JPH06267211A

JPH06267211A - ディスク記憶装置

Info

Publication number: JPH06267211A
Application number: JP5576793A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Hamada; 洋介浜田; Shigeyoshi Saito; 茂芳斉藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2015-09-18
Also published as: JP3089517B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ヘッド位置決め制御系に作用する外乱を打ち
消して、ヘッドを高速・高精度に移動・位置決めするこ
とが可能なディスク記憶装置を提供する。【構成】外乱を打ち消すための第１の外乱補償信号を
駆動回路17の入力信号に加算して補正する第１の補正手
段33と、第１の外乱補償信号を記憶し出力する記憶手段
30と、補償しきれずに残った外乱を打ち消すための第２
の外乱補償信号を位置決め補償信号に加算して補正する
第２の補正手段34と、第２の外乱補償信号を推定する推
定手段32と、第１の外乱補償信号と第２の外乱補償信号
を加算した信号を新たな第１の外乱補償信号として記憶
手段30に記憶する外乱補償信号修正部31を設けた。更
に、駆動信号を積分する速度推定手段を有する位置決め
補償器において、駆動信号に代えて駆動信号から第１の
外乱補償信号を減算して補正する第３の補正手段40を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置や光
ディスク装置等のディスク記憶装置に係り、特に、ヘッ
ド位置決め制御系に作用する外乱を打ち消す信号を演算
・記憶し、これを駆動回路への入力信号の一部とするこ
とで、外乱を抑制し、ヘッド位置決め精度の向上とヘッ
ド位置決め時間の短縮を図ることができるディスク記憶
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置は、円板の回転
数の上昇に伴い、磁気ヘッドが浮上する方式が一般的で
あり、データ記憶エリアの保護のために、起動および停
止時には、ヘッドをデータエリアの外に位置付けする必
要がある。一般には、リトラクトバネと呼ばれるバネで
アクチュエータを一方向に押しつけたり、アクチュエー
タの自重でヘッドを非データエリアに退避させる方式が
採られている。このバネ力やアクチュエータ自身の自重
といった外乱は、ヘッド位置決め制御系に与える影響が
大きく、定常位置偏差や、移動方向の違いによる過渡応
答のばらつきをもたらす。

【０００３】また、円板の回転中心と重心が不一致のた
め、円板が回転周波数で振動し、この振動が位置信号に
外乱として作用し、位置決め精度を劣化させている。ま
た、ヘッドを目標トラックまで移動させる制御系として
速度制御系が用いられ、速度検出器として位置信号と駆
動信号から速度信号を推定する方式を用いている場合、
円板振動の外乱が検出誤差をもたらし、速度制御系の応
答にばらつきを発生させるという問題があった。

【０００４】また、従来の光ディスク装置では、ヘッド
を移動位置決めするために、大きな距離を移動させるた
めのコースアクチュエータと、コースアクチュエータの
先に微小な位置決めを行うためのファインアクチュエー
タが用意されており、ヘッドはファインアクチュエータ
上に搭載されている。微小な位置決めを行うには、ファ
インアクチュエータが動作している必要があるが、ファ
インアクチュエータのストロークに比べて円板の偏心が
大きい場合は、ファインアクチュエータによる位置決め
が不能になり、位置決め精度が低下するという問題があ
った。

【０００５】従来の外乱補償方法としては、特公平１−
４３３７８号公報の記載のように、推定速度信号と速度
信号の誤差信号をフィードバックして、電力増幅器の入
力に外乱打ち消し信号として加算することにより補償す
る方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ディスク記憶装置の大
容量化と高速化に伴って、トラック間の狭小化、アクチ
ュエータの軽量化が著しいが、この結果、外乱の影響は
益々無視できなくなってきた。ディスク記憶装置では、
円板の回転中心と重心が一致していないとき、円板は偏
心する。そこで、外乱を抑制することが必要となる。こ
の外乱を従来の閉ループ系の応答周波数を増大すること
で抑制することは、ヘッド支持機構系の共振特性から限
界がある。

【０００７】外乱を推定し抑制する方法として、上記従
来技術である特公平１−４３３７８号公報は、検出速度
信号と推定速度信号の誤差を増幅してフィードバックす
る手法である。上記従来技術では、速度信号として、高
周波数のノイズを含んだ位置信号を微分した信号を用い
るため、速度信号のＳ／Ｎが低下する。このため、位置
微分回路の周波数帯域を高くすることができず、高周波
の外乱及び振動を抑制することができないという問題が
ある。また、上記従来技術のように、推定誤差をフィー
ドバックする手法で、外乱の抑圧効果を上げようとする
と、外乱推定器の推定帯域を上げるため、高周波数のノ
イズや振動に対する感度が高くなり不安定になるため、
必ずしも良好な外乱補償の効果が得られない。

