JP2795365B2 - ディジタル閉ループ系制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いたディスク型記憶装置 - Google Patents
ディジタル閉ループ系制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いたディスク型記憶装置Info
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- JP2795365B2 JP2795365B2 JP4137157A JP13715792A JP2795365B2 JP 2795365 B2 JP2795365 B2 JP 2795365B2 JP 4137157 A JP4137157 A JP 4137157A JP 13715792 A JP13715792 A JP 13715792A JP 2795365 B2 JP2795365 B2 JP 2795365B2
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B11/00—Automatic controllers
- G05B11/01—Automatic controllers electric
- G05B11/26—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train
- G05B11/28—Automatic controllers electric in which the output signal is a pulse-train using pulse-height modulation; using pulse-width modulation
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- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル閉ループ系
制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いた
ディスク型記憶装置に関する。
制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いた
ディスク型記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディスク型記憶装置は、書込／読取ヘッ
ドの位置やディスクを回転するスピン・モータの回転数
などを内蔵のディジタル・マイクロコンピュータにより
ディジタル閉ループ制御している。例として、書込／読
取ヘッドの位置制御について説明する。磁気ディスク装
置の位置決め機構としては、ヘッドの駆動源としてボイ
スコイルモータを用いたものが知られている。ボイスコ
イルモータをパルス制御する従来例としては特開昭６４
−８９０８８号に示されるものがある。この従来例に示
されるものはボイスコイルモータを操作するのにパルス
幅変調（ＰＷＭ）された操作パルスを用いる。しかし、
ＰＷＭ制御ではパルス変動幅に限界があるので、ボイス
コイルモータ出力特性、ヘッドアームの慣性トルク、ヘ
ッドアームに取り付けたフレキシブルケーブルがヘッド
アームに及ぼす力等のディスク型記憶装置の変動パラメ
ータのいかんにかかわりなく、常に最適な性能を維持す
る適応制御が困難である。また、消費電力の軽減にも限
界がある。以下、従来においてなぜ適応制御が不可能で
あるかを詳しく説明する。
ドの位置やディスクを回転するスピン・モータの回転数
などを内蔵のディジタル・マイクロコンピュータにより
ディジタル閉ループ制御している。例として、書込／読
取ヘッドの位置制御について説明する。磁気ディスク装
置の位置決め機構としては、ヘッドの駆動源としてボイ
スコイルモータを用いたものが知られている。ボイスコ
イルモータをパルス制御する従来例としては特開昭６４
−８９０８８号に示されるものがある。この従来例に示
されるものはボイスコイルモータを操作するのにパルス
幅変調（ＰＷＭ）された操作パルスを用いる。しかし、
ＰＷＭ制御ではパルス変動幅に限界があるので、ボイス
コイルモータ出力特性、ヘッドアームの慣性トルク、ヘ
ッドアームに取り付けたフレキシブルケーブルがヘッド
アームに及ぼす力等のディスク型記憶装置の変動パラメ
ータのいかんにかかわりなく、常に最適な性能を維持す
る適応制御が困難である。また、消費電力の軽減にも限
界がある。以下、従来においてなぜ適応制御が不可能で
あるかを詳しく説明する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】今、書込／読取ヘッド
の運動方程式を離散的時間において考える。すなわち、
時刻ｎ＋１でのヘッドの位置をｙn+1 とすると、
の運動方程式を離散的時間において考える。すなわち、
時刻ｎ＋１でのヘッドの位置をｙn+1 とすると、
【０００４】
【数１】 ｙn+1 ＝ａ1 ｙn ＋ａ2 ｙn-1 ＋ｂ1 ｕn ＋ｂ2 ｕn-1 ＋ｂ3 ｕn-2 …（１） と表すことができる。ただし、ｕn はボイスコイルに流
す電流である。ａ1 ，ａ2 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 は変動パ
ラメータに依存する係数である。
す電流である。ａ1 ，ａ2 ，ｂ1 ，ｂ2 ，ｂ3 は変動パ
ラメータに依存する係数である。
【０００５】この式（１）では、
【０００６】
【数２】
【０００７】であるとき、時刻ｎ＋１のｙn+1 を零にす
ることができる。
ることができる。
【０００８】次に、ｙn+1 を零にする安定な入力が存在
するかを考察する。
するかを考察する。
【０００９】式（１）の式をｚ変換すると（古田勝久著
“ディジタルコントロール”コロナ社刊１９８９年３２
