JPH02219483A - 速度復調制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁気ヘッドや光学ヘッド等の被制御部の移動速度を、位
置信号を基にディジタル処理により求める速度復調制御
方式に関し、 被制御部の高速移動制御を経済的な構成で実現すること
を目的とし、 被制御部から得られた位置信号を演算処理部に於いて所
定のサンプリング間隔でサンプリングし、前回のサンプ
ル値と今回のサンプル値との差分値を基に前記被制御部
の速度を求める速度復調制御方式に於いて、前記演算処
理部は、前記位置信号をサンプリングするサンプリング
部と、差分値を求める差分演算部と、判定部と、制御演
算部との機能を備え、前記差分演算部による差分値を前
記判定部に於いて判定値と比較し、前記差分値が前記判
定値以上となる前記被制御部の高速移動時に、該被制御
部の低速移動時に比較して、前記サンプリング部に於け
るサンプリング間隔が短くなるように切替える構成とし
た。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気ヘッドや光学ヘッド等の被制御部の移動
速度を、位置信号を基にディジタル処理により求める速
度復調制御方式に関するものである。

磁気ヘッドや光学ヘッド等の被制御部を、磁気ディスク
や光ディスク等の記録媒体上に位置決めする場合、所定
の加速、減速の特性を示す指令速度に従って被制御部を
移動させるものであり、その為に、被制御部の移動速度
を検出して、指令速度との差が零となるように、駆動モ
ータを制御することになる。被制御部の移動速度は、例
えば、被制御部から得られる位置信号を基に、単位時間
に移動する距離を求め、その移動距離から算出する場合
が一般的である。

又高速位置決めを行う為には、被制御部を高速移動させ
る必要があり、このような高速移動時に於いても、経済
的な構成により被制御部の速度を算出可能とすることが
要望されている。

〔従来の技術〕

磁気ディスク装置に於いては、磁気ヘッドによりサーボ
情報を読取り、例えば、第５図に示す２相の位置信号Ｎ
、Ｑを形成するもので、ＴＰは磁気ディスクのトランク
ピッチ、ＬＮは直線範囲を示す。

アナログ処理により速度を求める従来例に於いては、位
置信号Ｎ、Ｑの直線範囲ＬＮの傾斜等を用いるものであ
り、直線範囲ＬＮを用いる為に、例えば、位置信号Ｎ、
Ｑの一方の零クロス点検出により、他方の位置信号に切
替える制御が行われる。

又ディジタル処理により速度を求める従来例に於いては
、位置信号Ｎ、Ｑをディジタル信号に変換して、一定の
サンプリング間隔でサンプリングし、前回のサンプル値
と今回のサンプル値の差分値を用いるものである。即ち
、サンプリング間隔を一定とすれば、差分値は位置信号
の傾斜を示すものとなり、従って、位置信号Ｎ、Ｑのそ
れぞれの直線範囲ＬＮの傾斜により速度を求めることが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

デイ・ジタル処理により磁気ヘッドや光学ヘッド等の被
制御部の速度を求める場合、その速度の精度（分解能）
Ａは、差分値のビット数Ｂと、サンプリング周期Ｔとに
より、Ａ〜２−”／Ｔの関係となる。即ち、サンプリン
グ周期Ｔを短く設定した場合、同一の精度Ａを得る為に
は、ビット数Ｂを多くする必要がある。

しかし、ディジタル演算処理する為のビット数Ｂは、Ａ
Ｄ変換器や演算部等の構成により定まるものであり、こ
のビット数Ｂを多くすると、ハード構成が高価となる欠
点が生じるから、ビット数Ｂを簡単に変更することがで
きない。従って、差分値のビット数Ｂが定まると、所望
の精度Ａを得る為のサンプリング周期Ｔが選定されるこ
とになる。

又位置信号の周波数成分に被制御部の速度情報が含まれ
ることになるから、被制御部の高速移動時には、位置信
号の周波数が高くなり、その周波数成分を失わない為に
は、標本化定理に従ったサンプリング周期とする必要が
ある。従って、前述のように、サンプリング周期Ｔが選
定されると、それに対応した最高速度までの被制御部の
速度を求めることが可能となるが、高速位置決めの要望
に対して、移動速度を高速化した時に、所望の精度Ａで
速度を求めることが困難となる。