【０００８】本発明の目的は、これらの問題を改善し、
フィードバック補償に伴う遅れを低減化し、かつ、ノイ
ズを含んだ位置信号に対しても安定性を確保しながら、
外乱を抑制して高精度なヘッド位置決めとアクセス時間
の短縮を図り、さらに、外乱による位置決め動作のばら
つきを低減化することが可能なディスク記憶装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のディスク記憶装置は、円板上に記録された円
板の半径方向位置と周方向位置を表わすサーボ信号を読
みだすヘッドと、前記サーボ信号から前記ヘッドの位置
を表す位置信号を発生する位置検出器と、前記ヘッドが
固定されたアクチュエータを駆動する駆動信号を入力信
号に応じて出力する駆動回路と、前記位置信号を目標位
置に一致させるように位置決め補償信号を演算して前記
駆動回路に出力する位置決め補償器とを具備したディス
ク記憶装置において、前記ヘッドの位置決め制御系に加
わる周期的外乱を打ち消す第１の外乱補償信号を前記駆
動回路の入力信号に加算して補正する第１の補正手段
と、前記第１の外乱補償信号を記憶し、前記位置信号に
応じて出力する記憶手段と、前記第１の外乱補償信号で
打ち消せずに残った外乱を打ち消す第２の外乱補償信号
を前記位置決め補償信号に加算して補正する第２の補正
手段と、前記第２の補正手段の出力と前記位置信号の関
数として前記第２の外乱補償信号を推定する推定手段
と、前記第１の外乱補償信号と前記第２の外乱補償信号
を加算した信号を作成し、新たな第１の外乱補償信号と
して前記位置信号に応じて前記記憶手段に記憶する外乱
補償信号修正部とを設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、前記駆動信号と前記位置信号の関数
として速度信号を推定する速度信号推定手段を有する位
置決め補償器から成るディスク記憶装置において、前記
駆動信号から第１の外乱補償信号に比例した信号を減算
する第３の補正手段を設け、駆動信号の代わりに、減算
した信号を速度推定手段に入力することにより、外乱に
よる速度推定誤差を低減化し、外乱による応答のばらつ
きを減らすことが可能になる。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、外乱を打ち消す第２の外乱
補償信号を推定する推定手段を、たとえば、ヘッドの推
定位置信号と推定速度信号を演算し、さらに、位置信号
と推定位置信号の誤差を増幅する部分から構成する。外
乱が、位置決め制御系に作用していないとき、位置信号
と推定位置信号は一致する。しかし、外乱が、位置決め
制御系に作用しているとき、位置信号と推定位置信号と
は誤差を生じる。この誤差が生じたのは、外乱が作用し
ているためであり、この位置信号と推定位置信号との差
である推定位置誤差信号を増幅した第２の外乱補償信号
は、外乱を打ち消すのに必要な信号を生成することがで
きる。

【００１２】電源投入直後、記憶手段に記憶されている
第１の外乱補償信号は、ゼロであるので、第２の外乱補
償信号は、ヘッド位置決め制御系に作用する外乱を打ち
消そうとする。また、このとき、外乱補償信号修正部
は、第１の外乱補償信号と第２の外乱補償信号を加算し
た信号を、円板面上のヘッド位置に応じて、記憶手段に
記憶する。この結果、記憶手段には、周期的外乱を低減
する新たな第１の外乱補償信号を作成することができ
る。（１度目の外乱補償テーブル修正）さらに、作成さ
れた第１の外乱補償信号を第１の補正手段により加算し
て、外乱を低減した状態で、第２の補正手段が、第２の
外乱補償信号を加算すると、低減された周期外乱をさら
に低減することができる。外乱補償信号修正部は、第１
の外乱補償信号と第２の外乱補償信号を加算した信号を
新たな第１の外乱補償信号として記憶手段に記憶する。
（２度目の外乱補償テーブル修正）２度目に作成された
外乱補償テーブルは、１度目の外乱補償テーブルに比
べ、外乱の抑制能力が２倍になる。この動作を繰り返す
と、外乱の抑制能力を次第に向上させることが可能にな
る。

【００１３】以上の動作を円板面上の代表トラックにお
いて複数回行った後、記憶手段に記憶された所定トラッ
クについての第１の外乱補償信号から、記憶されていな
いトラックの第１の外乱補償信号を補間することによっ
て、全トラックの第１の外乱補償信号を求め、記憶手段
に記憶する。

【００１４】その後の動作は、記憶手段は記憶された第
１の外乱補償信号を、円板面上のヘッド位置に応じて出
力し、第１の補正手段は、この信号を駆動回路の入力信
号に加算して補正することで、外乱を打ち消して、位置
決め精度の向上とアクセス時間の短縮を図ることができ
る。また、その後の動作として、第１の補正手段だけで
なく、第２の補正手段も動作させて、さらに位置決め精
度の向上を図ることもできる。