頁参照）、
“ディジタルコントロール”コロナ社刊１９８９年３２
頁参照）、
【００１０】
【数３】
【００１１】となる。
【００１２】ここで、Ｙ＝０とおく。すなわち、分子が
０になるｚの値（零点）を求める。Ｙ＝０とおくと、式
（２）より、
０になるｚの値（零点）を求める。Ｙ＝０とおくと、式
（２）より、
【００１３】
【数４】 ｂ1 ｚ2 ＋ｂ2 ｚ＋ｂ3 ＝０ …（３） となる。
【００１４】しかし、式（３）を満足するｚ、すなわち
零点が複素空間の単位円内にあるとは限らず、変動パラ
メータのいかんにかかわりなく常に最適な制御を行う適
応制御が不可能である（前掲書２１８頁参照）。
零点が複素空間の単位円内にあるとは限らず、変動パラ
メータのいかんにかかわりなく常に最適な制御を行う適
応制御が不可能である（前掲書２１８頁参照）。
【００１５】そこで、本発明の目的は、上記のような問
題点を解決し、適応制御ができるディジタル閉ループ系
制御方法およびシステムを提供することにある。
題点を解決し、適応制御ができるディジタル閉ループ系
制御方法およびシステムを提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、消費電力を軽減する
ことができるとともに、適応制御が可能なディスク型記
憶装置を提供することにある。
ことができるとともに、適応制御が可能なディスク型記
憶装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係るディジタル閉ループ系制御方法
は、所定のタイミングごとに制御量を検出するステップ
と、検出された制御量と目標値とを比較し制御偏差を求
めるステップと、求められた制御偏差に基づき操作量を
求めるステップと、求められた操作量に応じた高さを有
しかつ予め定めた幅を有する操作パルスを制御対象に供
給するステップとを備えたことを特徴とする。
るため、本発明に係るディジタル閉ループ系制御方法
は、所定のタイミングごとに制御量を検出するステップ
と、検出された制御量と目標値とを比較し制御偏差を求
めるステップと、求められた制御偏差に基づき操作量を
求めるステップと、求められた操作量に応じた高さを有
しかつ予め定めた幅を有する操作パルスを制御対象に供
給するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１８】本発明に係るディジタル閉ループ系制御シ
ステムは、目標値の設定手段と、所定のタイミングごと
に制御量を検出する検出手段と、該検出手段により検出
された制御量と前記目標値とを比較し制御偏差を求める
比較手段と、該比較手段により得られた制御偏差に基づ
き操作量を求める補償手段と、該補償手段により求めら
れた操作量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操
作パルスを制御対象に出力する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
ステムは、目標値の設定手段と、所定のタイミングごと
に制御量を検出する検出手段と、該検出手段により検出
された制御量と前記目標値とを比較し制御偏差を求める
比較手段と、該比較手段により得られた制御偏差に基づ
き操作量を求める補償手段と、該補償手段により求めら
れた操作量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操
作パルスを制御対象に出力する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００１９】本発明に係るディスク型記憶装置は、サー
ボ情報をサンプリングするごとにヘッドの位置を検出す
る位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位
置と予め定めた位置とを比較し偏差に応じて操作量を算
出する算出手段と、該算出手段により算出された操作量
に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルスを
ヘッドを駆動するボイスコイルモータに出力する駆動手
段とを備えたことを特徴とする。
ボ情報をサンプリングするごとにヘッドの位置を検出す
る位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位
置と予め定めた位置とを比較し偏差に応じて操作量を算
出する算出手段と、該算出手段により算出された操作量
に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルスを
ヘッドを駆動するボイスコイルモータに出力する駆動手
段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
【作用】本発明に係るディジタル閉ループ系制御方法で
は、所定のタイミングごとに制御量を検出し、検出され
た制御量と目標値とを比較し制御偏差を求め、求められ
た制御偏差に基づき操作量を求め、求められた操作量に
応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルスを制
御対象に供給する。
は、所定のタイミングごとに制御量を検出し、検出され
た制御量と目標値とを比較し制御偏差を求め、求められ
た制御偏差に基づき操作量を求め、求められた操作量に
応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルスを制
御対象に供給する。
【００２１】本発明に係るディジタル閉ループ系制御シ
ステムでは、設定手段により目標値を設定し、所定のタ
イミングごとに制御量を検出手段により検出し、検出手
段により検出された制御量と目標値とを比較手段により
比較し制御偏差を求め、比較手段により得られた制御偏
差に基づき操作量を補償手段により求め、補償手段によ
