuator means of the head is driven by the drive signal, disturbances such as bearing friction, elastic force, and inertia force applied to the actuator means can be canceled well. That is, since it is possible to compensate for disturbances such as bearing friction, elastic force, and inertia force acting on the actuator means, the head can be positioned on the target track even when the fluctuation of the disturbance is large during the following operation toward the target track. Control can be performed stably. That is, the positioning accuracy can be improved.
【0023】本願第4の発明のディスク装置は、上記の
第3の発明において、前記外乱推定手段は、前記電圧検
出手段の検出した電圧信号が入力される比較手段と、前
記位置制御信号に第1の係数を乗算する第1の乗算手段
と、前記比較手段の出力に第2の係数を乗算する第2の
乗算手段と、前記比較手段の出力を積分する第1の積分
手段と、前記第1の乗算手段の出力から前記第2の乗算
手段の出力を減算した値を積分する第2の積分手段とを
具備し、前記比較手段が前記電圧信号と前記第2の積分
手段の出力とを比較し、その結果を前記第2の乗算手段
と前記第1の積分手段へ出力するように構成されてい
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the disk apparatus according to the third aspect, the disturbance estimating means includes a comparing means to which the voltage signal detected by the voltage detecting means is input, A first multiplying means for multiplying the output of the comparing means by a second coefficient; a first integrating means for integrating an output of the comparing means; A second integration means for integrating a value obtained by subtracting an output of the second multiplication means from an output of the first multiplication means, wherein the comparison means converts the voltage signal and an output of the second integration means. It is configured to compare and output the result to the second multiplying means and the first integrating means.
【0024】この第4の発明による作用は次のとおりで
ある。位置制御手段からの位置制御信号を入力する第1
の乗算手段の出力は、アクチュエータ手段に作用する駆
動トルクに対応した駆動トルク推定信号となる。第2の
積分手段の出力は、電圧検出手段から入力される電圧信
号に対するフィードバック要素となる。電圧信号と第2
の積分手段からのフィードバック要素との差分をとる比
較手段の出力は、第1の積分手段と第2の乗算手段に与
えられる。前記の差分を積分する第1の積分手段の出力
は、アクチュエータ手段が軸受から受ける摩擦やFPC
から受ける弾性力や衝撃や振動によりアクチュエータ手
段の受ける慣性力などの外乱に対応した外乱推定信号と
なる。前記駆動トルク推定信号から前記の差分に所定の
係数を乗算した第2の乗算手段の出力との差分をとって
第2の積分手段に与える。The operation of the fourth invention is as follows. First input of a position control signal from the position control means
The output of the multiplication means becomes a drive torque estimation signal corresponding to the drive torque acting on the actuator means. The output of the second integrating means serves as a feedback element for the voltage signal input from the voltage detecting means. Voltage signal and second
The output of the comparing means for calculating the difference from the feedback element from the integrating means is supplied to the first integrating means and the second multiplying means. The output of the first integrating means for integrating the difference is the friction which the actuator means receives from the bearing or the FPC
A disturbance estimation signal corresponding to a disturbance such as an inertia force received by the actuator means due to an elastic force received from the actuator, impact or vibration. The difference from the output of the second multiplication means, which is obtained by multiplying the difference by a predetermined coefficient from the drive torque estimation signal, is provided to the second integration means.
【0025】以上の結果として、第1の積分手段が出力
する外乱推定信号は、アクチュエータ手段が軸受やFP
Cから受ける外乱と衝撃や振動によりアクチュエータ手
段の受ける慣性力を正確に推定したものに相当してい
る。そして、このように正確に推定した外乱推定信号を
もってアクチュエータ手段に加わる外乱を打ち消すよう
にフィードフォワード制御を行うので、フォローイング
動作においてアクチュエータ手段に作用する外乱に対す
る補償を行うことができ、フォローイング動作時にアク
チュエータ手段での外乱の変動が大きくても、目標トラ
ックに対するヘッドの位置決め制御を安定に行い、位置
決め精度を向上させることができる。さらに、上記の第
2の発明で必要とした第1の積分手段と第2の乗算手段
との加算を行う必要がなく、その加算のための手段を省
略することが可能で、構成の簡素化をもたらすことがで
きる。As a result of the above, the disturbance estimation signal output from the first integrator is output from the actuator means to the bearing or the FP.
This corresponds to an accurate estimation of the inertial force received by the actuator means due to the disturbance received from C and the impact or vibration. Then, the feedforward control is performed so as to cancel the disturbance applied to the actuator means by using the disturbance estimation signal accurately estimated as described above, so that the disturbance acting on the actuator means can be compensated in the following operation, and the following operation can be performed. Even if the fluctuation of disturbance by the actuator means is sometimes large, the positioning control of the head with respect to the target track can be stably performed, and the positioning accuracy can be improved. Further, it is not necessary to perform the addition of the first integration means and the second multiplication means required in the second invention, and the means for the addition can be omitted, and the configuration is simplified. Can be brought.
【0026】本願第5の発明のディスク装置は、上記の
第1〜第4の発明において、前記外乱推定手段の制御帯
域が、前記位置制御手段の制御帯域よりも大きく設定さ
れている。In the disk device according to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, a control band of the disturbance estimating means is set to be larger than a control band of the position control means.
【0027】この第5の発明による作用は次のとおりで
ある。位置決め制御系の制御帯域を広げることは比例の
ゲインを大きくすることであるが、ディスク装置のセク
タサーボのサンプリング周波数やアクチュエータ手段が
もつ固有機械共振周波数によって上限が存在することに
なる。これに対して、外乱推定手段ではディスク装置の
セクタサーボのサンプリング周波数の影響を受けない。
したがって、外乱推定手段においては、その制御帯域を
位置決め制御系の制御帯域よりも高く設定することがで
きる。その結果として、より高い制御帯域にわたって、
ヘッドを目標トラックに対して正確に追従させることが
できる。The operation of the fifth invention is as follows. To extend the control band of the positioning control system is to increase the proportional gain, but there is an upper limit depending on the sampling frequency of the sector servo of the disk drive and the natural mechanical resonance frequency of the actuator means. On the other hand, the disturbance estimating means is not affected by the sampling frequency of the sector servo of the disk device.
Therefore, in the disturbance estimating means, the control band can be set higher than the control band of the positioning control system. As a result, over a higher control band,
The head can accurately follow the target track.
【0028】本願第6の発明のディスク装置は、上記の
第1〜第5の発明において、前記アクチュエータ手段
は,空隙を介して対向する一対のヨークの前記空隙内で
その少なくとも一方のヨーク側に固着された永久磁石
と、前記永久磁石と前記ヨークから形成される磁気空隙
内に配設される駆動コイルより構成され、前記駆動コイ
ルと並列にコンデンサと抵抗を直列接続してなる回路が
接続されている。According to a sixth aspect of the present invention, in the disk apparatus according to the first to fifth aspects, the actuator means is provided on at least one yoke side of the pair of yokes opposed to each other with a gap therebetween. A circuit comprising a fixed permanent magnet and a drive coil disposed in a magnetic gap formed by the permanent magnet and the yoke, wherein a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series with the drive coil is connected. ing.
【0029】この第6の発明による作用は次のとおりで
ある。一般にアクチュエータ手段を構成する駆動コイル
は抵抗成分だけでなくインダクタンス成分も有する。そ
の結果、外乱推定手段の制御帯域を高くすると、このイ
ンダクタンスの影響により制御系が不安定になり、外乱
推定手段の制御帯域を高くすることには限界がある。そ
こで、駆動コイルと並列にコンデンサと抵抗を直列接続
してなる回路を接続することにより駆動コイルのインダ
クタンスの影響を除去し、その制御帯域を位置決め制御
系の制御帯域よりも高く設定することができる。その結
果として、より高い制御帯域にわたって、ヘッドを目標
トラックに対して正確に追従させることができる。The operation of the sixth invention is as follows. In general, a drive coil constituting an actuator has not only a resistance component but also an inductance component. As a result, if the control band of the disturbance estimating means is increased, the control system becomes unstable due to the influence of the inductance, and there is a limit to increasing the control band of the disturbance estimating means. Therefore, by connecting a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series in parallel with the drive coil, the influence of the inductance of the drive coil can be removed, and the control band can be set higher than the control band of the positioning control system. . As a result, the head can accurately follow the target track over a higher control band.
【0030】なお、本発明は、磁気ディスク装置に適用
する場合に最も有利に作用するが、必ずしも磁気ディス
ク装置にのみ限定されるものではない。The present invention operates most advantageously when applied to a magnetic disk drive, but is not necessarily limited to a magnetic disk drive.
【0031】(具体的な実施の形態)以下、本発明にか
かわるディスク装置の具体的な実施の形態を図面に基づ
いて詳細に説明する。なお、同様の機能を有するものに
は同一の符号を付けて説明する。(Specific Embodiment) Hereinafter, a specific embodiment of a disk drive according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having similar functions are described with the same reference numerals.
【0032】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1にかかわる磁気ディスク装置の構成を示すブロック
図である。(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk drive according to a first embodiment of the present invention.
【0033】図1において、符号の1は磁気ディスク
で、スピンドルモータ(図示せず)により回転される。
2は磁気ディスク1に対してデータを記録再生する磁気
ヘッド、3はアームで、一端に搭載された磁気ヘッド2
を軸受4の周りに回動させることにより、磁気ヘッド2
を磁気ディスク1における目標トラックへ移動させる。
5はアーム3の後端に設けられた駆動コイル、6は固定
子(ヨーク)で、駆動コイル5に対向する面にはマグネ
ット(永久磁石;図示せず)が配置されている。固定子
6は、空隙を介して対向する一対のヨークからなり、そ
の空隙内でその少なくとも一方のヨーク側に前記マグネ
ットが固着されている。固定子6に配置されたマグネッ
トが発生する磁束と駆動コイル5に通電される電流が作
る磁界との相互作用によりアーム3は回転力を受ける。
磁気ヘッド2、アーム3、軸受4、駆動コイル5、固定
子6によりアクチュエータ7を構成している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnetic disk which is rotated by a spindle motor (not shown).
Reference numeral 2 denotes a magnetic head for recording and reproducing data on and from the magnetic disk 1. Reference numeral 3 denotes an arm, and a magnetic head 2 mounted at one end.
Is rotated around the bearing 4 so that the magnetic head 2
Is moved to a target track on the magnetic disk 1.
Reference numeral 5 denotes a drive coil provided at the rear end of the arm 3, and reference numeral 6 denotes a stator (yoke). A magnet (permanent magnet; not shown) is disposed on a surface facing the drive coil 5. The stator 6 is composed of a pair of yokes facing each other via a gap, and the magnet is fixed to at least one of the yokes in the gap. The arm 3 receives a rotational force due to the interaction between the magnetic flux generated by the magnet disposed on the stator 6 and the magnetic field generated by the current supplied to the drive coil 5.