本発明は、被制御部の高速移動制御を経済的な構成で実
現することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の速度復調制御方式は、被制御部の速度に対応し
てサンプリング間隔を切替えるものであり、以下第１図
を参照して説明する。

被制御部１から得られる位置信号を基に速度を求める演
算処理部２は、位置信号をサンプリングするサンプリン
グ部３と、差分値を求める差分演算部４と、判定部５と
、制御演算部６との機能を備えて、差分演算部４による
差分値を判定部５に於いて判定値と比較し、差分値が判
定値以上となる被制御部１の高速移動時に、低速移動時
に比較してサンプリング部３に於けるサンプリング間隔
を短くなるように切替えて、差分値から制御演算部６に
於いて速度を求め、その速度に従って駆動制御部７を制
御し、被制御部１を移動させる駆動モータ８を制御する
ものである。

〔作用〕

演算処理部２は、被制御部１からの位置信号をサンプリ
ング部３に於いてサンプリングし、差分演算部４に於い
て前回のサンプル値と今回のサンプル値の差分値を求め
、判定部５に於いて判定値と差分値とを比較し、被制御
部１の高速移動時には、差分値が判定値より大きくなる
から、サンプリング部３に於けるサンプリング間隔が短
くなるように制御する。又制御演算部６は、差分値を基
に被制御部１の速度を求め、その速度信号により駆動制
御部７を制御し、駆動モータ８による被制御部ｌの移動
速度を指令速度に対応して制御することになる。

被制御部１の高速移動時に、サンプリング間隔を短くす
るから、サンプル値には位置信号の高周波成分が保持さ
れることになり、被制御部１の高速移動速度を求めるこ
とができる。その場合に、差分値のビット数は変化しな
いので、速度の精度が低下することになる。しかし、被
制御部１の高速移動時は、位置決め精度に影響を及ぼさ
ないので、低速移動時に於ける速度の精度より低くても
問題はない。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、磁気ディ
スク装置に通用した場合を示す。同図に於いて、１１は
スピンドルモータ、１２は磁気ディスク、１３は磁気ヘ
ッド、１４はボイスコイルモータ等のアクチュエータ、
１５はサーボ情報から位置信号を復調する復調回路、１
６はＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）　、１７は演算処理部、１８
はサンプリング部、１９はメモリ、２０はプロセッサ等
の演算部、２１はＤＡ変換器（Ｄ／Ａ）　、２２は電力
増幅器である。

スピンドルモータ１１は図示を省略した駆動部により一
定速度で磁気ディスク１２を回転させるものであり、磁
気ディスク１２は、通常複数枚スピンドルに固定されて
いるが、簡略化の為に１枚のみ図示している。又磁気へ
ラド１３はアクチュエータ１４により位置決めされるも
ので、その磁気ヘッド１３により読取されたサーボ情報
は復調回路１５に加えられて、位置信号が復調される。

従って、磁気ヘッド１３とアクチュエータ１４と復調回
路１５とにより、第１図に於ける被制御部１が構成され
ることになる。

又復調回路１５により復調された位置信号は、ＡＤ変換
器１６により８ビット或いは１２ビツト等のビット構成
のディジタル信号に変換されて演算処理部１７に加えら
れる。この演算処理部１７は、第１図に於ける演算処理
部２に相当し、差分演算部４と判定部５と制御演算部６
との機能は、メモリ１９とプロセッサ等からなる演算部
２０とにより実現することができるものである。

サンプリング部１８により位置信号がサンプリングされ
てメモリ１９に一時蓄積され、今回のサンプル値とメモ
リ１９に蓄積された前回のサンプル値とが演算部２０に
加えられて差分値が求められ、その差分値と判定値との
比較が演算部２０に於いて行われる。例えば、差分値が
小さい場合、磁気ヘッド１３は低速移動時であるから、
サンプリング部１８に於けるサンプリング間隔は通常の
ままとなる。そして、差分値が判定値より大きくなると
、磁気へラド１３は高速移動時であるから、サンプリン
グ部１８に於けるサンプリング間隔を短くなるように切
替える。

そして、演算部２０に於いて差分値とサンプリング間隔
とを基に磁気ヘッド１３の移動速度を求め、指令速度と
の差に対応した駆動制御信号をＤＡ変換器２１に加えて
、アナログ信号の駆動制御信号を電力増幅器２２により
増幅してアクチュエータ１４を駆動する。