り求められた操作量に応じた高さおよび予め定めた幅を
有する操作パルスを制御手段により制御対象に出力す
る。
ステムでは、設定手段により目標値を設定し、所定のタ
イミングごとに制御量を検出手段により検出し、検出手
段により検出された制御量と目標値とを比較手段により
比較し制御偏差を求め、比較手段により得られた制御偏
差に基づき操作量を補償手段により求め、補償手段によ
り求められた操作量に応じた高さおよび予め定めた幅を
有する操作パルスを制御手段により制御対象に出力す
る。
【００２２】本発明に係るディスク型記憶装置では、サ
ーボ情報をサンプリングするごとにヘッドの位置を位置
検出手段により検出し、位置検出手段により検出された
位置と予め定めた位置とを比較し偏差に応じて操作量を
算出手段により算出し、算出手段により算出された操作
量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルス
をヘッドを駆動するボイスコイルモータに駆動手段によ
り出力する。
ーボ情報をサンプリングするごとにヘッドの位置を位置
検出手段により検出し、位置検出手段により検出された
位置と予め定めた位置とを比較し偏差に応じて操作量を
算出手段により算出し、算出手段により算出された操作
量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルス
をヘッドを駆動するボイスコイルモータに駆動手段によ
り出力する。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００２４】図１は本発明に係るディジタル閉ループ系
制御システムの一実施例を示す。
制御システムの一実施例を示す。
【００２５】図１において、１は設定手段としての設定
部であり、目標値を設定するものである。２は検出手段
としての検出部であり、制御対象６からの制御量を検出
するものである。３は比較手段としての比較器であり、
設定部１により設定された目標値と検出部２により検出
された制御量とに基づき制御偏差を求めるものである。
４は補償手段としての補償部であり、比較器３からの制
御偏差に基づき操作量を生成するものである。５は制御
手段としての操作部であり、補償部４からの操作量に基
づきパルスの高さ（操作量）Ｈを求め、求められた高さ
Ｈを持ち予め定められた幅Ｗの操作パルス１０を制御対
象６に供給するものである。
部であり、目標値を設定するものである。２は検出手段
としての検出部であり、制御対象６からの制御量を検出
するものである。３は比較手段としての比較器であり、
設定部１により設定された目標値と検出部２により検出
された制御量とに基づき制御偏差を求めるものである。
４は補償手段としての補償部であり、比較器３からの制
御偏差に基づき操作量を生成するものである。５は制御
手段としての操作部であり、補償部４からの操作量に基
づきパルスの高さ（操作量）Ｈを求め、求められた高さ
Ｈを持ち予め定められた幅Ｗの操作パルス１０を制御対
象６に供給するものである。
【００２６】次に、このシステムにおける制御方法を説
明する。
明する。
【００２７】所定のタイミングごとに検出部２により制
御量を検出し、制御量を検出した後、検出された制御量
と目標値とを比較器３により比較し制御偏差を求める。
ついで、制御偏差を求めた後、求められた制御偏差に基
づき補償部４により操作量を求める。その後、求められ
た操作量に応じた高さＨを有しかつ予め定めた幅Ｗを有
する操作パルス１０を操作部５を介して制御対象６に供
給する。
御量を検出し、制御量を検出した後、検出された制御量
と目標値とを比較器３により比較し制御偏差を求める。
ついで、制御偏差を求めた後、求められた制御偏差に基
づき補償部４により操作量を求める。その後、求められ
た操作量に応じた高さＨを有しかつ予め定めた幅Ｗを有
する操作パルス１０を操作部５を介して制御対象６に供
給する。
【００２８】適応制御の可否は次の例に基づき説明する
ので、ここでは説明しない。
ので、ここでは説明しない。
【００２９】図２は本発明に係るディスク型記憶装置の
一実施例を示す。これはハードディスクドライブの例で
あって、上述したディジタル閉ループ系制御システムの
具体例である。
一実施例を示す。これはハードディスクドライブの例で
あって、上述したディジタル閉ループ系制御システムの
具体例である。
【００３０】図２において、２１はハードディスクであ
り、複数の同心円形のトラックを有し、各トラックは複
数のセクタから成り、個々のセクタにサーボ情報が埋め
込み形成されている。２２はボイスコイルモータであ
り、ヘッド２３を駆動するためのものである。２４はサ
ンプルタイミング検出器であり、ヘッド２３からのヘッ
ド信号からサンプルタイミングを検出するものである。
２５は位置検出手段としての位置検出器であり、サンプ
ルタイミング検出器２４からの信号に基づきヘッド２３
からヘッド信号を得、サーボ情報からヘッド位置を検出
するものである。２６は算出手段としてのＭＰＵであ
り、位置検出器２５により検出されたヘッド位置の目標
位置からの位置偏差に基づき操作パルス２０の高さＨを
決定する８ビットのディジタル値を発生し、さらにシー
クまたはトラックフォローに応じてそれぞれハイゲイン
またはローゲインのいずれかに切り換えるものである。
り、複数の同心円形のトラックを有し、各トラックは複
数のセクタから成り、個々のセクタにサーボ情報が埋め
込み形成されている。２２はボイスコイルモータであ
り、ヘッド２３を駆動するためのものである。２４はサ
ンプルタイミング検出器であり、ヘッド２３からのヘッ
ド信号からサンプルタイミングを検出するものである。
２５は位置検出手段としての位置検出器であり、サンプ
ルタイミング検出器２４からの信号に基づきヘッド２３
からヘッド信号を得、サーボ情報からヘッド位置を検出
するものである。２６は算出手段としてのＭＰＵであ