An actuator 7 is configured by the magnetic head 2, the arm 3, the bearing 4, the drive coil 5, and the stator 6.
【0034】10は駆動器、11は駆動器10に含まれ
る電圧検出器で、駆動コイル5の両端に発生する電圧を
検出し、電圧信号Vaを出力する。12は外乱推定器
で、電圧検出器11の出力する電圧信号Vaと駆動器1
0の入力である駆動信号uとからアーム3に作用する外
乱トルクを推定し、外乱推定信号τdestを出力する。Reference numeral 10 denotes a driver, and reference numeral 11 denotes a voltage detector included in the driver 10, which detects a voltage generated at both ends of the drive coil 5 and outputs a voltage signal Va. Reference numeral 12 denotes a disturbance estimator, which outputs a voltage signal Va output from the voltage detector 11 and the driver 1.
And a input is the drive signal u 0 estimates a disturbance torque acting on the arm 3, and outputs a disturbance estimation signal .tau.d est.
【0035】磁気ディスク1の各セクタには予めサーボ
情報としてトラックの位置信号が記録されており、この
位置信号は磁気ヘッド2により読み込まれる。位置検出
器13は、磁気ヘッド2により読み込まれた位置信号に
より磁気ヘッド2の現在位置を検出し、目標トラックの
目標位置rとの差を示す位置誤差信号eを生成する。位
置制御器14は、位置検出器14で生成された位置誤差
信号eが入力されて、増幅および位相補償が行われ、位
置制御信号cを生成する。15は補正器で、位置制御器
14の位置制御信号cと外乱推定器12の外乱推定信号
τdestとが入力され、補正器15で補正演算を施した
後、駆動信号uを駆動器10へ入力する。駆動器10
は、入力された駆動信号uに応じて駆動コイル5に駆動
電流Iaを通電し、アーム3を軸受4を中心に回動さ
せ、アーム3の先端に取り付けられた磁気ヘッド2を回
転移動させ、磁気ディスク1にデータを記録再生するた
めに、磁気ヘッド2を狭いトラックピッチで形成された
目標トラックに高い精度で位置決めさせるように構成さ
れている。A track position signal is recorded in advance in each sector of the magnetic disk 1 as servo information, and this position signal is read by the magnetic head 2. The position detector 13 detects the current position of the magnetic head 2 based on the position signal read by the magnetic head 2, and generates a position error signal e indicating a difference from the target position r of the target track. The position controller 14 receives the position error signal e generated by the position detector 14, performs amplification and phase compensation, and generates a position control signal c. 15 is a corrector, is input to the position control signal c and the disturbance estimation signal of the disturbance estimator 12 .tau.d est of the position controller 14, after performing correction calculation by the correction circuit 15, the drive signal u to the driver 10 input. Driver 10
Supplies a drive current Ia to the drive coil 5 in response to the input drive signal u, rotates the arm 3 around the bearing 4, and rotates and moves the magnetic head 2 attached to the tip of the arm 3. In order to record / reproduce data on / from the magnetic disk 1, the magnetic head 2 is configured to be positioned with high accuracy on a target track formed with a narrow track pitch.
【0036】ここで、特許請求の範囲の記載との対照を
行うと、駆動器10が駆動手段に相当し、電圧検出器1
1が電圧検出手段に相当し、外乱推定器12が外乱推定
手段に相当し、位置検出器13が位置検出手段に相当
し、位置制御器14が位置制御手段に相当している。Here, in contrast to the description in the claims, the driver 10 corresponds to the driving means and the voltage detector 1
1 corresponds to a voltage detecting means, the disturbance estimator 12 corresponds to a disturbance estimating means, the position detector 13 corresponds to a position detecting means, and the position controller 14 corresponds to a position controlling means.
【0037】次に、実施の形態1の磁気ディスク装置の
位置決め制御系の動作について図2を用いて説明する。
図2は、実施の形態1の磁気ディスク装置における位置
制御系の全体構成を示すブロック線図である。Next, the operation of the positioning control system of the magnetic disk drive according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the position control system in the magnetic disk drive of the first embodiment.
【0038】図中の一点鎖線で囲んだ部分30が外乱推
定器12のブロックである。同じく一点鎖線で囲んだ部
分47が補正器15のブロックである。なお、図2にお
いて、sはラプラス演算子を表すものである。また、図
2において、セクタサーボのサンプリングによるホール
ド要素については、説明を簡単にするため、これを省略
してある。A portion 30 surrounded by a chain line in the figure is a block of the disturbance estimator 12. Similarly, a portion 47 surrounded by an alternate long and short dash line is a block of the compensator 15. In FIG. 2, s represents the Laplace operator. Further, in FIG. 2, the hold element by sampling the sector servo is omitted for simplicity of description.
【0039】図2において、磁気ヘッド2の検出した現
在トラック位置をxとすれば、目標トラック位置rに対
する位置誤差信号eは、(数1)で表され、この位置誤
差信号eは比較器20で得られる。In FIG. 2, if the current track position detected by the magnetic head 2 is x, the position error signal e with respect to the target track position r is represented by (Equation 1). Is obtained.
【0040】[0040]
【数1】 図2のブロック21で表される位置制御器14は、比較
器20から出力される位置誤差信号eに伝達関数Gx
(z)のディジタルフィルタ処理を施し、位置制御信号
cを生成して、ブロック47で表される補正器15へ出
力される。位置決め制御系は、通常のPID制御が施さ
れ、位置制御器14の伝達関数は、(数2)で表現でき
る。(Equation 1) The position controller 14 represented by the block 21 in FIG. 2 adds the transfer function Gx to the position error signal e output from the comparator 20.
The digital filter processing of (z) is performed to generate a position control signal c, which is output to the corrector 15 represented by a block 47. The ordinary PID control is applied to the positioning control system, and the transfer function of the position controller 14 can be expressed by (Equation 2).
【0041】[0041]
【数2】 ここで、z-1は1サンプル遅延を示し、Kxは位置決め
制御系の比例ゲインを示す。係数ad,aiは周波数特性
を表す定数を示し、係数adは微分係数、係数a iは積分
係数である。位置制御信号cは加算器46を経由して駆
動信号uとなる。駆動信号uは、ブロック22(伝達関
数はgm)の駆動器10において、電圧信号からgm倍の
電流信号に変換され、駆動電流Iaを出力する。ブロッ
ク23で表されるアクチュエータ7において、駆動コイ
ル5に通電される駆動電流Iaは、それが作る磁界と前
述した固定子6のマグネットの磁束との相互作用により
伝達関数Ktで駆動トルクτに変換される。ここで、伝
達関数Ktはアクチュエータ7のトルク定数である。ブ
ロック24の伝達関数(Lb/J・s)は、アーム3に
作用する駆動トルクτから磁気ヘッド2の移動速度vへ
の伝達特性を表わす。ここで、Jはアーム3の慣性モー
メントを示し、Lbはアーム3の軸受4から磁気ヘッド
2までの距離を示している。ブロック25は積分器で、
伝達関数は1/sで表され、磁気ヘッド2の移動速度v
は現在トラック位置xに変換される。(Equation 2)Where z-1Indicates one sample delay, and Kx is the positioning
This shows the proportional gain of the control system. Coefficient ad,aiIs the frequency characteristic
And a coefficient adIs the derivative, the coefficient a iIs the integral
It is a coefficient. The position control signal c is driven via the adder 46.
It becomes a motion signal u. The drive signal u is supplied to the block 22 (transmission
The number is gm times the voltage signal in the driver 10 of gm).
It is converted into a current signal and outputs a drive current Ia. Block
In the actuator 7 represented by the link 23, the drive coil
The drive current Ia applied to the coil 5 depends on the magnetic field generated by
Interaction with the magnetic flux of the magnet of the stator 6 described above
It is converted into a driving torque τ by the transfer function Kt. Where
The arrival function Kt is a torque constant of the actuator 7. B
The transfer function (Lb / Js) of the lock 24 is
From the acting drive torque τ to the moving speed v of the magnetic head 2
Represents the transfer characteristics of Here, J is the inertia mode of arm 3.
Lb is the magnetic head from the bearing 4 of the arm 3
The distance to 2 is shown. Block 25 is an integrator,
The transfer function is represented by 1 / s, and the moving speed v of the magnetic head 2
Is converted to the current track position x.
【0042】ブロック26とブロック27で表される電
圧検出器11において、ブロック26はアクチュエータ
7が回動することにより駆動コイル5の両端に発生する
誘起電圧Eaを出力し、ブロック27は駆動コイル5に
駆動電流Iaが通電されることにより発生する電圧降下
分(Ra+La・s)・Iaを出力し、加算器28でそれ
ぞれを加算することによりアクチュエータ7の端子電圧
を電圧信号Vaとして出力する。すなわち、In the voltage detector 11 represented by the blocks 26 and 27, the block 26 outputs an induced voltage Ea generated at both ends of the drive coil 5 when the actuator 7 rotates, and the block 27 outputs the induced voltage Ea. Then, a voltage drop (Ra + La · s) · Ia generated when the drive current Ia is supplied to the controller 7 is output, and the adder 28 adds them to output the terminal voltage of the actuator 7 as a voltage signal Va. That is,
【0043】[0043]
【数3】 の関係がある。ここで、Raは、駆動コイル5のコイル
抵抗、Laは駆動コイル5のインダクタンスを示す。(Equation 3) There is a relationship. Here, Ra indicates the coil resistance of the drive coil 5, and La indicates the inductance of the drive coil 5.
【0044】アクチュエータ7の軸受摩擦やアクチュエ
ータ7と電子回路基板とを接続するFPCの弾性力や磁
気ディスク装置に外部から加わる衝撃や振動によりアク
チュエータ7の受ける慣性力などのアーム3に作用する
外乱τdは、加算器29でブロック24の前段に入力さ
れる形に表現できる。A disturbance τd acting on the arm 3 such as a bearing friction of the actuator 7, an elastic force of an FPC connecting the actuator 7 to the electronic circuit board, and an inertial force received by the actuator 7 due to an external shock or vibration applied to the magnetic disk drive. Can be expressed by the adder 29 as being input to the stage preceding the block 24.