【００１５】上記動作は、ディスク記憶装置の電源投入
直後あるいは電源投入直後とその後の所定時間毎に外乱
補償信号修正部で得られた第１の外乱補償信号を記憶手
段に記憶し、記憶手段に記憶された外乱補償信号が更新
されるまでの間は、記憶された外乱補償信号を用いて補
正動作を行う。これにより、推定手段の演算速度が遅い
場合でも、安定な補正動作を行うことができる。補正動
作を行うことにより、外乱や振動を打ち消して、位置決
め精度の向上とアクセス時間の短縮を図ることができ
る。

【００１６】また、位置信号の微分信号にローパスフィ
ルタを通した信号と駆動信号の積分信号にハイパスフィ
ルタを通した信号を合成して速度信号を推定する速度推
定手段を有する位置決め補償器では、外乱により、位置
信号に外乱が含まれているため、速度推定結果も誤差を
生じる。本発明のディスク記憶装置では、第３の補正手
段を設け、速度推定手段に入力される駆動信号に代わっ
て、駆動信号から外乱補償信号を減算した信号を、速度
推定手段に入力する。この補正動作により、速度推定手
段は、外乱の影響を受けなくなり、位置決め制御系の応
答のばらつきを低減化することが可能になる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。〈第１実施例〉請求項１〜４記載の本発明の一実施例
を、図面により詳細に説明する。図１は、本発明の一実
施例を示す磁気ディスク装置の位置決め制御系をディジ
タル制御系で実現したときのハードウェア構成を示した
ブロック線図である。図１では、アクチュエータとして
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２を用いている。ＶＣＭ
２は、スピンドルモータ３により回転駆動される円板４
上の任意のトラックまでヘッド１を円板半径方向に移動
位置決めすることが可能である。これらの構成要素は、
全てベース５上に搭載されている。位置検出器６は、ア
ンプ７、復調回路８から構成されている。

【００１８】円板４上には、サーボ信号が記録されてお
り、ヘッド１で読みだされたサーボ信号は、アンプ７で
増幅され、復調回路８に送られる。復調回路８は、位置
信号として、最近接トラック中心までの位置誤差を表す
位置誤差信号（ＰＥＳ）９ａと、半径方向位置信号（Ｔ
ＲＫ）９ｂと、周方向位置信号（ＳＥＣＴＯＲ）９ｃを
出力している。復調回路８では、主位置誤差信号ＰＥＳ
Ｎ（図示せず）と９０度位相の異なる副位置誤差信号Ｐ
ＥＳＱ（図示せず）を作成し、ＰＥＳＮとＰＥＳＱから
ヘッド位置に応じて極性の整った位置誤差信号（ＰＥ
Ｓ）９ａを作成し出力する。半径方向位置信号（ＴＲ
Ｋ）９ｂは、ヘッドの円板半径方向絶対位置を表すトラ
ック番号で表したディジタル信号である。これらの信号
ＰＥＳＮ、ＰＥＳＱ、ＰＥＳ、ＴＲＫの関係を図２に示
す。周方向位置信号９ｃは、ヘッドの円板周方向に対す
る位置をディジタル信号で表したセクタ番号である。半
径方向位置信号と周方向位置信号を解かりやすく表現す
ると、図３のようになる。

【００１９】本発明を実現する手段は、たとえば、ＣＰ
Ｕ１０と、メモリーであるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ）１１と、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃ
ｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２と、それらを結合するた
めのバス１３から構成されるマイクロコンピュータシス
テム１４と、ディジタル操作信号を保持するためのディ
ジタル出力回路（ＤＯＣ）１５と、ディジタル操作信号
を操作信号に変換するためのＤＡ変換器（ＤＡＣ）１６
と、駆動信号１８をディジタル駆動信号に変換するため
の第１のＡＤ変換器（ＡＤＣ）１９と、位置誤差信号
（ＰＥＳ）９ａをディジタル位置誤差信号に変換するた
めの第２のＡＤ変換器（ＡＤＣ）２０と、半径方向位置
信号（ＴＲＫ）９ｂ、周方向位置信号（ＳＥＣＴＯＲ）
９ｃ及びディジタル駆動信号及びディジタル位置誤差信
号をマイクロコンピュータシステムに読み込むためのデ
ィジタル入力回路（ＤＩＣ）２１から構成される。