り、位置検出器２５により検出されたヘッド位置の目標
位置からの位置偏差に基づき操作パルス２０の高さＨを
決定する８ビットのディジタル値を発生し、さらにシー
クまたはトラックフォローに応じてそれぞれハイゲイン
またはローゲインのいずれかに切り換えるものである。
【００３１】２７はパルス幅発生器であり、ＭＰＵ２６
により設定されたゲインに基づき通電時間Ｗを設定し、
トラックフォロー時にサンプルタイミング検出器２４か
らの信号が到達してから所定時間後にローゲインに対応
する予め定めたパルス幅のパルス信号を発生し、シーク
時にはハイゲインに対応する予め定めたパルス幅のパル
ス信号を発生するものである。すなわち、トラックフォ
ロー時は狭いパルス幅を、シーク時には広いパルス幅を
設定する。２８はＤＡＣであり、ＭＰＵ２６からの操作
量である８ビットのディジタル値をアナログ値に変換し
てＰＡＭ変調された操作パルス２０を生成するものであ
る。
により設定されたゲインに基づき通電時間Ｗを設定し、
トラックフォロー時にサンプルタイミング検出器２４か
らの信号が到達してから所定時間後にローゲインに対応
する予め定めたパルス幅のパルス信号を発生し、シーク
時にはハイゲインに対応する予め定めたパルス幅のパル
ス信号を発生するものである。すなわち、トラックフォ
ロー時は狭いパルス幅を、シーク時には広いパルス幅を
設定する。２８はＤＡＣであり、ＭＰＵ２６からの操作
量である８ビットのディジタル値をアナログ値に変換し
てＰＡＭ変調された操作パルス２０を生成するものであ
る。
【００３２】２９はパワーアンプであり、ＤＡＣ２８か
らのアナログ変換された高さＨを持つ操作パルス２０を
ボイスコイルモータ２２に流すものである。ＤＡＣ２８
とパワーアンプ２９により駆動手段を構成する。３０は
スイッチであり、パルス幅発生器２７からのパルス信号
によりパワーアンプ２９の電源をオン／オフし所定幅Ｗ
の操作パルス２０を作成するものである。
らのアナログ変換された高さＨを持つ操作パルス２０を
ボイスコイルモータ２２に流すものである。ＤＡＣ２８
とパワーアンプ２９により駆動手段を構成する。３０は
スイッチであり、パルス幅発生器２７からのパルス信号
によりパワーアンプ２９の電源をオン／オフし所定幅Ｗ
の操作パルス２０を作成するものである。
【００３３】次に、図３を参照してヘッド位置制御の際
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００３４】パルス幅発生器２７のゲインすなわちパル
ス信号幅Ｗを、シークまたはトラックフォローに応じＭ
ＰＵ２６によりハイゲインまたはローゲイン、すなわ
ち、シーク時に広い幅Ｗを、トラックフォロー時は狭い
幅Ｗのいずれかに切り換える。ついで、セクタの初めに
書かれたサーボ情報がヘッド２３からのヘッド信号に基
づきサンプルタイミング検出器２４により検出され（図
３（ａ））、セクタの初めで位置検出器２５により位置
情報を得ると、得られた位置情報と目標位置との偏差に
基づきＭＰＵ２６により操作パルス２０の高さＨを決定
する８ビットのディジタル値をＤＡＣ２８に設定する。
セクタの初めが検出されてから時間λＴ経過直後に、パ
ルス幅発生器２７からのパルス信号によりスイッチ３０
がオンされ、さらに所定時間のＷ＝αＴ時間経過した直
後に、スイッチ３０がオフされる。スイッチ３０のオン
からオフまでの時間はパルス幅発生器２７からのパルス
信号のパルス幅に等しい。従って、セクタの初めが検出
されてからλＴ時間経過した直後に、ボイスコイルモー
タ２２に流す電流が発生され、さらにＷ＝αＴ時間経過
した直後に、ボイスコイルモータ２２に流す電流が遮断
される（図３（ｂ））。よって、ＤＡＣ２８からの出力
であるディジタル−アナログ変換されたパルス高Ｈを有
する信号がパワーアンプ２９に入力され、パワーアンプ
２９にてＰＡＭ変調されることにより、ボイスコイルモ
ータ２２に操作パルス２０が供給されることになる。な
お、Ｔはセクタ間の時間であり、サンプルサイクル時間
ＴごとにＰＡＭ変調された操作パルス２０が発生され
る。次に、上述した手法が適応制御可能であることを説
明する。
ス信号幅Ｗを、シークまたはトラックフォローに応じＭ
ＰＵ２６によりハイゲインまたはローゲイン、すなわ
ち、シーク時に広い幅Ｗを、トラックフォロー時は狭い
幅Ｗのいずれかに切り換える。ついで、セクタの初めに
書かれたサーボ情報がヘッド２３からのヘッド信号に基
づきサンプルタイミング検出器２４により検出され（図
３（ａ））、セクタの初めで位置検出器２５により位置
情報を得ると、得られた位置情報と目標位置との偏差に
基づきＭＰＵ２６により操作パルス２０の高さＨを決定
する８ビットのディジタル値をＤＡＣ２８に設定する。
セクタの初めが検出されてから時間λＴ経過直後に、パ
ルス幅発生器２７からのパルス信号によりスイッチ３０
がオンされ、さらに所定時間のＷ＝αＴ時間経過した直
後に、スイッチ３０がオフされる。スイッチ３０のオン
からオフまでの時間はパルス幅発生器２７からのパルス
信号のパルス幅に等しい。従って、セクタの初めが検出
されてからλＴ時間経過した直後に、ボイスコイルモー
タ２２に流す電流が発生され、さらにＷ＝αＴ時間経過
した直後に、ボイスコイルモータ２２に流す電流が遮断
される（図３（ｂ））。よって、ＤＡＣ２８からの出力
であるディジタル−アナログ変換されたパルス高Ｈを有
する信号がパワーアンプ２９に入力され、パワーアンプ
２９にてＰＡＭ変調されることにより、ボイスコイルモ
ータ２２に操作パルス２０が供給されることになる。な
お、Ｔはセクタ間の時間であり、サンプルサイクル時間
ＴごとにＰＡＭ変調された操作パルス２０が発生され
る。次に、上述した手法が適応制御可能であることを説
明する。
【００３５】ボイスコイルモータ２２の時点ｔでの位置
をｐ（ｔ）、ヘッド２３の速度をｖ（ｔ）、ボイスコイ
ルモータ２２のボイスコイルに流れる電流をｕ（ｔ）と