【0045】図2の一点鎖線で囲んだ部分のブロック3
0は、外乱推定器12のブロック線図を示すもので、こ
のブロック30は、駆動器10であるブロック22の伝
達関数と同じ伝達関数をもつブロック32と、アクチュ
エータ7であるブロック23の伝達関数と同じ伝達関数
をもつブロック33と、ブロック24の伝達関数と同じ
伝達関数をもつブロック34と、電圧検出器11である
ブロック26の伝達関数と同じ伝達関数をもつブロック
35と、ブロック27の伝達関数と同じ伝達関数をもつ
ブロック39を含んでいる。ブロック32とブロック3
3を合わせたものが第1の乗算器、ブロック44が第2
の乗算器、ブロック43が第1の積分器、ブロック34
とブロック35を合わせたものが第2の積分器をそれぞ
れ構成している。ここで、ブロック30の各定数のサフ
ィックス“n”は公称値を示し、“est”を付した変
数は推定値を示す。ここで、特許請求の範囲の記載との
対照を行うと、第1の乗算器が第1の乗算手段に相当
し、第2の乗算器が第2の乗算手段に相当し、第1の積
分器が第1の積分手段に相当し、第2の積分器が第2の
積分手段に相当し、比較器37が比較手段に相当してい
る。Block 3 in a portion surrounded by a dashed line in FIG.
Numeral 0 denotes a block diagram of the disturbance estimator 12. This block 30 includes a block 32 having the same transfer function as the transfer function of the block 22, which is the driver 10, and a transfer function of the block 23, which is the actuator 7. , A block having the same transfer function as the transfer function of the block, a block having the same transfer function as the transfer function of the block, and a transfer of the block A block 39 having the same transfer function as the function is included. Block 32 and Block 3
3 is the first multiplier, and block 44 is the second multiplier.
, The first integrator, block 34
The combination of the block and the block 35 constitutes a second integrator. Here, the suffix “n” of each constant in the block 30 indicates a nominal value, and the variable with “est” indicates an estimated value. Here, in contrast to the description in the claims, the first multiplier corresponds to the first multiplying means, the second multiplier corresponds to the second multiplying means, and the first integral The integrator corresponds to the first integrating means, the second integrator corresponds to the second integrating means, and the comparator 37 corresponds to the comparing means.
【0046】ブロック22に入力される駆動信号uは、
外乱推定器12を構成するブロック32にも入力され、
ブロック32とブロック33とで(gmn・Ktn)倍する
ことによりアーム3に作用する駆動トルクτと同一の駆
動トルク推定信号τestが得られる。The drive signal u input to the block 22 is
It is also input to the block 32 constituting the disturbance estimator 12,
By multiplying (gmn · Ktn) by the blocks 32 and 33, a drive torque estimation signal τ est that is the same as the drive torque τ acting on the arm 3 is obtained.
【0047】図2において、ブロック34からは速度推
定信号vestが出力される。ブロック35で、速度推定
信号vestをKvn倍することにより得られた誘起電圧推
定信号Eaestと、アクチュエータ7に推定電流Iaestが
通電されることにより発生する電圧降下分(Ran+Lan
・s)・Iaestとが加算器36で加算され、加算器36
からは、電圧推定信号Vaestが出力される。電圧推定信
号Vaestは、比較器37に入力され、実際に検出された
電圧信号Vaと比較され、その結果の誤差信号α(=Va
−Vaest)がブロック43で表される第1の積分器とブ
ロック44で表される第2の乗算器とに入力される。第
1の積分器43は、誤差信号αを積分し、外乱について
の外乱推定信号τdestを出力する。ブロック44で表さ
れる第2の乗算器には誤差信号αが入力され、g1倍さ
れて加算器38に加えられる。加算器38の出力は減算
器31に入力され、ブロック33の出力する駆動トルク
推定信号τestから加算器38の出力を減算した結果γ
をブロック34に出力する。In FIG. 2, the block 34 outputs a speed estimation signal v est . In block 35, the induced voltage estimation signal Ea est obtained by multiplying Kvn velocity estimation signal v est, the voltage drop of the estimated current Ia est to the actuator 7 is generated by being energized (Ran + Lan
S) · I est is added by the adder 36, and the adder 36
From the voltage estimation signal Va est is outputted. The voltage estimation signal Va est is input to the comparator 37 and compared with the actually detected voltage signal Va, and the resulting error signal α (= Va
−V a est ) is input to the first integrator represented by the block 43 and the second multiplier represented by the block 44. The first integrator 43 integrates the error signal alpha, and outputs a disturbance estimation signal .tau.d est for disturbance. The error signal α is input to the second multiplier represented by the block 44, multiplied by g 1 and added to the adder 38. The output of the adder 38 is input to the subtractor 31, and the result γ of the output of the adder 38 subtracted from the drive torque estimation signal τ est output from the block 33
Is output to the block 34.
【0048】なお、ブロック44の係数g1とブロック
43の係数g2は、外乱推定器12の動作を安定化する
ための定数であり、その詳細については後述する。The coefficient g1 of the block 44 and the coefficient g2 of the block 43 are constants for stabilizing the operation of the disturbance estimator 12, and the details will be described later.
【0049】図2において、一点鎖線で囲んで示したブ
ロック47は、補正器15のブロック線図である。この
補正器15に含まれるブロック45は、外乱推定信号τ
destを1/(gmn・Ktn)倍することにより、アーム3
に外乱推定信号τdestに相当する大きさの駆動力を発生
させるのに必要な駆動器10への補正信号βを生成す
る。補正信号βは加算器46において位置制御信号cに
加算される。In FIG. 2, a block 47 surrounded by a chain line is a block diagram of the compensator 15. A block 45 included in the corrector 15 includes a disturbance estimation signal τ
By multiplying d est by 1 / (gmn · Ktn), arm 3
Generating a correction signal β to the driver 10 required to generate the driving force of the magnitude corresponding to the disturbance estimation signal .tau.d est to. The correction signal β is added to the position control signal c in the adder 46.
【0050】次に、ブロック30の外乱推定器12の動
作について図3を参照して詳細に説明する。Next, the operation of the disturbance estimator 12 in the block 30 will be described in detail with reference to FIG.
【0051】図3(a)は、図2のブロック30を書き
直したブロック線図で、駆動信号uの入力から外乱推定
信号τdestの出力までの伝達を示す。図3(b)は、図
3(a)のブロック線図において、(数3)をもとに電
圧信号Vaの入力位置(比較器37)を等価的に変換移
動することにより、図3(a)のブロック線図を変形し
たブロック線図である。ここで、説明を簡単にするた
め、図2のブロック22のgmとブロック32のgmnの
値とが等しく、[0051] FIGS. 3 (a) is a block diagram rewritten block 30 of FIG. 2 shows the transfer from the input of the drive signal u to the output of the disturbance estimation signal .tau.d est. FIG. 3B is a block diagram of FIG. 3A in which the input position (comparator 37) of the voltage signal Va is equivalently converted and moved based on (Equation 3). It is a block diagram which transformed the block diagram of a). Here, for the sake of simplicity, the value of gm in block 22 in FIG.
【0052】[0052]
【数4】 と仮定し、駆動電流Ia(=gm・u)と推定電流Iaest
(=gmn・u)とが等しいものとした。(Equation 4) , The drive current Ia (= gmu) and the estimated current Ia est
(= Gmn · u).
【0053】(数3)の第1項と第2項に着目して、第
1項のEaは、大きさを(Jn・s)/(Lbn・Kvn)倍
すれば、図3(a)の比較器37の入力位置を図3
(b)に示す減算器48の入力位置に等価的に移動する
ことができる。また、(数2)の第2項の(Ra+La・
s)・Iaは、図3(a)のブロック39に含めて、図
3(b)のブロック49のように表現することができ
る。Focusing on the first and second terms of (Equation 3), Ea of the first term can be obtained by multiplying the magnitude by (Jn · s) / (Lbn · Kvn) as shown in FIG. The input position of the comparator 37 of FIG.
It can be equivalently moved to the input position of the subtractor 48 shown in FIG. Also, (Ra + La ·) in the second term of (Equation 2)
s) · Ia can be included as a block 39 in FIG. 3A and expressed as a block 49 in FIG. 3B.
【0054】図3(b)の減算器48に着目すると、減
算器48の出力であるδは(数5)のように表される。Focusing on the subtractor 48 in FIG. 3B, δ, which is the output of the subtractor 48, is expressed as (Equation 5).
【0055】[0055]
【数5】 次に、図2の比較器25、ブロック24,26に着目す
ると、(数6)の関係がある。(Equation 5) Next, focusing on the comparator 25 and the blocks 24 and 26 in FIG.
【0056】[0056]
【数6】 ここで、簡単のために、(Equation 6) Here, for simplicity,
【0057】[0057]
【数7】 (Equation 7)
【0058】[0058]
【数8】 と仮定し、(数6)を(数5)に代入すると、(数5)
は、(数9)のように変形される。(Equation 8) Assuming that (Equation 6) is substituted into (Equation 5), (Equation 5)
Is transformed as shown in (Equation 9).
【0059】[0059]
【数9】 すなわち、減算器48の出力であるδは、アーム3に加
わる外乱τdに等しい。(Equation 9) That is, the output δ of the subtractor 48 is equal to the disturbance τd applied to the arm 3.
【0060】したがって、図3(b)のブロック線図よ
り、アーム3に加わる外乱τdから外乱推定信号τdest
までの伝達関数を求めると、(数10)に示すようにな
る。Therefore, from the block diagram of FIG. 3B, the disturbance estimation signal τd est is obtained from the disturbance τd applied to the arm 3.
When the transfer function up to is obtained, it becomes as shown in (Equation 10).
【0061】[0061]
【数10】 (数10)から、外乱推定器12は、図2の一点鎖線で
囲んだブロック30内のループによって、駆動信号uと
電圧信号Vaとから実際の外乱τdを2次遅れ系で推定で
きることが分かる。(Equation 10) From (Equation 10), it can be seen that the disturbance estimator 12 can estimate the actual disturbance τd from the drive signal u and the voltage signal Va by the second-order delay system by the loop in the block 30 surrounded by the dashed line in FIG. .
【0062】ここで、2次遅れ系の自然角周波数(推定
角周波数)をωo、ダンピングファクタをζoとすれば、
外乱推定器12の動作を安定化する定数g1およびg2は
それぞれ下記の(数11)および(数12)で表され
る。Here, if the natural angular frequency (estimated angular frequency) of the second-order delay system is ωo and the damping factor is ζo,
The constants g1 and g2 for stabilizing the operation of the disturbance estimator 12 are expressed by the following (Equation 11) and (Equation 12), respectively.
【0063】[0063]
【数11】 [Equation 11]
【0064】[0064]
【数12】 ここで、推定角周波数ωoを位置制御帯域fcより十分高
く設定し、ダンピングファクタζoを0.7〜1に選べ
ば、外乱推定器12により軸受摩擦や弾性力や慣性力な
どの外乱τdを正確に推定することができる。(Equation 12) Here, if the estimated angular frequency ωo is set sufficiently higher than the position control band fc and the damping factor ζo is selected to be 0.7 to 1, the disturbance estimator 12 can accurately determine the disturbance τd such as bearing friction, elastic force and inertia force. Can be estimated.