【００２０】図１のディジタル制御系では、位置誤差信
号（ＰＥＳ）９ａと半径方向位置信号（ＴＲＫ）９ｂか
ら位置信号Ｙを、マイクロコンピュータ内のソフトウェ
アで作成する。そこで、ソフトウェアにより、実現され
る信号処理の流れを説明するために、図４の制御系ブロ
ック線図を用いて説明する。ヘッド位置から位置誤差信
号（ＰＥＳ）９ａまでの検出ゲインをＫｐ、ヘッド位置
から半径方向位置信号（ＴＲＫ）９ｂまでの検出ゲイン
をＫｐ’とすると、位置信号Ｙは、数式（１）のように
計算される。

【００２１】

【数１】

【００２２】コントローラ２２が移動コマンド２３を位
置決め補償器２４に発行すると、位置決め補償器２４
は、位置信号Ｙをコントローラから与えられた目標位置
信号に一致させるように位置決め補償信号Ｖを演算し出
力する。位置決め補償信号Ｖの演算方法は、たとえば、
ＭＥＥ＆ＤＡＮＩＥＬのＭＡＧＮＥＴＩＣＲ
ＥＣＯＲＤＩＮＧＶｏｌ．２（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌ
ｌＢｏｏｋＣｏｍｐａｎｙ）の５３頁〜８４頁記載
のように、位置誤差信号９ａ、半径方向位置信号９ｂと
駆動信号１８をもとに、ヘッド１が目標トラックの近く
に到達するまでは速度制御系により演算し、目標トラッ
クの近くになってからは位置制御系により演算する方法
がある。一般に、磁気ディスク装置では、位置偏差が大
きいときに大きな距離を移動する動作をシーク動作、位
置偏差の小さいときに位置制御する動作をフォロイング
動作という。また、位置決め補償器を実現する手段は、
アナログ制御系であってもよいし、ディジタル制御系で
あってもかまわない。以下、本発明の動作は、ディジタ
ル制御系を用いた場合の説明である。

【００２３】図４のブロック線図は、マイクロコンピュ
ータシステム内の信号の流れを表した離散時間系のブロ
ック線図である。ただし、制御対象の部分は、連続時間
系の伝達関数として表現した。ｓはラプラス演算子、Ｔ
はディジタル制御系のサンプル周期（秒）を表す。ま
た、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）１６のモデルをゼロ次ホール
ダ特性（数式（２））と、ゲインＫDA（Ｖ／カウント）
で表している。

【００２４】

【数２】

【００２５】駆動回路１７の電圧電流変換ゲインをＫA
（Ａ／Ｖ）、ＶＣＭ２の力定数をＫF（Ｎ／Ａ）、ヘッ
ド１を搭載した可動部の質量をＭ（ｋｇ）、また、外乱
として、加速度外乱Ｄ₁と位置外乱（振動）Ｄ₂が加わっ
ているものとしている。

【００２６】本実施例の記憶手段３０、外乱補償信号修
正部３１、推定手段３２、第１の補正手段３３、第２の
補正手段３４は、電源投入直後、以下のように動作す
る。

【００２７】ある代表トラックにヘッドを移動させ、フ
ォロイングさせた後、記憶手段３０に記憶されている第
１の外乱補償信号を出力する。同時に、第１の補正手段
３３と推定手段３２の動作も行う。電源投入直後は、記
憶手段３０に記憶されている第１の外乱補償信号はゼロ
である。すなわち、推定手段３２で推定される第２の外
乱補償信号は、制御対象に作用する外乱そのものを打ち
消そうとする。このとき、外乱補償信号修正部３１は、
第１の外乱補償信号と第２の外乱補償信号を加算した信
号を、円板面ヘッド位置（ＴＲＫ、ＳＥＣＴＯＲ）に応
じて記憶手段３０に記憶する。記憶する際は、第１の外
乱補償信号と第２の外乱補償信号を加算した信号をその
まま記憶手段３０に記憶してもよいが、ローパスフィル
タを通し、非再現なノイズや振動の影響を低減してか
ら、記憶手段３０に記憶したほうが、より効果的であ
る。外乱補償信号修正部３１による第１の外乱補償信号
の更新が終了したら、推定手段３２と外乱補償信号修正
部３１の動作をやめる（ステップ１）。

【００２８】次に、記憶手段３０に記憶された第１の外
乱補償信号を円板面上ヘッド位置（ＴＲＫ、ＳＥＣＴＯ
Ｒ）に応じて記憶手段３０から出力し、第１の補正手段
３３で補正動作を行い、制御対象に作用している周期的
外乱を打ち消す。この結果、ディスク偏心による回転同
期振動を低減できる。この状態で、推定手段３２を動作
させると、第１の外乱補償信号により、制御対象に作用
している外乱が、見かけ上、小さくなっているため、推
定手段３２では、第１の外乱補償信号で補償しきれなか
った外乱を打ち消そうと動作する。このとき、外乱補償
信号修正部３１は、第１の外乱補償信号と第２の外乱補
償信号を加算した信号を、円板面上ヘッド位置（ＴＲ
Ｋ、ＳＥＣＴＯＲ）に応じて記憶手段３０に記憶する。
記憶する際は、第１の外乱補償信号と第２の外乱補償信
号を加算した信号をそのまま記憶手段３０に記憶しても
よいが、ローパスフィルタを通し、非再現なノイズや振
動を低減してから、記憶手段３０に記憶したほうが、よ
り効果的である。外乱補償信号修正部３１による第１の
外乱補償信号の更新が終了したら、推定手段３２と外乱
補償信号修正部３１の動作をやめる（ステップ２）。