すると、運動方程式は次の式（４）のように表すことが
できる。
をｐ（ｔ）、ヘッド２３の速度をｖ（ｔ）、ボイスコイ
ルモータ２２のボイスコイルに流れる電流をｕ（ｔ）と
すると、運動方程式は次の式（４）のように表すことが
できる。
【００３６】
【数５】
【００３７】となる。
【００３８】
【外１】
【００３９】ｔ＝ｎｔでの値が分かっている場合、ｔ＝
ｎＴ＋ＴでのＸの値は、
ｎＴ＋ＴでのＸの値は、
【００４０】
【数６】
【００４１】ここで、入力として図３に示すλが０の場
合を考える。
合を考える。
【００４２】電流波形をｕ（ｎＴ）とすると、式（５）
は
は
【００４３】
【数７】
【００４４】となる。
【００４５】ついで、この系で入力ｕ（ｕＴ）から出力
ｐ（ｕＴ）までの零点を求める（“Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”Ｇ．Ｆ．Ｆｒａｎｋｌｉｎ，Ｊ．Ｄ．Ｐｏｗｅｌ
ｌ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ，１９８１，ｐａｇ
ｅ１３８参照）。
ｐ（ｕＴ）までの零点を求める（“Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ”Ｇ．Ｆ．Ｆｒａｎｋｌｉｎ，Ｊ．Ｄ．Ｐｏｗｅｌ
ｌ，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ，１９８１，ｐａｇ
ｅ１３８参照）。
【００４６】
【数８】
【００４７】
【数９】
【００４８】となる。α（０＜α＜１）とｚの関係を図
示すると、図４に示すようになる。図４から分かるよう
に、０＜α＜１の場合、０＜ｚ＜−１となり、この系は
単位円内に零点を有する。よって、サンプル・サイクル
時間ＴごとにＰＡＭ変調された所定幅αＴの操作パルス
を発生するこの系では適応制御が可能である。
示すると、図４に示すようになる。図４から分かるよう
に、０＜α＜１の場合、０＜ｚ＜−１となり、この系は
単位円内に零点を有する。よって、サンプル・サイクル
時間ＴごとにＰＡＭ変調された所定幅αＴの操作パルス
を発生するこの系では適応制御が可能である。
【００４９】なお、λ≠０の場合も上述したところと同
様であるので説明を省略する。
様であるので説明を省略する。
【００５０】ボイスコイルモータとパワーアンプにより
消費される消費電力は、従来例、すなわちＰＷＭ制御の
場合、図５に示すように
消費される消費電力は、従来例、すなわちＰＷＭ制御の
場合、図５に示すように
【００５１】
【数１０】ボイスコイルモータでの消費電力 ＲＡ2 パワーアンプでの消費電力 （Ｖ−ＲＡ）Ａ ただし、Ｒ：ボイスコイルの抵抗 Ａ：ボイスコイルに流れる電流 である。
【００５２】他方、本実施例の場合、図５に示すよう
に、ボイスコイルに、従来例に比してｔ／ＴS 時間だけ
通電するとすると、０〜ｔは（ＴS ／ｔ）Ａだけ流し、
ｔ〜ＴS は０を流す。
に、ボイスコイルに、従来例に比してｔ／ＴS 時間だけ
通電するとすると、０〜ｔは（ＴS ／ｔ）Ａだけ流し、
ｔ〜ＴS は０を流す。
【００５３】
【数１１】ボイスコイルモータでの平均消費電力 （１／ＴS ）Ｒ（ＡＴS ／ｔ）2 ｔ＝（ＴS ／ｔ）ＲＡ2 パワーアンプでの平均消費電力 （１／ＴS ）（Ｖ−Ｒ（ＴS ／ｔ）Ａ）（ＴS ／ｔ）Ａｔ ＝ＶＡ−Ｒ（ＴS ／ｔ）Ａ2 となる。従って、本実施例でのボイスコイルモータおよ
びパワーアンプでの合計の消費電力ＶＡは従来例と変わ
らないが、パワーアンプでの消費電力は本実施例では従
来例に比して軽減された。
びパワーアンプでの合計の消費電力ＶＡは従来例と変わ
らないが、パワーアンプでの消費電力は本実施例では従
来例に比して軽減された。
【００５４】（従来例におけるパワーアンプでの消費電
力）−（本実施例におけるパワーアンプでの消費電力）
は、
力）−（本実施例におけるパワーアンプでの消費電力）
は、
【００５５】
【数１２】 （Ｖ−ＲＡ）Ａ−｛ＶＡ−Ｒ（ＴS ／ｔ）Ａ2 ｝ ＝ＲＡ2 （（ＴS ／ｔ）−１） となる。ここで、ＴS ＞ｔであるので、
【００５６】
【数１３】 ＲＡ2 （（ＴS ／ｔ）−１）＞０ となり、本実施例におけるパワーアンプでの消費電力
は、従来例におけるパワーアンプでの消費電力に比して
軽減された。
は、従来例におけるパワーアンプでの消費電力に比して
軽減された。
【００５７】ここで、数値例として、Ａ＝１（Ａ）、Ｖ
＝１２（Ｖ）、Ｒ＝５（Ω）、（ＴS ／ｔ）＝２とする
と、パワーアンプでの消費電力は、従来例では７Ｗであ
るが、本実施例では２Ｗである。
＝１２（Ｖ）、Ｒ＝５（Ω）、（ＴS ／ｔ）＝２とする
と、パワーアンプでの消費電力は、従来例では７Ｗであ
るが、本実施例では２Ｗである。
【００５８】前述の通り全体としてはこの発明と従来例
では消費電力には変化がない。しかし、この発明ではパ
ワーアンプの消費電力が減り、ボイスコイルモータの消
費電力が増す。パワーアンプはＩＣ回路であるので発熱
の問題が比較的大きなボイスコイルモータよりも深刻で
ある。この発明はパワーアンプのＩＣ回路の選択に有利
である。
では消費電力には変化がない。しかし、この発明ではパ
ワーアンプの消費電力が減り、ボイスコイルモータの消
費電力が増す。パワーアンプはＩＣ回路であるので発熱
の問題が比較的大きなボイスコイルモータよりも深刻で
ある。この発明はパワーアンプのＩＣ回路の選択に有利
である。
【００５９】本実施例のＤＡＣ２８は、シーク時はサン
プルサイクル時間中通電し、トラックフォロー時はサン
プルサイクル時間の一部だけ通電するようにしたので、
シーク時は分解能が低く、かつダイナミックレンジが広
くなり、トラックフォロー時は分解能が高く、かつダイ
ナミックレンジが狭くなり、分解能を変化させることが
できる。
プルサイクル時間中通電し、トラックフォロー時はサン
プルサイクル時間の一部だけ通電するようにしたので、