【0065】(数10)を(数11),(数12)を用
いて変形すると、By transforming (Equation 10) using (Equation 11) and (Equation 12),
【0066】[0066]
【数13】 となる。すなわち、図3(a)の外乱推定器12のブロ
ック線図は、図3(c)のブロック52に示すように簡
略化することができる。(Equation 13) Becomes That is, the block diagram of the disturbance estimator 12 in FIG. 3A can be simplified as shown by a block 52 in FIG. 3C.
【0067】次に、ブロック47で示す補正器15の動
作について図4を参照して詳細に説明する。Next, the operation of the corrector 15 indicated by the block 47 will be described in detail with reference to FIG.
【0068】図2の一点鎖線で囲んだ部分のブロック4
7は、補正器15のブロック線図を示す。ブロック45
は、外乱推定信号τdestを1/(gmn・Ktn)倍した補
正信号βを加算器46へ出力する。すなわち、外乱推定
信号τdestを1/(gmn・Ktn)倍することにより、ア
クチュエータ7に外乱推定信号τdestに相当する大きさ
の駆動力を発生させるに必要な補正信号βを加算器46
へ出力させる。さらに補正信号βは、ブロック22とブ
ロック23とによりgmn・Ktn倍されることから、大き
さを合わせるために前もって、外乱推定信号τdestを1
/(gmn・Ktn)倍している。Block 4 surrounded by the dashed line in FIG.
7 shows a block diagram of the corrector 15. Block 45
Outputs a disturbance estimation signal τd est 1 / (gmn · Ktn ) multiplied by the correction signal β to the adder 46. That is, by multiplying the disturbance estimation signal τd est by 1 / (gmn · Ktn), the adder 46 adds the correction signal β necessary for causing the actuator 7 to generate a driving force having a magnitude corresponding to the disturbance estimation signal τd est.
Output to Further correction signal beta, from being gmn · Ktn times by the block 22 and the block 23, advance in order to adjust the size of the disturbance estimation signal τd est 1
/ (Gmn · Ktn) times.
【0069】以上をまとめると、実施の形態1の磁気デ
ィスク装置は、アクチュエータ7の軸受摩擦やアクチュ
エータ7と電子回路基板とを接続するフレキシブルプリ
ント基板の弾性力や磁気ディスク装置に外部から加わる
衝撃や振動によりアクチュエータ7の受ける慣性力など
による外乱τdを打ち消すように、外乱推定信号τdes t
をアクチュエータ7に作用させるように構成されている
ということができる。To summarize the above, the magnetic disk drive of the first embodiment is characterized in that the bearing friction of the actuator 7, the elastic force of the flexible printed circuit board connecting the actuator 7 and the electronic circuit board, the impact applied to the magnetic disk drive from the outside, and the like. so as to cancel the disturbances .tau.d due inertial force experienced by the actuator 7 by the vibration, the disturbance estimation signal .tau.d es t
Is made to act on the actuator 7.
【0070】図4(a)は、図2のブロック線図におい
て、補正器15の動作に関連する加算器46から比較器
25、ブロック24までの部分を抜き出したブロック線
図である。図4(b)は、比較器25に加わる外乱τd
とブロック52に加わる外乱τdとを、1つのτdにまと
めたブロック線図である。なお、図2のブロック線図と
同一の機能を有するものについては同一の符号を付して
重複した説明は省略する。FIG. 4A is a block diagram of the block diagram of FIG. 2, in which the parts from the adder 46 to the comparator 25 and the block 24 related to the operation of the corrector 15 are extracted. FIG. 4B shows a disturbance τd applied to the comparator 25.
FIG. 7 is a block diagram in which a disturbance τd applied to a block 52 is combined into one τd. Components having the same functions as those in the block diagram of FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0071】図4(a)のブロック線図において、ブロ
ック52は図3(c)のブロック52に相当し、(数1
0)で表わされる伝達関数を有する。In the block diagram of FIG. 4A, the block 52 corresponds to the block 52 of FIG.
0).
【0072】したがって、図4(b)よりアーム3に外
部から加わる外乱τdは、(数14)の伝達関数で表さ
れるフィルタを通してヘッド位置制御系に加わるものと
考えることができる。Therefore, from FIG. 4B, it can be considered that the disturbance τd externally applied to the arm 3 is applied to the head position control system through the filter represented by the transfer function of (Expression 14).
【0073】[0073]
【数14】 図5は、(数14)で表される伝達関数Gd(s)の周波数
特性を折れ線近似で示したものである。図5に示す伝達
関数Gd(s)の周波数特性から角周波数ωoより低い角周
波数では、ゲインは0dB以下であり、角周波数ωの下
降に伴って、−20dB/dec(ディケード)の減衰
比で減衰している。decは10倍を意味する。すなわ
ち、伝達関数Gd(s)は、図5より、角周波数ωoより低
い周波数を抑制することができる低域遮断フィルタ特性
を有している。[Equation 14] FIG. 5 shows the frequency characteristic of the transfer function Gd (s) represented by (Equation 14) by a polygonal line approximation. From the frequency characteristics of the transfer function Gd (s) shown in FIG. 5, at an angular frequency lower than the angular frequency ωo, the gain is 0 dB or less, and as the angular frequency ω falls, the attenuation ratio becomes −20 dB / dec (decade). It is declining. dec means 10 times. That is, as shown in FIG. 5, the transfer function Gd (s) has a low-frequency cutoff filter characteristic capable of suppressing frequencies lower than the angular frequency ωo.
【0074】すなわち、本発明の実施の形態1の磁気デ
ィスク装置は、アーム3に軸受摩擦や弾性力や慣性力な
どによる外乱τdが作用しても、この外乱τdを外乱推定
器12により推定し、外乱推定信号τdestでもって外部
から加わった外乱τdを打ち消すように制御するように
構成されている。したがって、外部から加わった外乱τ
dが、あたかも(数14)および図5の遮断周波数特性
を有するフィルタを通してヘッド位置決め制御系に加わ
ったように作用する。That is, in the magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention, even when a disturbance τd due to bearing friction, elastic force, inertia force or the like acts on the arm 3, the disturbance τd is estimated by the disturbance estimator 12. The disturbance estimation signal τd est is used to cancel the externally applied disturbance τd. Therefore, the externally applied disturbance τ
d acts as if it were added to the head positioning control system through the filter having the cut-off frequency characteristic of (Equation 14) and FIG.
【0075】したがって、本発明の実施の形態1の磁気
ディスク装置では角周波数ωo以下の周波数において
は、1次の低域遮断特性でアクチュエータ7の軸受摩擦
やアクチュエータ7と電子回路基板とを接続するFPC
の弾性力や磁気ディスク装置に外部から加わる衝撃や振
動によりアクチュエータ7の受ける慣性力などによる外
乱を抑制することができる。Therefore, in the magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention, the bearing friction of the actuator 7 and the connection between the actuator 7 and the electronic circuit board are achieved with the first-order low-frequency cutoff characteristic at a frequency lower than the angular frequency ωo. FPC
It is possible to suppress disturbance due to the inertia force received by the actuator 7 due to the elastic force of the magnetic disk device or the shock or vibration applied to the magnetic disk device from the outside.
【0076】すなわち、本発明の実施の形態1の磁気デ
ィスク装置は、外部から振動や衝撃が加わりアクチュエ
ータ7に外乱τdが作用しても、この外乱τdを外乱推定
器12により推定し、外部から加わった外乱τdを打ち
消すように制御するように構成されているので、あたか
も磁気ディスク装置に機械的な防振機構を施したような
効果がある。That is, in the magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention, even if vibration or shock is applied from the outside and disturbance τd acts on the actuator 7, the disturbance τd is estimated by the disturbance estimator 12 and externally. Since the control is performed so as to cancel the added disturbance τd, there is an effect as if a mechanical vibration isolating mechanism is applied to the magnetic disk device.
【0077】図6は、本発明の実施の形態1の磁気ディ
スク装置の外乱推定器12の外乱抑制効果について、さ
らに詳しく説明するための時間応答波形図である。FIG. 6 is a time response waveform diagram for explaining in more detail the disturbance suppressing effect of the disturbance estimator 12 of the magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention.
【0078】図6(a)は、外部から最大角加速度(d
ωo/dt)が1000rad/s2(ラジアン/秒2)
の半正弦波状の回転衝撃が磁気ディスク装置に加わった
ときに、アクチュエータ7が受ける慣性力の外乱τdの
波形61(破線で示す)と、外乱推定器12が出力する
外乱推定信号τdestの波形62を示す。アクチュエータ
7の軸受4の回りの慣性モーメントJを1g・cm2と
すれば、外乱τdの最大値は、FIG. 6A shows the maximum angular acceleration (d
ωo / dt) is 1000 rad / s 2 (radian / second 2 )
Half sinusoidal rotating impact when applied to a magnetic disk apparatus, the waveform 61 of the disturbance .tau.d inertial force actuator 7 is subjected (indicated by dashed lines), the disturbance estimation signal .tau.d est of waveform disturbance estimator 12 outputs the 62 is shown. Assuming that the moment of inertia J around the bearing 4 of the actuator 7 is 1 g · cm 2 , the maximum value of the disturbance τd is
【0079】[0079]
【数15】 となる。(Equation 15) Becomes
【0080】ここで、(数11)および(数12)の制
御パラメータを決定する推定周波数fo(ωo=2πf
o)とダンピングファクタζoの値をそれぞれ、3kHz
および1に選び、位置制御系の制御帯域を400Hzに
設定してシミュレーションを行った。Here, the estimated frequency fo (ωo = 2πf) for determining the control parameters of (Equation 11) and (Equation 12)
o) and the value of the damping factor ζo are each 3 kHz
The simulation was performed by setting the control band of the position control system to 400 Hz.
【0081】外乱推定器12は、駆動器10の入力であ
る駆動信号uと電圧検出器11の出力する電圧信号Va
からアクチュエータ7に作用する外乱トルクτdを推定
し、わずかの時間遅れは存在するが、実際の外乱τdと
ほぼ相似の外乱推定信号τdestを出力する。The disturbance estimator 12 includes a drive signal u input to the driver 10 and a voltage signal Va output from the voltage detector 11.
Estimating a disturbance torque .tau.d acting on the actuator 7, although slight time delay exists, and outputs an actual estimated disturbance signal .tau.d est substantially similar disturbance .tau.d.
