JPH0736130B2

JPH0736130B2 - サーボ位置決め回路

Info

Publication number: JPH0736130B2
Application number: JP1003187A
Authority: JP
Inventors: 修一橋本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: EP0378328A3; JPH02183312A; US5173647A; AU612068B2; KR930007460B1; EP0378328B1; DE69014214D1; EP0378328A2; DE69014214T2; AU4777390A

Description

【発明の詳細な説明】〔目次〕概要産業上の利用分野（第８図、第９図、第10図）従来の技術（第６図、第７図）発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段（第１図）作用実施例（ａ）一実施例の構成の説明（第２図、第３図、第４
図）（ｂ）一実施例の動作の説明（第５図）（ｃ）他の実施例の説明発明の効果〔概要〕サーボ対象を速度制御と位置制御によって目標位置に位
置決め制御するサーボ位置決め回路に関し、ディファレンスによらず、移動、位置決めに要する時間
を短縮することを目的とし、サーボ対象からの位置信号から実速度を検出する速度検
出回路と、目標速度と該実速度との誤差を発生する速度
エラー検出回路と、該位置信号から位置誤差信号を発生
する位置エラー検出回路と、該サーボ対象を該速度エラ
ー検出回路又は位置エラー検出回路に切換接続する切換
部と、該位置信号に応じて目標速度を生成するととも
に、該切換部を切換制御する主制御部とを有し、目標位
置近傍において、該速度エラー検出回路による速度制御
から該位置エラー検出回路による位置制御に切換えるよ
うにしたサーボ位置決め回路において、該速度検出回路
に速度検出ゲイン可変部を設け、該主制御部が移動量に
応じて該速度検出ゲイン可変部の速度検出ゲインを変化
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、サーボ対象を速度制御と位置制御によって目
標位置に位置決め制御するサーボ位置決め回路に関す
る。

磁気ディスク装置の磁気ヘッドのトラック位置決め等の
ため、サーボ位置決め回路が広く利用されている。

このようなサーボ位置決め回路では、移動時間の短縮化
が望まれている。

〔従来の技術〕

第６図及び第７図は従来技術の説明図である。

第６図において、１はサーボ対象であり、ボイスコイル
モータ1aと、ボイスコイルモータ1aによって移動される
サーボヘッド1bと、サーボヘッド1bの読取信号から位置
信号Psを作成する位置信号作成回路1cとを有している。

２は速度検出回路であり、位置信号Psと後述する検出電
流icとから実速度Vrを検出するもの、３は速度エラー検
出回路であり、後述する目標速度Vcと実速度Vrとの速度
誤差△Ｖを発生し、速度制御するものである。

４は位置（ポジション）エラー検出回路であり、位置信
号Psと検出電流icとから位置エラー信号ΔＰを発生し、
位置制御するものである。尚、位置エラー信号ΔＰの作
成法については、特開昭63−9084号公報にも開示されて
いる。又、検出電流icは、位置信号Psの位相遅れを補償
する目的で加えられる。

５はパワーアンプ及び切換部であり、切換スイッチとパ
ワーアンプとを有し、コアース（速度制御）／ファイン
（位置制御）切替信号によって、速度エラー検出回路３
又は位置エラー検出回路４をサーボ対象１に切換接続す
るものである。

６は主制御部であり、マイクロプロセッサで構成され、
移動量に応じた目標速度カーブVcを発生するとともに、
後述するトラッククロッシングパルスによりサーボ対象
１の位置を監視し、目標位置近傍でコアースからファイ
ンへの切替信号を発生するものである。

７は制御電流検出回路であり、パワーアンプ５の制御電
流Isを検出し、検出電流信号icを発生するもの、８はト
ラッククロッシングパルス発生回路であり、位置信号Ps
からトラッククロッシングパルスを発生し、主制御部６
へ出力するものである。

主制御部６は、移動トラック数（移動量）が与えられる
と、移動トラック数に応じた目標速度カーブVcを生成
し、速度制御によって、ボイスコイルモータ1aを駆動
し、目標位置近傍に到達すると、切換部５を位置制御側
に切換え、ボイスコイルモータ1aを位置制御して、所望
のトラックに位置決めする。