【００２９】ステップ２の動作を繰り返す。この結果、
周期的外乱を打ち消す効果が次第に増してくる。ステッ
プ２では、ステップ１での外乱の打ち消しの効果の倍の
効果が得られ、ステップ２を繰り返すと、それが、３
倍、４倍と打ち消しの効果が向上していく。そして、ス
テップ２の繰り返しを適当な回数のところでやめる（ス
テップ３）。

【００３０】新たな代表トラックにヘッドを移動させ、
ステップ１からステップ３を繰り返す（ステップ４）。

【００３１】代表トラックとして選択されなかったトラ
ックの第１の外乱補償信号を、代表トラックについての
第１の外乱補償信号データから補間して求める。補間方
法は、代表トラックのうち、近いものを２つ選んで、１
次補間したり、近いものを３つ選んで、２次補間して計
算で求める方法が考えられる。もっとも簡単な補間方法
は、０次補間、すなわち、１つの代表トラックの第１の
外乱補償信号データを、他のトラックについても、その
まま用いる方式である（ステップ５）。

【００３２】第１の補正手段３３を動作させながら、シ
ーク制御およびフォロイング制御を行う。これにより、
回転に同期した周期的外乱を低減することが可能にな
る。また、このとき、推定手段３２と第２の補正手段３
４も動作させることにより、回転とは非同期な振動等の
外乱も打ち消すことも可能である（ステップ６）。

【００３３】次に、推定手段３２の動作を図５のブロッ
ク線図を用いて、より詳細に説明する。推定手段３２の
出力信号である第２の外乱補償信号Ｗ₂は、外乱を打ち
消そうとする信号であるが、このＷ₂の導出方法を説明
する。

【００３４】数式（３）に示すように、数式（１）で示
した位置信号を表す変数Ｙから推定位置信号を表す変数
〈Ｙ〉を差し引いた値を計算し、この値を推定位置誤差
信号を表す変数〈〈Ｙ〉〉に記憶する。

【００３５】

【数３】

【００３６】さらに、数式（４）で示されるように、デ
ィジタル推定誤差信号〈〈Ｙ〉〉にゲインＨを乗じた値
を、第２の外乱補償信号Ｗ₂に記憶し、出力する。

【００３７】

【数４】

【００３８】さらに、次のサンプルに備え、数式（５）
で表される推定位置信号を計算し、変数〈Ｘ１〉に記憶
する。

【００３９】

【数５】

【００４０】さらに、数式（６）で表される推定速度信
号を計算し、変数〈Ｘ２〉に記憶する。

【００４１】

【数６】

【００４２】さらに、数式（７）で表される推定位置信
号を計算し、変数〈Ｙ〉に記憶する。

【００４３】

【数７】

【００４４】推定手段３２は、以上の数式（３）から数
式（７）の処理演算をＴ秒間隔で繰り返し行う。

【００４５】図５の中で、ゲインｇ₁ 、ｇ₂ 、ｌ₁ 、ｌ
₂ 、ｈは、信号Ｕから、位置信号Ｙまでの伝達関数モデ
ルから作られた離散時間系の同一次元オブザーバのゲイ
ンであり、数式（８）、数式（９）、数式（１０）、数
式（１１）、数式（１２）のように決定される。

【００４６】

【数８】

【００４７】

【数９】

【００４８】

【数１０】

【００４９】

【数１１】

【００５０】

【数１２】

【００５１】図５は、ディジタル制御系において実現さ
れる推定手段３２を示すためのブロック線図であるが、
理想的なアナログ制御系における推定手段は、図６のよ
うに表される。図６のアナログ制御系において、Ｌ₁ 、
Ｌ₂ 、Ｈを数式（１３）、数式（１４）、数式（１５）
とおくと、第２の外乱補償信号までの伝達特性は、数式
（１６）となり、ωを十分大きくとると、外乱を打ち消
すための信号となることがわかる。

【００５２】

【数１３】

【００５３】

【数１４】

【００５４】

【数１５】

【００５５】

【数１６】

【００５６】図５のｇ₁ 、ｇ₂ 、ｌ₁ 、ｌ₂ は、図６の
アナログで実現された同一次元オブザーバを離散化して
得られる。また、ディジタル制御系では、ゼロ次ホール
ダの直流ゲインがＴであるため、アナログで設計された
Ｈの値に対して、ディジタル制御系のｈは、Ｔで割った
値となっている。