【0082】図6(b)は、外乱推定器12の出力する
外乱推定信号τdestを補正器15に入力して外乱τdに
よる変動を打ち消すように外乱推定信号τdestをアクチ
ュエータ7に作用させた場合の駆動電流Iaの波形64
と、外乱推定信号τdestを補正器15に入力しない場合
の駆動電流Iaの波形63のシミュレーション結果を示
す。なお、アクチュエータ7のトルク定数Ktは、23d
yn・cm/mAである。FIG. 6B shows that the disturbance estimation signal τd est output from the disturbance estimator 12 is input to the corrector 15 and the disturbance estimation signal τd est is applied to the actuator 7 so as to cancel the fluctuation due to the disturbance τ d. Waveform 64 of Drive Current Ia in Case
When shows the simulation result of the drive current Ia of the waveform 63 in the case you do not enter a disturbance estimation signal .tau.d est in corrector 15. The torque constant Kt of the actuator 7 is 23d
yn · cm / mA.
【0083】磁気ディスクに記録されたサーボ情報は、
一定のサンプリング周期をもつ離散的な状態でディスク
に記録されているため、ヘッド位置信号は連続信号では
ない。したがって、ディジタル処理の行われる位置制御
器14の制御信号cは、階段状に変化する。その結果、
外乱推定信号τdestを補正器15に入力しない場合のア
クチュエータ7の駆動電流Iaの波形は、制御信号cの
波形と同じになり、図6(b)の波形63に示すように
階段状に変化する(Ia=gm・c=gm・u)。外乱推
定信号τdestを補正器15に入力した場合のアクチュエ
ータ7の駆動電流Iaの波形64は、位置制御器14の
制御信号cに外乱推定器12の外乱推定信号τdestを補
正器15により加算されて生成されるため、磁気ディス
ク装置に回転衝撃が加わった時点(t=0)からの時間
遅れが、図6(b)の波形63に比べて少ない。The servo information recorded on the magnetic disk is
The head position signal is not a continuous signal because it is recorded on the disc in a discrete state having a fixed sampling period. Therefore, the control signal c of the position controller 14 where the digital processing is performed changes stepwise. as a result,
The waveform of the drive current Ia of the actuator 7 when no disturbance estimation signal .tau.d est input to the corrector 15, the same as the waveform of the control signal c, changes stepwise as shown by the waveform 63 shown in FIG. 6 (b) (Ia = gm.c = gm.u). Waveform 64 of the drive current Ia of the actuator 7 when the disturbance estimation signal .tau.d est inputted to the correction circuit 15, adds the corrector 15 the estimated disturbance signal .tau.d est of the disturbance estimator 12 to the control signal c of the position controller 14 Therefore, the time delay from the time (t = 0) when a rotational shock is applied to the magnetic disk device is smaller than the waveform 63 in FIG. 6B.
【0084】図6(c)は、外乱推定器12の出力する
外乱推定信号τdestを補正器15に入力して外乱の変動
を打ち消すように外乱推定信号τdestをアクチュエータ
7に作用させた場合の位置誤差信号eの波形66と、外
乱推定器12を適用しない場合の位置誤差信号eの波形
65のシミュレーション結果を示す。外部から半正弦波
状の回転衝撃が磁気ディスク装置に加わっても、外乱推
定器12を適用すれば、波形66のように位置誤差信号
eは大きく変動せず、外乱推定器12を適用しない場合
の波形65と比較して外乱抑制効果が改善されている。[0084] FIG. 6 (c), when the disturbance estimation signal .tau.d est allowed to act on the actuator 7 so as to cancel the fluctuation of the disturbance estimated disturbance signal .tau.d est outputted by the disturbance estimator 12 input to the corrector 15 7 shows a simulation result of a waveform 66 of the position error signal e of FIG. 7 and a waveform 65 of the position error signal e when the disturbance estimator 12 is not applied. If the disturbance estimator 12 is applied even when a half-sine-wave-shaped rotational shock is applied to the magnetic disk drive from the outside, the position error signal e does not fluctuate greatly like the waveform 66, and the case where the disturbance estimator 12 is not applied. The disturbance suppression effect is improved as compared with the waveform 65.
【0085】その結果、本発明の実施の形態1の磁気デ
ィスク装置は、外乱推定器12により、外部から加わる
衝撃や振動によりアクチュエータ7の受ける慣性力など
による外乱を正確に検出することができ、外乱によるト
ラックずれを抑制することができ、磁気ヘッド2は目標
トラックに高精度に位置決め制御される。したがって、
本発明の実施の形態1の磁気ディスク装置は、衝撃や振
動に対して安定なトラッキング制御が可能で、磁気ディ
スク装置の信頼性を向上させることができる。As a result, in the magnetic disk drive of the first embodiment of the present invention, the disturbance estimator 12 can accurately detect the disturbance due to the inertia force applied to the actuator 7 by the shock or vibration applied from the outside. Track deviation due to disturbance can be suppressed, and the positioning of the magnetic head 2 on the target track is controlled with high accuracy. Therefore,
The magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention can perform stable tracking control with respect to shock and vibration, and can improve the reliability of the magnetic disk device.
【0086】図7は、図2の実施の形態1の磁気ディス
ク装置における位置決め制御系のブロック線図におい
て、トラック誤差(位置誤差信号)eからヘッド位置x
までの伝達を示すオープンループ周波数特性図である。
図7のゲイン特性図よりオープンループゲインが零にな
るゲイン交点周波数fcは400Hzである。また、図
7の位相特性図よりゲイン交点周波数fcにおいて、そ
のときの位相余裕θmは60度あり、安定なヘッド位置
決め制御系が構成されている。これは、図2の一点鎖線
で囲んだ外乱推定器12のブロック30において、駆動
電流Iaestが駆動コイルに流れることにより発生するコ
イル抵抗RanとコイルインダクタンスLanの電圧降下分
を求めるために(Ran+Lan・s)のブロック39を忠
実に表現したからである。実際には、コイルインダクタ
ンスLanは、コイル抵抗Ranに比べて小さいため、精度
良く回路で構成するのが難しい。また、Lan・sは微分
要素であるため、特にノイズの影響を受けやすく、回路
を構成するときには特に注意が必要である。FIG. 7 is a block diagram of a positioning control system in the magnetic disk drive according to the first embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is an open-loop frequency characteristic diagram showing transmission up to FIG.
According to the gain characteristic diagram of FIG. 7, the gain intersection frequency fc at which the open loop gain becomes zero is 400 Hz. Further, from the phase characteristic diagram of FIG. 7, at the gain intersection frequency fc, the phase margin θm at that time is 60 degrees, and a stable head positioning control system is configured. This is because in the block 30 of the disturbance estimator 12 surrounded by the dashed line in FIG. 2, the voltage drop of the coil resistance Ran and the coil inductance Lan generated by the drive current I est flowing through the drive coil is calculated by (Ran + Lan This is because the block 39 of s) is faithfully represented. Actually, since the coil inductance Lan is smaller than the coil resistance Ran, it is difficult to form a circuit with high accuracy. Also, since Lan · s is a differential element, it is particularly susceptible to noise, and special care must be taken when constructing a circuit.
【0087】図8は、図2の位置決め制御系のブロック
線図において、外乱推定器12に含まれるブロック30
で、駆動電流Iaestが駆動コイルに流れることにより発
生する電圧降下分のうち、コイル抵抗Ranの電圧降下分
だけを考慮しコイルインダクタンスLanの電圧降下分を
無視したときのトラック誤差(位置誤差信号)eからヘ
ッド位置xまでの伝達を示すオープンループ周波数特性
図である。図8のゲイン特性図および位相特性図より明
らかなように、外乱推定器12に含まれるブロック30
で駆動コイルのコイルインダクタンスLanを簡単化のた
めに省略すると、外乱推定器12を含めたヘッドの位置
決め制御系は不安定となる。すなわち、図8のゲイン特
性図よりオープンループゲインが零になるゲイン交点周
波数fcは200Hzで、そのときの位相は−180度
よりさらに遅れ位相となっているので制御系は不安定で
ある。駆動コイルに含まれるコイルインダクタンスLan
による電圧降下分は、コイル抵抗Ranによる電圧降下分
に比べると小さいが、ブロック30に含まれる(Lan・
s)の項は、図2に示す位置決め制御系の安定化のため
には重要な要素である。FIG. 8 is a block diagram of the positioning control system shown in FIG.
Thus, a track error (position error signal) when the voltage drop of the coil inductance Lan is ignored and the voltage drop of the coil inductance Lan is ignored among the voltage drops generated by the drive current I est flowing through the drive coil. FIG. 6 is an open-loop frequency characteristic diagram showing transmission from e) to a head position x. As is clear from the gain characteristic diagram and the phase characteristic diagram of FIG.
If the coil inductance Lan of the drive coil is omitted for simplification, the head positioning control system including the disturbance estimator 12 becomes unstable. That is, according to the gain characteristic diagram of FIG. 8, the gain intersection frequency fc at which the open loop gain becomes zero is 200 Hz, and the phase at that time is further delayed than -180 degrees, so that the control system is unstable. Coil inductance Lan included in drive coil
Is smaller than the voltage drop due to the coil resistance Ran, but is included in the block 30 (Lan.
The term s) is an important element for stabilizing the positioning control system shown in FIG.
【0088】ブロック30に含まれる(Lan・s)の項
を省略すると、図2に示す位置決め制御系が不安定にな
るのは、実際の駆動コイル5がコイル抵抗Raとコイル
インダクタンスLaの成分を有するにもかかわらず、外
乱推定器12にコイルインダクタンスLanの成分を含め
なかったためである。したがって、位置決め制御系を安
定化するために、駆動コイル5の有するコイルインダク
タンス分を等価的に零にすることを考える。If the term (Lan · s) included in the block 30 is omitted, the positioning control system shown in FIG. 2 becomes unstable because the actual drive coil 5 uses components of the coil resistance Ra and the coil inductance La. This is because the component of the coil inductance Lan was not included in the disturbance estimator 12 in spite of having. Therefore, in order to stabilize the positioning control system, it is considered that the coil inductance of the drive coil 5 is equivalently reduced to zero.
【0089】図9は、位置決め制御系を安定化するため
の回路構成図で、コンデンサCと抵抗rを直列接続した
回路を駆動コイル5に並列接続してある。図9におい
て、駆動コイル5に、コンデンサCおよび抵抗rを直列
接続した回路を並列接続したときの合成インピーダンス
Zaは、(数16)で表される。FIG. 9 is a circuit diagram for stabilizing the positioning control system. A circuit in which a capacitor C and a resistor r are connected in series is connected in parallel to the drive coil 5. In FIG. 9, a combined impedance Za when a circuit in which a capacitor C and a resistor r are connected in series to the drive coil 5 is connected in parallel is represented by (Equation 16).