この速度検出回路２は、第７図に示すように、検出電流
icを増幅するアンプ20と、位置信号Pcを微分して速度成
分を生成する微分回路21と、オフセット調整用回路23
と、これらの出力を加算して増幅するアンプ24を有して
おり、可変抵抗r₁、r₂を操作してゲインの初期調整がで
きるようになっていた。

即ち、速度検出回路２は、周知の位置信号を微分して、
実速度信号を得る回路であり、位置信号Psの位相遅れを
補償するため、検出電流icを加えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第８図、第９図、第10図は従来技術の課題説明図であ
る。

ところで、減速時における動作は、目標速度カーブVcに
対し、第８図に示す目標速度カーブVcに沿った実速度Vr
₁〜Vr₃の軌跡を描く。

この時、実速度Vr₁〜Vr₃は、加速して、目標速度カーブ
Vcに到達すると、減速となるが、ディファレンス（移動
量）が相違すると、目標速度カーブVcの到達時におけ
る、加速カーブの傾斜と目標速度カーブVcの減速傾斜が
ディファレンスによって相違し、又到達時の実速度の大
小により、第８図のように、ディファレンスによってオ
ーバシュート量△Ｖが変化し、実速度が減速軌跡は同一
でなく、Vr₁〜Vr₃のように異なる。

この減速軌跡は、第８図、第９図（Ａ）〜（Ｃ）に示す
ように、減速目標速度カーブに対し、ディファレンスが
大の程速度誤差△Ｖが大である。

即ち、残り移動量が同一であっても、ディファレンスが
大の程、速度が早く、残り移動量が急速に減少する。減
速目標速度カーブは、残り移動量の変化に従って変化す
ることから、ディファレンスが小の程時間に対し、減速
目標速度カーブVcが寝た状態となる。

このことは、ディファレンスが小の程、実速度カーブも
寝た状態となり、第９図（Ａ）〜（Ｃ）のように、同一
残り移動量の移動に要する時間が、ディファレンスの小
の程長くかかるという現象を生じる。

又、前述の如く、実速度特性の傾きが、ディファレンス
の大小によって異なることは、コアース／ファイン制御
切換時の実速度の突入角が異なることになる。

第10図に示すように、実速度Vr₁、Vr₃が零に近いスライ
スSLに到達してから一定時間Ｔ経過後に、コアースから
ファインに切替わるから、第10図（Ｂ）のように、実速
度の傾きの小さいディファレンス小の場合には、実速度
が零にならない内に、ファイン制御に切替ってしまい、
オーバーシュートが大となって、ファイン制御によるポ
ジショニングに要する時間が長くなる。

このように、従来技術では、ディファレンスの大小によ
って実速度の軌跡が異なるため、ディファレンスの小の
場合に、ポジショニング時のオーバーシュートが大とな
って、ポジションニングに要する時間が長くなるという
問題がある他に、同一残り移動量の移動に要する時間も
長くなるという問題も生じ、ディファレンスの小の程時
間を短縮できないという問題があった。

従って、本発明は、ディファレンスによらず、移動、位
置決めに要する時間を短縮しうるサーボ位置決め回路を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明は、第１図（Ａ）に示すように、サーボ対象１か
らの位置信号から実速度を検出する速度検出回路２と、
目標速度と該実速度との誤差を発生する速度エラー検出
回路３と、該位置信号から位置誤差信号を発生する位置
エラー検出回路４と、該サーボ対象１を該速度エラー検
出回路３又は位置エラー検出回路４に切換接続する切換
部５と、該位置信号に応じて目標速度を生成するととも
に、該切換部５を切換制御する主制御部６とを有し、目
標位置近傍において、該速度エラー検出回路３による速
度制御から該位置エラー検出回路４による位置制御に切
換えるようにしたサーボ位置決め回路において、該速度
検出回路２に速度検出ゲイン可変部2aを設け、該主制御
部６が移動量に応じて該速度検出ゲイン可変部2aの速度
検出ゲインを変化するものである。

〔作用〕

ディファレンス小の場合の問題を解決するには、第１図
（Ｂ）のように、ディファレンス小の実速度カーブをVr
₂のように、ディファレンス大の実速度カーブVr₁に近付
ければよい。

このため、本発明では、ディファレンス（移動量）に応
じ、速度検出ゲインを変化させている。即ち、第７図に
示したように、位置信号Ｐを微分して実速度Vrを得る際
に、微分ゲインＧを乗算する。従って、実速度Vrは、下
記式で表される。