【００５７】ここで、フォロイング制御系が動作してい
るときで、従来制御系と本発明の制御系でその応答を比
較する。図７のように従来フォロイング中に生じていた
振動を、図８のように低減化し、位置決め精度の向上を
図ることができる。

【００５８】〈第２実施例〉請求項５〜８記載の本発明
の一実施例を図４の制御系ブロック線図を用いて説明す
る。位置信号の微分信号にローパスフィルタを通した信
号と駆動信号１８の積分信号にハイパスフィルタを通し
た信号を合成して速度信号を推定する速度推定手段を有
する位置決め補償器では、外乱により、位置信号に外乱
が含まれていたため、速度推定結果も誤差を生じる。円
板４が偏心するディスク装置で、従来制御系で、一定ト
ラック数を繰り返しシーク、フォロイングさせると、図
９のように、シークからフォロイングに切り替わる際に
位置誤差信号の応答にばらつきを生じるという問題があ
った。これは、速度推定手段として、位置信号の微分
値、すなわち、ヘッド・ディスク間の相対速度信号と、
ＶＣＭ電源の積分値、すなわち、ヘッド絶対速度信号を
周波数帯域を分割して使用しているため、ディスクが偏
心している場合、速度推定結果が誤差を生じ、図９のよ
うなばらつきを生じていた。

【００５９】しかし、第１の実施例と同様にして作成さ
れた第１の外乱補償信号を第３の補正手段４０に入力し
て、外乱の影響を低減することが可能である。駆動信号
１８から第１の外乱補償信号に比例した信号を減算した
信号を積分することで、速度推定手段の積分項が、ディ
スク・ヘッド間相対速度信号を再生できるようにしてい
る。この第３の補正手段４０による補正動作補正と第１
の補正手段３３による補正動作を行いながら、シーク制
御およびフォロイング制御を行う。これにより、速度推
定手段は、外乱が存在していても、位置決め制御系の応
答のばらつきを低減することが可能になる。このとき
の、繰り返しシーク、フォロイングさせたときの応答波
形を図１０に示す。円板が偏心することにより、外乱が
作用しているにもかかわらず、応答にばらつきは生じな
いことが、本発明では、可能なことがわかる。

【００６０】また、シーク制御およびフォロイング制御
を行っている間、推定手段３２と第２の補正手段３４も
動作させることにより、回転とは非同期な振動等の外乱
も打ち消すことも可能である。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、外乱や振動が位置決め
制御系に作用した場合でも、その影響を打ち消すことが
できるので、位置決め精度の向上とアクセス時間の短縮
を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気ディスク装置の位置決め
制御系のハードウェア構成を示すブロック線図である。