【0090】[0090]
【数16】 (数16)において、抵抗rとコンデンサCの値をそれ
ぞれ、(Equation 16) In (Equation 16), the values of the resistor r and the capacitor C are
【0091】[0091]
【数17】 [Equation 17]
【0092】[0092]
【数18】 に選ぶと、(数16)のZaは、(数19)のように表
現できる。(Equation 18) , Za in (Equation 16) can be expressed as (Equation 19).
【0093】[0093]
【数19】 すなわち、図9に示す回路を構成する抵抗rとコンデン
サCの値をそれぞれ(数17)、(数18)のように設
定すると、駆動コイル5の両端の合成インピーダンスZ
aは、(数19)より抵抗Raと等しくなり、駆動コイル
5は等価的にコイルインダクタンスLaを含まなくな
る。したがって、図9に示すように、抵抗rとコンデン
サCを直列接続してなる回路を駆動コイル5に並列接続
すれば、図2の位置決め制御系のブロック線図におい
て、外乱推定器12に含まれるブロック30で、駆動電
流Iaestが駆動コイルに流れることにより発生するコイ
ル抵抗Ranの電圧降下分だけを考慮すればよく、図2の
外乱推定器12に含まれるブロック39の代わりに図1
0のブロック49を使用すればよい。その結果、外乱推
定器12をより簡単に構成することができる。[Equation 19] That is, when the values of the resistor r and the capacitor C constituting the circuit shown in FIG. 9 are set as (Equation 17) and (Equation 18), respectively, the combined impedance Z at both ends of the drive coil 5 is obtained.
a becomes equal to the resistance Ra according to (Equation 19), and the drive coil 5 does not equivalently include the coil inductance La. Therefore, as shown in FIG. 9, if a circuit formed by connecting a resistor r and a capacitor C in series is connected in parallel to the drive coil 5, it is included in the disturbance estimator 12 in the block diagram of the positioning control system in FIG. In block 30, only the voltage drop of the coil resistance Ran caused by the drive current I est flowing through the drive coil needs to be considered, and instead of the block 39 included in the disturbance estimator 12 of FIG.
A block 49 of 0 may be used. As a result, the disturbance estimator 12 can be configured more easily.
【0094】図8の点線で示した波形は、図2の実施の
形態1の磁気ディスク装置における位置決め制御系のブ
ロック線図において、ブロック39を図10のブロック
49に置き換えアクチュエータ7の駆動コイル5の両端
に(数17)と(数18)で表される抵抗rとコンデン
サCを直列接続してなる回路を並列接続したときのトラ
ック誤差(位置誤差信号)eからヘッド位置xまでの伝
達を示すオープンループ周波数特性である。図7のオー
プンループ周波数特性とほぼ同じの特性が得られること
が分かる。The waveform shown by the dotted line in FIG. 8 is a block diagram of the positioning control system in the magnetic disk drive of the first embodiment shown in FIG. 2, in which block 39 is replaced with block 49 in FIG. The transmission from the track error (position error signal) e to the head position x when a circuit formed by connecting a resistor r and a capacitor C represented by (Equation 17) and (Equation 18) in series at both ends is connected in parallel. 6 is an open loop frequency characteristic shown in FIG. It can be seen that almost the same characteristics as the open loop frequency characteristics of FIG. 7 can be obtained.
【0095】なお、上述した本発明の実施の形態1の磁
気ディスク装置では、外乱推定器12に対する一方の入
力信号としてブロック47から出力される駆動信号uを
入力するように構成したが、駆動信号uの代わりにブロ
ック22から出力される駆動器10の出力する駆動電流
Iaを用いても同様の効果を得ることができることは言
うまでもない。In the above-described magnetic disk drive according to the first embodiment of the present invention, the drive signal u output from the block 47 is input as one input signal to the disturbance estimator 12. It goes without saying that the same effect can be obtained by using the drive current Ia output from the driver 10 output from the block 22 instead of u.
【0096】(実施の形態2)図11は本発明の実施の
形態2にかかわる磁気ディスク装置の構成を示すブロッ
ク図である。図12は、実施の形態2の磁気ディスク装
置におけるヘッド位置決め制御系の全体構成を示すブロ
ック線図である。なお、前述の実施の形態1と同一の機
能を有するものについては同一の参照符号を付して重複
した説明は省略する。(Embodiment 2) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk drive according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 12 is a block diagram showing an overall configuration of a head positioning control system in the magnetic disk drive of the second embodiment. Note that components having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0097】図11に示す実施の形態2の磁気ディスク
装置において、図1の実施の形態1と異なるところは、
外乱推定器に入力される信号である。すなわち、図1の
実施の形態1では、電圧検出器11の生成する電圧信号
Vaと駆動信号uとが外乱推定器12へ入力される構成
であったが、図11の実施の形態2では、電圧検出器1
1の生成する電圧信号Vaと位置制御器14の生成する
位置制御信号cとが外乱推定器16に入力されるように
構成されている。The magnetic disk drive of the second embodiment shown in FIG. 11 is different from the first embodiment of FIG.
This is a signal input to the disturbance estimator. That is, in the first embodiment of FIG. 1, the voltage signal Va generated by the voltage detector 11 and the drive signal u are input to the disturbance estimator 12, but in the second embodiment of FIG. Voltage detector 1
1 and a position control signal c generated by the position controller 14 are input to the disturbance estimator 16.
【0098】図11の外乱推定器16で生成された外乱
推定信号τdestは、補正器15に入力されている。補正
器15は、位置制御器14の出力する位置制御信号cと
外乱推定器16の外乱推定信号τdestとが入力され、補
正器15で補正演算を施した後、駆動信号uを駆動器1
0へ出力する。The disturbance estimation signal τd est generated by the disturbance estimator 16 shown in FIG. Corrector 15, the position the position control signal c output from the controller 14 and the disturbance estimation signal .tau.d est of the disturbance estimator 16 is input, after performing correction calculation by the correction circuit 15, a drive signal u driver 1
To output to 0.
【0099】図12の一点鎖線で囲んだ部分のブロック
60が外乱推定器16のブロック線図である。外乱推定
器16には、加算器28の出力である電圧検出器11の
生成する電圧信号Vaとブロック21で表される位置制
御器14の生成する位置制御信号cとが入力される。FIG. 12 is a block diagram of the disturbance estimator 16 in a block 60 surrounded by a dashed line. The disturbance estimator 16 receives as input the voltage signal Va generated by the voltage detector 11 and the position control signal c generated by the position controller 14 represented by the block 21.
【0100】前述の実施の形態1の外乱推定器12で
は、次のようにしていた。第1の積分器のブロック43
の係数(g2/s)を乗算して得られた信号と第2の乗
算器のブロック44の係数(g1)を乗算して得られた
信号とを加算器38で加算する。その加算結果で得られ
た信号と、第1の乗算器のブロック41の係数(gmn・
Ktn)を乗算して得られた駆動トルク推定信号τestと
が減算器31に入力される。減算器31で減算して得ら
れた信号γを第2の積分器のブロック42に入力してい
た。すなわち、補正信号βが加算された駆動信号uを外
乱推定器12に入力しているために、図2の加算器38
を必要としていた。In the disturbance estimator 12 according to the first embodiment, the following is performed. First integrator block 43
The signal obtained by multiplying the signal obtained by multiplying the coefficient (g2 / s) by the coefficient (g1) of the block 44 of the second multiplier is added by the adder 38. The signal obtained as a result of the addition and the coefficient (gmn ·
Ktn) a drive torque estimation signal tau est obtained by multiplying is input to the subtracter 31. The signal γ obtained by the subtractor 31 was input to the block 42 of the second integrator. That is, since the drive signal u to which the correction signal β is added is input to the disturbance estimator 12, the adder 38 shown in FIG.
Needed.
【0101】しかし、実施の形態2の外乱推定器16で
は、補正信号βが加算される前の位置制御信号cを入力
する構成であるため、図2に示すような加算器38は不
要である。However, the disturbance estimator 16 of the second embodiment is configured to input the position control signal c before the correction signal β is added, so that the adder 38 as shown in FIG. 2 is unnecessary. .
【0102】なお、図12において、ブロック32とブ
ロック33を合わせたブロック41が第1の乗算器、ブ
ロック44が第2の乗算器を構成し、ブロック43が第
1の積分器、ブロック34とブロック35を合わせたブ
ロック42が第2の積分器を構成している。In FIG. 12, a block 41 combining the blocks 32 and 33 constitutes a first multiplier, a block 44 constitutes a second multiplier, a block 43 constitutes a first integrator, and a block 34 constitutes a first multiplier. A block 42 including the block 35 constitutes a second integrator.
【0103】このように構成された実施の形態2の磁気
ディスク装置における外乱推定器16の動作について、
前述の実施の形態1の外乱推定器12の動作と比較して
図2および図12を参照しつつ説明する。The operation of the disturbance estimator 16 in the magnetic disk drive of Embodiment 2 configured as described above will be described.
The operation of the disturbance estimator 12 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【0104】まず、図2において、実施の形態1の外乱
推定器12を構成する第2の積分器42の入力をγとす
れば、信号γは、減算器31に着目して、First, in FIG. 2, if the input of the second integrator 42 constituting the disturbance estimator 12 of the first embodiment is assumed to be γ, the signal γ is focused on the subtractor 31 and
【0105】[0105]
【数20】 ところが、駆動信号uは、図2の加算器46に着目して
(数21)で表わされる。(Equation 20) However, the drive signal u is represented by (Equation 21) focusing on the adder 46 of FIG.
【0106】[0106]
【数21】 したがって、(数20)および(数21)より、信号γ
は、(数22)で表わすことができる。(Equation 21) Therefore, according to (Equation 20) and (Equation 21), the signal γ
Can be represented by (Equation 22).
【0107】[0107]
【数22】 (数22)をもとにして、図2に示す実施の形態1の外
乱推定器12のブロック線図30を書き換えると、図1
2に示す外乱推定器16のブロック線図60のようにな
る。図12に示すように、位置制御器14(ブロック2
1)の生成する位置制御信号cがブロック32の乗算器
に入力され、ブロック32の出力はブロック33の乗算
器に入力されている。このため、位置制御信号cに係数
(gmn・Ktn)を乗算することにより駆動トルク推定信
号τestを求めることができる。(Equation 22) Rewriting the block diagram 30 of the disturbance estimator 12 of the first embodiment shown in FIG. 2 based on (Equation 22), FIG.
A block diagram 60 of the disturbance estimator 16 shown in FIG. As shown in FIG. 12, the position controller 14 (block 2)
The position control signal c generated in 1) is input to the multiplier of the block 32, and the output of the block 32 is input to the multiplier of the block 33. Therefore, it is possible to obtain the drive torque estimation signal tau est by multiplying the coefficient (gmn · Ktn) the position control signal c.