シーク時は分解能が低く、かつダイナミックレンジが広
くなり、トラックフォロー時は分解能が高く、かつダイ
ナミックレンジが狭くなり、分解能を変化させることが
できる。
【００６０】なお、本実施例では、ハードディスクドラ
イブにおけるヘッドの位置制御の例を説明したが、本発
明はスピンドルモータの速度制御に適用できることは勿
論である。
イブにおけるヘッドの位置制御の例を説明したが、本発
明はスピンドルモータの速度制御に適用できることは勿
論である。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定のサンプルタイミングごとに制御量を検出し、検出
された制御量と目標値とを比較し制御偏差を求め、求め
られた制御偏差に基づき操作量を求め、求められた操作
量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルス
を制御対象に供給するようにしたので、適応制御ができ
るという効果がある。
所定のサンプルタイミングごとに制御量を検出し、検出
された制御量と目標値とを比較し制御偏差を求め、求め
られた制御偏差に基づき操作量を求め、求められた操作
量に応じた高さおよび予め定めた幅を有する操作パルス
を制御対象に供給するようにしたので、適応制御ができ
るという効果がある。
【００６２】この発明のパルス高変調（ＰＡＭ）は、従
来のパルス幅変調（ＰＷＭ）のような変動幅がサンプル
サイクル時間Ｔの幅よりも大きくできないという限界が
ない。したがって、閉ループ系の変動パラメータに応じ
ていつも最適な制御が可能である。すなわち、パルス高
の変動幅には理論的な限界がないので、変動パラメータ
に応じた適応制御ができるのである。
来のパルス幅変調（ＰＷＭ）のような変動幅がサンプル
サイクル時間Ｔの幅よりも大きくできないという限界が
ない。したがって、閉ループ系の変動パラメータに応じ
ていつも最適な制御が可能である。すなわち、パルス高
の変動幅には理論的な限界がないので、変動パラメータ
に応じた適応制御ができるのである。
【００６３】また、本発明によれば、サーボ情報をサン
プリングするごとにヘッドの位置を検出し、検出された
位置と予め定めた位置とを比較し、偏差に応じた電流値
を算出し、電流値に応じた高さおよび予め定めた幅を有
する操作パルスをヘッドを駆動するボイスコイルモータ
に出力するようにしたので、消費電力を軽減することが
できるとともに、適応制御ができるという効果がある。
プリングするごとにヘッドの位置を検出し、検出された
位置と予め定めた位置とを比較し、偏差に応じた電流値
を算出し、電流値に応じた高さおよび予め定めた幅を有
する操作パルスをヘッドを駆動するボイスコイルモータ
に出力するようにしたので、消費電力を軽減することが
できるとともに、適応制御ができるという効果がある。
【図１】本発明に係るディジタル閉ループ系制御システ
ムの一実施例を示すブロック図である。
ムの一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るディスク型記憶装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】ヘッド位置制御の際のヘッド信号とＤＡＣ２８
の出力信号のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
の出力信号のタイミングを示すタイミングチャートであ
る。
【図４】αとｚの関係を示すグラフである。
【図５】消費電力算出法を説明するための説明図であ
る。
る。
１ 設定部 ２ 検出部 ３ 比較器 ４ 補償部 ５ 操作部 ６ 制御対象 １０，２０ 操作パルス ２１ ディスク ２２ ボイスコイルモータ ２３ ヘッド ２４ サンプルタイミング検出器 ２５ 位置検出器 ２６ ＭＰＵ ２７ パルス幅発生器 ２８ ＤＡＣ ２９ パワーアンプ ３０ スイッチ
Claims (6)
- 【請求項１】 サンプル・サイクル時間Ｔごとに位置、
速度、加速度等の制御量を検出するステップと、 検出された制御量と目標値とを比較し制御偏差を求める
ステップと、 求められた制御偏差に基づき操作量を求めるステップ
と、 求められた操作量に基づき前記サンプル・サイクル時間
Ｔごとにパルス高変調され、前記操作量に応じた高さを
有しかつ所定幅αＴ（但し、０＜α＜１）を有する操作
パルスを制御対象に供給するステップとを備えたことを
特徴とするディジタル閉ループ系制御方法。 - 【請求項２】 目標値の設定手段と、 所定のタイミングごとに位置、速度、加速度等の制御量
を検出する検出手段と、 該検出手段により検出された制御量と前記目標値とを比
較し制御偏差を求める比較手段と、 該比較手段により得られた制御偏差に基づき操作量を求
める補償手段と、 該補償手段により求められた操作量に基づきサンプル・
サイクル時間Ｔごとにパルス高変調され、前記操作量に
応じた高さを有しかつ所定幅αＴ（但し、０＜α＜１）
を有する操作パルスを制御対象に供給する制御手段とを
備えたことを特徴とするディジタル閉ループ系制御シス
テム。 - 【請求項３】 前記制御対象は、ディスクにデータを書
込みまたはヘッドの位置決めのためのボイスコイルモー
タであることを特徴とする請求項２に記載のディジタル
閉ループ系制御システム。 - 【請求項４】 前記制御対象に供給される前記制御パル
スは、シーク時においては第１の所定幅を有し、トラッ
クフォロー時においては前記第１の所定幅より狭い第２
の所定幅を有することを特徴とする請求項３に記載のデ
ィジタル閉ループ系制御システム。 - 【請求項５】 サーボ情報が記憶されたディスクと、 前記サーボ情報をサンプリングするごとにヘッドの位置
を検出する位置検出手段と、 前記ヘッドを駆動するヘッド駆動モータと、 前記位置検出手段により検出された位置と予め定めた位
置とを比較し偏差に応じて操作量を算出する算出手段