【図２】磁気ディスク装置における位置信号の説明図で
ある。

【図３】磁気ディスク装置における位置信号の説明図で
ある。

【図４】本発明を適用した磁気ディスク装置の位置決め
制御系のソフトウェア構成を示すブロック線図である。

【図５】ディジタル系の実施例の場合の推定手段３２を
説明するためのブロック線図である。

【図６】アナログ系の実施例の場合の推定手段３２を説
明するためのブロック線図である。

【図７】従来のヘッド位置決め制御系の応答波形例を示
す図である。

【図８】本発明のヘッド位置決め制御系の応答波形例を
示す図である。

【図９】従来のヘッド位置決め制御系の応答波形例を示
す図である。

【図１０】本発明のヘッド位置決め制御系の応答波形例
を示す図である。

【符号の説明】

１ヘッド２ボイスコイルモータ３スピンドルモータ４円板５ベース６位置検出器７アンプ８復調回路９ａ位置誤差信号９ｂ半径方向位置信号９ｃ周方向位置信号１０ＣＰＵ１１ＲＯＭ１２ＲＡＭ１３バス１４マイクロコンピュータシステム１５ディジタル出力回路１６ＤＡ変換器１７駆動回路１８駆動信号１９第１のＡＤ変換器２０第２のＡＤ変換器２１ディジタル入力回路２２コントローラ２３コマンド２４位置決め補償器３０記憶手段３１外乱補償信号修正部３２推定手段３３第１の補正手段３４第２の補正手段４０第３の補正手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板上に記録された円板の半径方向位置
と周方向位置を表わすサーボ信号を読みだすヘッドと、
前記サーボ信号から前記ヘッドの位置を表す位置信号を
発生する位置検出器と、前記ヘッドが固定されたアクチ
ュエータを駆動する駆動信号を入力信号に応じて出力す
る駆動回路と、前記位置信号を目標位置に一致させるよ
うに位置決め補償信号を演算して前記駆動回路に出力す
る位置決め補償器とを具備したディスク記憶装置におい
て、前記ヘッドの位置決め制御系に加わる周期的外乱を打ち
消す第１の外乱補償信号を前記駆動回路の入力信号に加
算して補正する第１の補正手段と、前記第１の外乱補償
信号を記憶し、前記位置信号に応じて出力する記憶手段
と、前記第１の外乱補償信号で打ち消せずに残った外乱
を打ち消す第２の外乱補償信号を前記位置決め補償信号
に加算して補正する第２の補正手段と、前記第２の補正
手段の出力と前記位置信号の関数として前記第２の外乱
補償信号を推定する推定手段と、前記第１の外乱補償信
号と前記第２の外乱補償信号を加算した信号を作成し、
新たな第１の外乱補償信号として前記位置信号に応じて
前記記憶手段に記憶する外乱補償信号修正部とを設けた
ことを特徴とするディスク記憶装置。
【請求項２】前記位置決め補償器は前記駆動信号と前
記位置信号の関数として速度信号を推定する速度信号推
定手段を備えるとともに、前記駆動信号から前記第１の
外乱補償信号に比例した信号を減算する第３の補正手段
を設け、前記駆動信号の代わりに前記減算した信号を前
記速度信号推定手段に入力することを特徴とする請求項
１記載のディスク記憶装置。
【請求項３】回転駆動される複数の円板と、前記円板
上に記録された円板の半径方向位置と周方向位置を表わ
すサーボ信号を読みだすヘッドと、前記サーボ信号から
前記ヘッドの位置を表す位置信号を発生する位置検出器
と、前記ヘッドが固定されたアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動する駆動信号を入力信号に応じて出
力する駆動回路と、前記位置信号を目標位置に一致させ
るように位置決め補償信号を演算して前記駆動回路に出
力する位置決め補償器とからなるヘッド位置決めサーボ
機構と、前記サーボ機構を制御するコントローラとを具
備したディスク記憶装置において、前記ヘッドの位置決め制御系に加わる周期的外乱を打ち
消す第１の外乱補償信号を前記駆動回路の入力信号に加
算して補正する第１の補正手段と、前記第１の外乱補償
信号を記憶し、前記位置信号に応じて出力する記憶手段
と、前記第１の外乱補償信号で打ち消せずに残った外乱
を打ち消す第２の外乱補償信号を前記位置決め補償信号
に加算して補正する第２の補正手段と、前記第２の補正
手段の出力と前記位置信号の関数として前記第２の外乱
補償信号を推定する推定手段と、前記第１の外乱補償信
号と前記第２の外乱補償信号を加算した信号を作成し、
新たな第１の外乱補償信号として前記位置信号に応じて
前記記憶手段に記憶する外乱補償信号修正部とを設け、前記外乱補償信号修正部は、所定時に、所定トラックに
ヘッドが位置決めされているときに、前記記憶手段に記
憶されている前記第１の外乱補償信号を更新し、この更
新した第１の外乱補償信号を用いて前記第１の補正手段
が補正動作を行うことを特徴とするディスク記憶装置。
【請求項４】回転駆動される複数の円板と、前記円板
上に記録された円板の半径方向位置と周方向位置を表わ
すサーボ信号を読みだすヘッドと、前記サーボ信号から
前記ヘッドの位置を表す位置信号を発生する位置検出器
と、前記ヘッドが固定されたアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動する駆動信号を入力信号に応じて出
力する駆動回路と、前記位置信号を目標位置に一致させ
るように位置決め補償信号を演算して前記駆動回路に出
力する位置決め補償器とからなるヘッド位置決めサーボ
機構と、前記サーボ機構を制御するコントローラとを具