【0108】一方、外乱推定信号τdestは、ブロック4
7で表される補正器15に入力される。したがって、前
述の実施の形態1と同様に実施の形態2の磁気ディスク
装置は、外乱推定器16の働きにより、電圧検出器11
の生成する電圧信号Vaと位置制御器14の生成する位
置制御信号cとからアーム3に作用する外乱トルクを推
定し、外乱推定信号τdestを出力する。外乱推定信号τ
destは、軸受摩擦や弾性力や慣性力などのアーム3に作
用する外乱τdを打ち消すように補正器15に入力され
る。[0108] On the other hand, the disturbance estimation signal τd est is, block 4
7 is input to the corrector 15. Therefore, the magnetic disk device of the second embodiment is operated by the disturbance estimator 16 similarly to the first embodiment.
Estimating a disturbance torque acting from the position control signal c to the arm 3 for generating the voltage signal Va and the position controller 14 to generate the outputs a disturbance estimation signal .tau.d est. Disturbance estimation signal τ
d est is input to the corrector 15 so as to cancel the disturbance τd acting on the arm 3 such as bearing friction, elastic force, and inertia force.
【0109】その結果、本発明の実施の形態2の磁気デ
ィスク装置は、外乱推定器16により、外部から加わる
衝撃や振動によりアクチュエータ7の受ける慣性力など
による外乱を正確に検出することができる。アクチュエ
ータ7に加わる軸受摩擦やFPCの弾性力や外部から加
わる衝撃や振動によりアクチュエータ7の受ける慣性力
などによる外乱τdが作用しても、この外乱τdを外乱推
定器16により推定し、推定された外乱推定信号τdest
をもって外部から加わった外乱τdを打ち消すように制
御するように構成されている。したがって、実施の形態
1と同様、外部から加わった外乱τdが、あたかも(数
14)および図5の遮断周波数特性を有するフィルタを
通して位置決め制御系に加わったように作用する。した
がって、本発明の実施の形態2の磁気ディスク装置では
角周波数ωo以下の周波数においては、1次の低域遮断
特性で外乱を抑制することができる。外乱によるトラッ
クずれを抑制することができ、磁気ヘッド2は目標トラ
ックに高精度に位置決め制御される。したがって、衝撃
や振動に対して安定なトラッキング制御が可能で、磁気
ディスク装置の信頼性を向上させることができる。As a result, in the magnetic disk drive of the second embodiment of the present invention, the disturbance estimator 16 can accurately detect the disturbance due to the inertial force applied to the actuator 7 due to the shock or vibration applied from the outside. Even when a disturbance τd due to the inertia force applied to the actuator 7 due to the bearing friction applied to the actuator 7, the elastic force of the FPC, or an externally applied impact or vibration acts, the disturbance τd is estimated by the disturbance estimator 16. Disturbance estimation signal τd est
, So as to cancel the externally applied disturbance τd. Therefore, similarly to the first embodiment, the externally applied disturbance τd acts as if it were added to the positioning control system through the filter having the cut-off frequency characteristic of (Equation 14) and FIG. Therefore, in the magnetic disk device according to the second embodiment of the present invention, disturbance can be suppressed by the first-order low-frequency cutoff characteristic at a frequency equal to or lower than the angular frequency ωo. Track deviation due to disturbance can be suppressed, and the positioning of the magnetic head 2 on the target track is controlled with high accuracy. Therefore, stable tracking control against shocks and vibrations is possible, and the reliability of the magnetic disk drive can be improved.
【0110】このように、実施の形態2の磁気ディスク
装置によれば、外乱推定器16と補正器15の構成に必
要な加算器の数を実施の形態1の磁気ディスク装置に比
べて削減することができる。したがって、実施の形態2
の磁気ディスク装置は、実施の形態1と比べて、より簡
単な構成でヘッド位置決め制御系に外乱として作用する
軸受摩擦や弾性力や慣性力などのアーム3に作用する外
乱τdとを推定することが可能となり、ヘッドの位置決
め制御を安定に行うことができ、磁気ヘッド2を狭いト
ラックピッチで形成された目標トラックに高い精度で位
置決めさせることができる。As described above, according to the magnetic disk drive of the second embodiment, the number of adders required for the configuration of the disturbance estimator 16 and the corrector 15 is reduced as compared with the magnetic disk drive of the first embodiment. be able to. Therefore, Embodiment 2
The magnetic disk drive of the first embodiment estimates a disturbance τd acting on the arm 3 such as a bearing friction, an elastic force, and an inertia force acting as a disturbance on the head positioning control system with a simpler configuration as compared with the first embodiment. The head positioning control can be stably performed, and the magnetic head 2 can be positioned with high accuracy on a target track formed with a narrow track pitch.
【0111】さらに、実施の形態2の磁気ディスク装置
においては、加算器の数を削減したことにより、位置制
御系をアナログ回路などのハードウェアで実現する場合
には、回路の調整を簡単化できる。また、位置制御系を
ソフトウェアで実現する場合には、演算処理による演算
時間遅れを短縮することが可能である。Further, in the magnetic disk drive according to the second embodiment, when the position control system is realized by hardware such as an analog circuit, the adjustment of the circuit can be simplified by reducing the number of adders. . Further, when the position control system is realized by software, it is possible to reduce a calculation time delay due to the calculation processing.
【0112】図2のブロック30と同じように構成され
た外乱推定器12においては磁気ディスク装置のセクタ
サーボのサンプリング周波数の影響を受けない。したが
って、外乱推定器12の制御帯域は、位置決め制御系の
制御帯域よりも高く設定することができる。The disturbance estimator 12 configured in the same manner as the block 30 in FIG. 2 is not affected by the sampling frequency of the sector servo of the magnetic disk drive. Therefore, the control band of the disturbance estimator 12 can be set higher than the control band of the positioning control system.
【0113】さらに、実施の形態2の磁気ディスク装置
においては、外乱推定器16と補正器15を構成する加
算器の数を削減できるので、制御系をアナログ回路など
のハードウェアで実現する場合には、回路の調整を簡単
化できる。また、制御系をソフトウェアで実現する場合
には、演算処理による演算時間遅れを短縮することが可
能となり、より制御帯域を高めることが可能となる。Further, in the magnetic disk drive of the second embodiment, the number of adders forming the disturbance estimator 16 and the compensator 15 can be reduced, so that the control system is realized by hardware such as an analog circuit. Can simplify the adjustment of the circuit. Further, when the control system is realized by software, it is possible to reduce the operation time delay due to the operation processing, and it is possible to further increase the control band.
【0114】なお、上述してきた各実施の形態では、乗
算器や積分器はアナログ・フィルタで構成するもので説
明したが、ディジタル・フィルタで構成することも可能
である。さらに、各実施の形態の位置制御系を構成する
各部についてはマイクロコンピュータによるソフトウェ
アにより実現するようにしてもよい。In each of the embodiments described above, the multiplier and the integrator are described as being constituted by analog filters. However, the multipliers and integrators may be constituted by digital filters. Further, each unit constituting the position control system of each embodiment may be realized by software by a microcomputer.
【0115】なお、以上説明した各実施の形態では磁気
ディスク装置で説明したが、本発明は、これに限定され
るものではない。In each of the embodiments described above, the magnetic disk device has been described, but the present invention is not limited to this.
【0116】[0116]
【発明の効果】以上のように本発明のディスク装置によ
れば、外乱推定手段によりアクチュエータ手段の軸受摩
擦やアクチュエータ手段と回路基板とを接続するFPC
の弾性力やディスク装置に外部から加わる衝撃や振動に
よりアクチュエータ手段に作用する慣性力などの外乱を
正確に検出することができ、目標トラックに向かうフォ
ローイング動作時にアクチュエータ手段に作用する外乱
の変動が大きくても、外乱の変動を補償できるので、目
標トラックに対するヘッドの位置決め精度を向上させる
ことできる。併せて、ディスク装置に外部から加わる衝
撃や振動によりアクチュエータ手段の受ける慣性力を打
ち消すことで、ディスク装置の耐衝撃特性を向上させる
ことができ、ヘッドの位置決め制御を安定に行うことが
できる。As described above, according to the disk drive of the present invention, the FPC for connecting the bearing means of the actuator means and the actuator means to the circuit board by the disturbance estimating means.
It is possible to accurately detect disturbances such as inertia force acting on the actuator means due to the elastic force of the disk drive or the external impact or vibration applied to the disk drive, and the fluctuation of the disturbance acting on the actuator means during the following operation toward the target track. Even if it is large, fluctuation of disturbance can be compensated, so that the positioning accuracy of the head with respect to the target track can be improved. At the same time, by canceling the inertial force applied to the actuator means by an external impact or vibration applied to the disk device, the shock resistance of the disk device can be improved, and the positioning control of the head can be stably performed.
【0117】したがって、アクチュエータ手段の小型軽
量化によりアクチュエータ手段に作用する外乱が位置決
め制御系に与える影響が大きくなったときに、本発明の
ディスク装置によればヘッドの位置決め精度を向上させ
て対応することが可能であり、トラック密度を従来より
高めることができるので大容量のディスク装置を実現す
ることができる。Therefore, according to the disk apparatus of the present invention, when the disturbance acting on the actuator means has a large influence on the positioning control system due to the reduction in size and weight of the actuator means, the head positioning accuracy can be improved. Since the track density can be increased as compared with the related art, a large-capacity disk device can be realized.
【図1】 本発明の実施の形態1にかかわる磁気ディス
ク装置の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk drive according to a first embodiment of the present invention;
【図2】 本発明の実施の形態1の位置決め制御系の全
体構成を示すブロック線図FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of a positioning control system according to the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の実施の形態1の外乱推定器の外乱推
定動作を説明するためのブロック線図(a)と、(a)
のブロック線図を等価変換したブロック線図(b)と、
(a)のブロック線図をまとめて表現したブロック線図FIGS. 3A and 3B are block diagrams for explaining a disturbance estimating operation of the disturbance estimator according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
A block diagram (b) obtained by equivalently converting the block diagram of
A block diagram expressing the block diagram of FIG.