第３図は本発明の制御演算フローチャートを示し、サン
プリング部１８に於いて位置信号サンプリング■を行っ
た後、演算部２０に於いて前回のサンプル値と今回のサ
ンプル値との差分値とを求め■、演算部２０に於いて判
定値と差分値とを比較し■、判定値〉差分値の関係の場
合は、磁気ヘッド１３が低速で移動している時に相当す
るから遅延処理τｌ■を行う。又判定値〉差分値の関係
でない場合は、磁気ヘッド１３が高速で移動している時
に相当するから遅延処理τ２■を行う。この場合、τ１
〉τ２の関係に選定されている。

そして、制御演算処理■が演算部２０に於いて行われ、
演算結果によるモータ駆動値出力が行われる■。そして
、位置信号のサンプリング■に戻るものであるから、遅
延処理τ１■を行った場合は、サンプリング間隔がτｌ
に相当し、遅延処理τ２■を行った場合は、サンプリン
グ間隔がτ２に相当し、低速移動時に比較して高速移動
時の位置信号のサンプリング間隔を短くすることができ
る。

第４図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａ）は
位置信号、（ｂ）は差分値（速度信号）を示す。

位置信号の零クロス点数が磁気ディスク１２のトラック
通過数となる。又期間ＴＩ、Ｔ３は低速移動時であり、
その場合の位置信号は低周波成分を含む。又差分値が判
定値Ｒ３以上となる期間Ｔ２が高速移動時であり、その
場合の位置信号は高周波成分を含むことになる。

従って、低速移動期間ＴＩ、Ｔ３に於いては、サンプリ
ング間隔を所望の速度精度が得られるサンプリング間隔
に選定しておき、所望の位置決め精度が得られるように
する。又高速移動期間Ｔ２に於いては、サンプリング間
隔を短くして高周波成分を失わないように位置信号をサ
ンプリングし、それによって、高速移動時の速度を求め
る得るようにする。なお、その場合のビット数は変化し
ないから、速度精度が低下するが、位置決め精度には影
響しないことになる。

前述の実施例は、磁気ディスク装置に適用した場合であ
るが、光デイスク装置等にも適用することが可能である
。又サンプリング間隔の切替えを２段とした場合を示す
が、複数段に切替えることも可能である。又第３図に於
いては、サンプリング間隔を、遅延処理ｒ１と遅延処理
τ２との切替えにより、低速移動時と高速移動時との切
替えを行うものであるが、サンプリング部１８に加える
サンプリングクロック信号の周期の切替えを行うように
構成することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、被制御部１からの位置
信号をサンプリング部３でサンプリングし、前回のサン
プル値と今回のサンプル値の差分値を差分演算部４によ
り求めて、それにより得られる速度値を判定部５に於い
て判定値と比較し、差分値が判定値より大きい場合には
、被制御部１が高速移動している場合であるから、サン
プリング間隔が短くなるように制御するものであり、被
制御部ｌの高速移動時の速度を比較的簡単な構成によっ
て求めることができ、且つ被制御部１の低速移動時の速
度精度を充分高く設定しておくことが可能であるから、
経済的な構成により、位置決めの高速化と高精度化とを
達成することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の実施例の制御演算フロ
ーチャート、第４図は本発明の実施例の動作説明図、第
５図は位置信号の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被制御部（１）から得られた位置信号を演算処理部（２
   ）に於いて所定のサンプリング間隔でサンプリングし、
   前回のサンプル値と今回のサンプル値との差分値を基に
   前記被制御部（１）の速度を求める速度復調制御方式に
   於いて、 前記演算処理部（２）は、前記位置信号をサンプリング
   するサンプリング部（３）と、差分値を求める差分演算
   部（４）と、判定部（５）と、制御演算部（６）との機
   能を備え、 前記差分演算部（４）による差分値を前記判定部（５）
   に於いて判定値と比較し、前記差分値が前記判定値以上
   となる前記被制御部（１）の高速移動時に、該被制御部
   （１）の低速移動時に比較して、前記サンプリング部（
   ３）に於けるサンプリング間隔が短くなるように切替え
   る ことを特徴とする速度復調制御方式。