と、 前記算出手段により算出された操作量に基づきサンプル
・サイクル時間Ｔごとにパルス高変調され、前記操作量
に応じた高さを有しかつ所定幅αＴ（但し、０＜α＜
１）を有する操作パルスを前記ヘッド駆動モータに出力
する駆動手段とを備えたことを特徴とするディスク型記
憶装置。 - 【請求項６】 前記ヘッド駆動手段に供給される前記制
御パルスは、シーク時において第１の所定幅を有し、ト
ラックフォロー時においては前記第１の所定幅より狭い
第２の所定幅を有することを特徴とする請求項５に記載
のディスク型記憶装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4137157A JP2795365B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | ディジタル閉ループ系制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いたディスク型記憶装置 |
| TW081110462A TW275687B (ja) | 1992-05-28 | 1992-12-29 | |
| MYPI93000902A MY110152A (en) | 1992-05-28 | 1993-05-14 | Method for controlling digital closed servo loop system, digital closed servo loop system, and disk storage apparatus using the system. |
| EP93303784A EP0576135B1 (en) | 1992-05-28 | 1993-05-17 | Control apparatus for a disk storage system |
| DE69304267T DE69304267T2 (de) | 1992-05-28 | 1993-05-17 | Regelungsvorrichtung für ein Plattenspeichersystem |
| CN93106463A CN1059042C (zh) | 1992-05-28 | 1993-05-26 | 控制数字式闭合伺服回路系统的方法和盘存储装置 |
| KR1019930009221A KR970003826B1 (ko) | 1992-05-28 | 1993-05-26 | 디지탈 폐루프계 제어방법 및 시스템과 디스크형 기억장치 |
| US08/392,271 US5608588A (en) | 1992-05-28 | 1995-02-21 | Method for controlling digital closed servo loop system and disk storage apparatus using the system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4137157A JP2795365B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | ディジタル閉ループ系制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いたディスク型記憶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH064102A JPH064102A (ja) | 1994-01-14 |
| JP2795365B2 true JP2795365B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=15192156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4137157A Expired - Lifetime JP2795365B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | ディジタル閉ループ系制御方法およびシステム、およびそのシステムを用いたディスク型記憶装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5608588A (ja) |
| EP (1) | EP0576135B1 (ja) |
| JP (1) | JP2795365B2 (ja) |
| KR (1) | KR970003826B1 (ja) |
| CN (1) | CN1059042C (ja) |
| DE (1) | DE69304267T2 (ja) |
| MY (1) | MY110152A (ja) |
| TW (1) | TW275687B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689384A (en) * | 1994-06-30 | 1997-11-18 | International Business Machines Corporation | Timing based servo system for magnetic tape systems |
| JPH1027444A (ja) * | 1996-07-10 | 1998-01-27 | Fujitsu Ltd | ディスク装置のポジション感度調整方法 |
| KR100268499B1 (ko) | 1997-07-18 | 2000-10-16 | 윤종용 | 자기디스크드라이브에서의헤드언래치제어방법 |