【図4】 本発明の実施の形態1の磁気ディスク装置に
加わる外乱を抑制する動作を説明するためのブロック線
図(a)と、(a)のブロック線図を等価変換したブロ
ック線図(b)FIG. 4 is a block diagram for explaining an operation of suppressing disturbance applied to the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention, and a block diagram obtained by equivalently converting the block diagram of FIG. b)
【図5】 本発明の実施の形態1の磁気ディスク装置に
加わる外乱に対する遮断周波数特性図FIG. 5 is a cutoff frequency characteristic diagram with respect to a disturbance applied to the magnetic disk device of the first embodiment of the present invention;
【図6】 本発明の実施の形態1の磁気ディスク装置に
加わる外乱の変動と外乱推定器が出力する外乱推定信号
の時間波形図(a)と、外乱推定器の出力する外乱推定
信号を補正器に入力しない場合の駆動電流時間波形図
(b)と、外乱推定器の出力する外乱推定信号を補正器
に入力して外乱の変動を打ち消した場合のトラック誤差
の時間波形図(c)FIG. 6A is a diagram illustrating a disturbance waveform applied to the magnetic disk device according to the first embodiment of the present invention and a time waveform diagram of a disturbance estimation signal output from the disturbance estimator, and a disturbance estimation signal output from the disturbance estimator. (B) is a drive current time waveform diagram when no input is made to the device, and (c) is a time waveform diagram of a track error when the disturbance estimation signal output from the disturbance estimator is input to the corrector to cancel the disturbance fluctuation.
【図7】 本発明の実施の形態1の外乱推定器で駆動コ
イルのインダクタンスを考慮したときの位置決め制御系
のオープンループ周波数特性図FIG. 7 is an open-loop frequency characteristic diagram of the positioning control system when the disturbance estimator according to the first embodiment of the present invention considers the inductance of the drive coil.
【図8】 本発明の実施の形態1の外乱推定器で駆動コ
イルのインダクタンスを考慮しなかったときの位置決め
制御系のオープンループ周波数特性図FIG. 8 is an open-loop frequency characteristic diagram of the positioning control system when the disturbance estimator according to the first embodiment of the present invention does not consider the inductance of the drive coil.
【図9】 本発明の実施の形態1の駆動コイルに並列接
続するコンデンサと抵抗の回路構成図FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a capacitor and a resistor connected in parallel to the drive coil according to the first embodiment of the present invention.
【図10】 本発明の実施の形態1の外乱推定器の変更
箇所のブロック線図FIG. 10 is a block diagram of a changed portion of the disturbance estimator according to the first embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の実施の形態2にかかわる磁気ディ
スク装置の構成を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a magnetic disk drive according to a second embodiment of the present invention.
【図12】 本発明の実施の形態2の位置決め制御系の
全体構成を示すブロック線図FIG. 12 is a block diagram showing an overall configuration of a positioning control system according to a second embodiment of the present invention.
1 磁気ディスク 2 磁気ヘッド 3 アーム 4 軸受 5 駆動コイル 6 固定子(ヨーク) 7 アクチュエータ(アクチュエータ手段) 10 駆動器(駆動手段) 11 電圧検出器(電圧検出手段) 12,16 外乱推定器(外乱推定手段) 13 位置検出器(位置検出手段) 14 位置制御器(位置制御手段) 15 補正器(補正手段) 32,33 第1の乗算器(第1の乗算手段) 43 第1の積分器(第1の積分手段) 44 第2の乗算器(第2の乗算手段) 34,35 第2の積分器(第2の積分手段) 37 比較器(比較手段) u 駆動信号 e 位置誤差信号 c 位置制御信号 v ヘッド移動速度 vest 速度推定信号 τ 駆動トルク τd 外乱 τdest 外乱推定信号 Ia 駆動電流 Iaest 推定電流 Ea 誘起電圧 Eaest 誘起電圧推定信号 Vaest 電圧推定信号 β 補正信号DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic disk 2 Magnetic head 3 Arm 4 Bearing 5 Drive coil 6 Stator (yoke) 7 Actuator (Actuator means) 10 Driver (Drive means) 11 Voltage detector (Voltage detector) 12, 16 Disturbance estimator (Disturbance estimation) Means 13 Position Detector (Position Detecting Means) 14 Position Controller (Position Controlling Means) 15 Corrector (Correcting Means) 32, 33 First Multiplier (First Multiplying Means) 43 First Integrator (No. 1 integrator) 44 second multiplier (second multiplier) 34, 35 second integrator (second integrator) 37 comparator (comparator) u drive signal e position error signal c position control signal v head moving speed v est rate estimate signal τ drive torque .tau.d disturbance .tau.d est disturbance estimation signal Ia drive current Ia est estimated current Ea induced voltage Ea est induced voltage estimation signal Va est voltage estimation signal β Positive signal
Claims (6)
うアクチュエータ手段と、前記アクチュエータ手段の駆
動手段と、前記アクチュエータ手段の駆動において発生
する電圧を検出し電圧信号を出力する電圧検出手段と、
前記駆動信号と前記電圧信号から前記ヘッドに加わる外
乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外乱推定手
段と、前記ディスクに予め記録され前記ヘッドにより検
出されるサーボ情報から前記ヘッドの現在位置に対応し
た誤差信号を生成し出力する位置検出手段と、前記誤差
信号に対応した位置制御信号を生成し出力する位置制御
手段とを具備し、前記駆動信号は前記位置制御信号と前
記外乱推定信号を合成して得られるように構成されてい
ることを特徴とするディスク装置。An actuator for positioning a head with respect to a disk; a drive for the actuator; a voltage detector for detecting a voltage generated in driving the actuator and outputting a voltage signal;
Disturbance estimation means for estimating the magnitude of disturbance applied to the head from the drive signal and the voltage signal and outputting a disturbance estimation signal; and a current position of the head from servo information prerecorded on the disk and detected by the head. And a position control means for generating and outputting a position control signal corresponding to the error signal, wherein the drive signal includes the position control signal and the disturbance estimation signal. A disk device characterized by being obtained by synthesizing a disk device.
の検出した電圧信号が入力される比較手段と、前記駆動
信号に第1の係数を乗算する第1の乗算手段と、前記比
較手段の出力に第2の係数を乗算する第2の乗算手段
と、前記比較手段の出力を積分する第1の積分手段と、
前記第1の乗算手段の出力から前記第2の乗算手段の出
力と前記第1の積分手段の出力との加算値を減算した値
を積分する第2の積分手段とを具備し、前記比較手段が
前記電圧信号と前記第2の積分手段の出力とを比較し、
その結果を前記第2の乗算手段と前記第1の積分手段へ
出力するように構成されていることを特徴とする請求項
1に記載のディスク装置。2. The disturbance estimating means includes: a comparing means to which a voltage signal detected by the voltage detecting means is input; a first multiplying means for multiplying the driving signal by a first coefficient; Second multiplying means for multiplying the output by a second coefficient, first integrating means for integrating the output of the comparing means,
A second integrating means for integrating a value obtained by subtracting an added value of an output of the second multiplying means and an output of the first integrating means from an output of the first multiplying means; Compares the voltage signal with the output of the second integrating means,
2. The disk device according to claim 1, wherein the result is output to the second multiplying means and the first integrating means.
うアクチュエータ手段と、前記アクチュエータ手段の駆
動手段と、前記アクチュエータ手段の駆動において発生
する電圧を検出し電圧信号を出力する電圧検出手段と、
前記ディスクに予め記録され前記ヘッドにより検出され
るサーボ情報から前記ヘッドの現在位置に対応した誤差
信号を生成し出力する位置検出手段と、前記誤差信号に
対応した位置制御信号を生成し出力する位置制御手段
と、前記電圧信号と前記位置制御信号から前記ヘッドに
加わる外乱の大きさを推定し外乱推定信号を出力する外
乱推定手段とを具備し、前記駆動信号は前記位置制御信
号と前記外乱推定信号を合成して得られるように構成さ
れていることを特徴とするディスク装置。3. An actuator for positioning a head with respect to a disk, a driving unit for the actuator, a voltage detecting unit for detecting a voltage generated in driving the actuator and outputting a voltage signal,
Position detecting means for generating and outputting an error signal corresponding to the current position of the head from servo information previously recorded on the disk and detected by the head, and a position for generating and outputting a position control signal corresponding to the error signal Control means, and disturbance estimation means for estimating the magnitude of disturbance applied to the head from the voltage signal and the position control signal and outputting a disturbance estimation signal, wherein the drive signal comprises the position control signal and the disturbance estimation A disk device configured to be obtained by synthesizing signals.
の検出した電圧信号が入力される比較手段と、前記位置
制御信号に第1の係数を乗算する第1の乗算手段と、前
記比較手段の出力に第2の係数を乗算する第2の乗算手
段と、前記比較手段の出力を積分する第1の積分手段
と、前記第1の乗算手段の出力から前記第2の乗算手段
の出力を減算した値を積分する第2の積分手段とを具備
し、前記比較手段が前記電圧信号と前記第2の積分手段
の出力とを比較し、その結果を前記第2の乗算手段と前
記第1の積分手段へ出力するように構成されていること
を特徴とする請求項3に記載のディスク装置。4. The disturbance estimating means includes: comparing means to which the voltage signal detected by the voltage detecting means is input; first multiplying means for multiplying the position control signal by a first coefficient; A second multiplication means for multiplying the output of the second multiplication means by a second coefficient, a first integration means for integrating the output of the comparison means, and an output of the second multiplication means from the output of the first multiplication means. Second integration means for integrating the subtracted value, wherein the comparison means compares the voltage signal with the output of the second integration means, and compares the result with the second multiplication means and the first 4. The disk device according to claim 3, wherein the output is made to the integrating means.
置制御手段の制御帯域よりも大きく設定されていること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記
載のディスク装置。5. The disk device according to claim 1, wherein a control band of said disturbance estimating means is set to be larger than a control band of said position control means.
て対向する一対のヨークの前記空隙内でその少なくとも
一方のヨーク側に固着された永久磁石と、前記永久磁石
と前記ヨークから形成される磁気空隙内に配設される駆
動コイルより構成され、前記駆動コイルと並列にコンデ
ンサと抵抗を直列接続してなる回路が接続されているこ
とを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかに
記載のディスク装置。6. A permanent magnet fixed to at least one of the yokes in a pair of yokes opposed to each other with a gap therebetween, and a magnetic gap formed by the permanent magnet and the yoke. 6. A circuit comprising a drive coil disposed therein and connected to a circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series in parallel with the drive coil. The disk device as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001050895A JP2002251850A (en) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Disk unit |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001050895A JP2002251850A (en) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Disk unit |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2002251850A true JP2002251850A (en) | 2002-09-06 |
Family
ID=18911784
Family Applications (1)
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JP2001050895A Pending JP2002251850A (en) | 2001-02-26 | 2001-02-26 | Disk unit |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6903896B2 (en) | 2002-06-26 | 2005-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Head positioning method, and disk apparatus using the same |
EP1406246A3 (en) * | 2002-09-27 | 2007-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Disk drive and disk drive control method |
-
2001
- 2001-02-26 JP JP2001050895A patent/JP2002251850A/en active Pending
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