備したディスク記憶装置において、前記ヘッドの位置決め制御系に加わる周期的外乱を打ち
消す第１の外乱補償信号を前記駆動回路の入力信号に加
算して補正する第１の補正手段と、前記第１の外乱補償
信号を記憶し、前記位置信号に応じて出力する記憶手段
と、前記第１の外乱補償信号で打ち消せずに残った外乱
を打ち消す第２の外乱補償信号を前記位置決め補償信号
に加算して補正する第２の補正手段と、前記第２の補正
手段の出力と前記位置信号の関数として前記第２の外乱
補償信号を推定する推定手段と、前記第１の外乱補償信
号と前記第２の外乱補償信号を加算した信号を作成し、
新たな第１の外乱補償信号として前記位置信号に応じて
前記記憶手段に記憶する外乱補償信号修正部とを設け、前記外乱補償信号修正部は、所定時に、所定トラックに
ヘッドが位置決めされているときに、前記記憶手段に記
憶されている前記第１の外乱補償信号を更新し、この更
新した第１の外乱補償信号を用いて前記第１の補正手段
が補正動作を行うとともに、前記第２の補正手段が前記
第２の外乱補償信号を用いて補正動作を行うことを特徴
とするディスク記憶装置。
【請求項５】回転駆動される複数の円板と、前記円板
上に記録された円板の半径方向位置と周方向位置を表わ
すサーボ信号を読みだすヘッドと、前記サーボ信号から
前記ヘッドの位置を表す位置信号を発生する位置検出器
と、前記ヘッドが固定されたアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動する駆動信号を入力信号に応じて出
力する駆動回路と、前記駆動信号と前記位置信号の関数
として前記ヘッドの速度信号を推定する速度信号推定手
段を有し、前記位置信号を目標位置に一致させるように
位置決め補償信号を演算して前記駆動回路に出力する位
置決め補償器とからなるヘッド位置決めサーボ機構と、
前記サーボ機構を制御するコントローラとを具備したデ
ィスク記憶装置において、前記ヘッドの位置決め制御系に加わる周期的外乱を打ち
消す第１の外乱補償信号を前記駆動回路の入力信号に加
算して補正する第１の補正手段と、前記第１の外乱補償
信号を記憶し、前記位置信号に応じて出力する記憶手段
と、前記第１の外乱補償信号で打ち消せずに残った外乱
を打ち消す第２の外乱補償信号を前記位置決め補償信号
に加算して補正する第２の補正手段と、前記第２の補正
手段の出力と前記位置信号の関数として前記第２の外乱
補償信号を推定する推定手段と、前記第１の外乱補償信
号と前記第２の外乱補償信号を加算した信号を作成し、
新たな第１の外乱補償信号として前記位置信号に応じて
前記記憶手段に記憶する外乱補償信号修正部と、前記駆
動信号から前記新たな第１の外乱補償信号を減算して補
正する第３の補正手段とを設け、前記外乱補償信号修正部は、所定時に、所定トラックに
ヘッドが位置決めされているときに、前記記憶手段に記
憶されている前記第１の外乱補償信号を更新し、この更
新した第１の外乱補償信号を用いて前記第１の補正手段
が補正動作を行うとともに、前記駆動信号の代わりに、
前記第３の補正手段の出力信号を前記速度信号推定手段
への入力信号として入力して補正することを特徴とする
ディスク記憶装置。
【請求項６】回転駆動される複数の円板と、前記円板
上に記録された円板の半径方向位置と周方向位置を表わ
すサーボ信号を読みだすヘッドと、前記サーボ信号から
前記ヘッドの位置を表す位置信号を発生する位置検出器
と、前記ヘッドが固定されたアクチュエータと、前記ア
クチュエータを駆動する駆動信号を入力信号に応じて出
力する駆動回路と、前記駆動信号と前記位置信号の関数
として前記ヘッドの速度信号を推定する速度信号推定手
段を有し、前記位置信号を目標位置に一致させるように
位置決め補償信号を演算して前記駆動回路に出力する位
置決め補償器とからなるヘッド位置決めサーボ機構と、
前記サーボ機構を制御するコントローラとを具備したデ
ィスク記憶装置において、前記ヘッドの位置決め制御系に加わる周期的外乱を打ち
消す第１の外乱補償信号を前記駆動回路の入力信号に加
算して補正する第１の補正手段と、前記第１の外乱補償
信号を記憶し、前記位置信号に応じて出力する記憶手段
と、前記第１の外乱補償信号で打ち消せずに残った外乱
を打ち消す第２の外乱補償信号を前記位置決め補償信号
に加算して補正する第２の補正手段と、前記第２の補正
手段の出力と前記位置信号の関数として前記第２の外乱
補償信号を推定する推定手段と、前記第１の外乱補償信
号と前記第２の外乱補償信号を加算した信号を作成し、
新たな第１の外乱補償信号として前記位置信号に応じて
前記記憶手段に記憶する外乱補償信号修正部と、前記駆
動信号から前記新たな第１の外乱補償信号を減算して補
正する第３の補正手段とを設け、前記外乱補償信号修正部は、所定時に、所定トラックに
ヘッドが位置決めされているときに、前記記憶手段に記
憶されている前記第１の外乱補償信号を更新し、この更
新した第１の外乱補償信号を用いて前記第１の補正手段
が補正動作を行うとともに、前記第２の補正手段が前記
第２の外乱補償信号を用いて補正動作を行い、かつ、前
記駆動信号の代わりに、前記第３の補正手段の出力信号
を前記速度信号推定手段への入力信号として入力して補
正することを特徴とするディスク記憶装置。
【請求項７】前記外乱補償信号修正部は、前記第１の
外乱補償信号の更新を複数回行うことを特徴とする請求
項３、４、５、又は６記載のディスク記憶装置。