| JP3335314B2 (ja) | 1998-10-29 | 2002-10-15 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | データ記録装置及びこれの制御方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2759066A1 (de) * | 1977-12-30 | 1979-07-12 | Ibm Deutschland | Einrichtung fuer die regelung der magnetkopfposition waehrend der spurauswahl und der spurfolge des magnetkopfes eines magnetplattenspeichers |
| JPH0763225B2 (ja) * | 1982-06-30 | 1995-07-05 | 松下電器産業株式会社 | 送り駆動装置 |
| DE3677764D1 (de) * | 1985-12-24 | 1991-04-04 | Toshiba Kawasaki Kk | Steuersystem fuer ein geraet zur wiedergabe optischer informationen. |
| JPH087953B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1996-01-29 | 株式会社東芝 | 磁気記録再生装置の磁気ヘッド位置決め制御装置 |
| JPS6467030A (en) * | 1987-09-07 | 1989-03-13 | Yamaha Corp | Pwm circuit |
| JPH0814950B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1996-02-14 | 株式会社日立製作所 | 磁気ディスク装置のヘッド位置決め方式 |
| JPS6489088A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-03 | Toshiba Corp | Carriage driving/control circuit for magnetic disk device |
| US5146440A (en) * | 1988-08-29 | 1992-09-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Track search apparatus |
| JP2777630B2 (ja) * | 1989-04-07 | 1998-07-23 | 株式会社日立製作所 | 磁気ディスク装置 |
| US5231550A (en) * | 1990-03-12 | 1993-07-27 | Fujitsu Limited | Track access control system preventing unintentional delay in movement of head in non-adjusted disc device |
| US5150266A (en) * | 1990-04-30 | 1992-09-22 | Seagate Technology, Inc. | Hard disk drive adaptation based on approach time measurement |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP4137157A patent/JP2795365B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-29 TW TW081110462A patent/TW275687B/zh active
-
1993
- 1993-05-14 MY MYPI93000902A patent/MY110152A/en unknown
- 1993-05-17 DE DE69304267T patent/DE69304267T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-05-17 EP EP93303784A patent/EP0576135B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-26 KR KR1019930009221A patent/KR970003826B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-05-26 CN CN93106463A patent/CN1059042C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-21 US US08/392,271 patent/US5608588A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MY110152A (en) | 1998-02-28 |
| US5608588A (en) | 1997-03-04 |
| TW275687B (ja) | 1996-05-11 |
| KR970003826B1 (ko) | 1997-03-22 |
| DE69304267D1 (de) | 1996-10-02 |
| DE69304267T2 (de) | 1997-03-13 |
| JPH064102A (ja) | 1994-01-14 |
| CN1059042C (zh) | 2000-11-29 |
| KR930023915A (ko) | 1993-12-21 |
| EP0576135B1 (en) | 1996-08-28 |
| EP0576135A1 (en) | 1993-12-29 |
| CN1081000A (zh) | 1994-01-19 |
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