このため、微分ゲインを変えると、検出実速度も変化す
る。

ディファレンス小の場合の速度検出ゲインＧを小とする
と、回路上の検出実速度はより小となり、みかけ上の速
度誤差が小となるから、サーボのききが緩くなる。

このため、実際の実速度はより大となって、実速の速度
誤差も大となるから実速度カーブはVr₂′からVr₂のよう
に、ディファレンス大の実速度カーブVr₁に近づく。

これによって、ディファレンス小でもディファレンス大
と同様の実速度カーブを描き、ディファレンス小の場合
の移動、位置決め時間が長くなることを防止できる。

〔実施例〕

（ａ）一実施例の構成の説明第２図は本発明の一実施例構成図、第３図は第２図構成
における速度検出回路の構成図、第４図は第２図構成の
ゲインテーブルの説明図である。

図中、第１図、第５図及び第６図で示したものと同一の
ものは、同一の記号で示してある。

6aはゲインテーブルであり、各ディファレンスｄに応じ
た微分ゲインGvと電流検出ゲインGcが格納されている。

微分ゲインGvは、第４図（Ａ）に示すように、ディファ
レンスが小の程小さく、ｄ＝256以上は一定である。

又、電流検出ゲインGcは、第４図（Ｂ）に示すように、
ディファレンスが小の程大きく、ｄ＝16以上は一定であ
る。

6bはディファレンスカウンタであり、ディファレンス値
ｄがセットされ、トラッククロッシングパルスの検出毎
に、減算され、残りディファレンスを示すためのもので
ある。

第３図において、24、25は乗算型デジタル／アナログコ
ンバータ（D/Aコンバータという）であり、各々アンプ2
0からの検出電流icに主制御部６の第１のゲインG₁を、
微分回路21の速度信号に主制御部６の第２のゲインG₂を
乗算して出力するものであり、速度検出ゲイン可変部2a
を構成するものである。

（ｂ）一実施例の動作の説明第５図は本発明の一実施例シーク処理フロー図である。

主制御部（以下MPUという）６は、上位からの指定
トラック位置と現在トラック位置に応じて、ディファレ
ンス量ｄを算出し、ディファレンスカウンタ6bにセット
する。

MPU6は、ディファレンス量ｄでゲインテーブル6aを
参照し、対応する調整ゲイン（微分ゲインGv、電流検出
ゲインGc）をリードする。

そして、MPU6は、予め定めた設定ゲインGsと調整ゲイン
Gv、Gcとの乗算を行って、第１のゲインG₁（＝Gs×Gc）
と第２のゲインG₂（＝Gs×Gv）を得、各々速度検出回路
２のD/Aコンバータ24、25に出力する。

これによって、速度検出回路２の速度ゲインは、ディフ
ァレンス量ｄに対応した値にセットされる。

次に、MPU6は、速度制御をスタートする。

即ち、ディファレンス量に応じて目標速度カーブを発生
する。

この時、MPU6は、コアース（速度制御）を指示するの
で、ボイスコイルモータ1aは、速度エラー検出回路３の
速度エラー信号△Ｖによって速度制御される。

又、速度検出回路２では、セットされたゲインに応じた
実速度Vrが生成される。

従って、ディファレンス小の場合には、実際の実速度よ
り生成された実速度の方が小となる。

MPU6は、トラッククロッシングパルス発生回路８の
トラッククロッシングパルスを検出し、トラッククロッ
シングパルスを検出すると、ディファレンスカウンタ6b
を（ｄ−１）に更新する。

又、ディファレンスカウンタ6bの内容に応じて目標速度
カーブを変更する。

そして、MPU6は、ディファレンスカウンタ6bの内容
が「０」かを判定し、「０」でなければ、ステップに
戻る。

ディファレンスカウンタ6bの内容が「０」ならば、目標
位置近傍に到達したことになり、MPU6は速度検出回路２
の実速度Vrを調べ、実速度Vrが一定スライスの零近傍で
あるかを判定する。

実速度Vrが一定スライス以下の零近傍であれば、第
10図のように、MPU6は一定時間Ｔ待ち、コアース／ファ
イン切換信号をファインに切換える。

これによって、切換部５がファイン（位置制御）側に切
換わり、ボイスコイルモータ1aは、位置エラー検出回路
４の位置エラー信号△Ｐによって位置制御される。

このようにして、ディファレンスに応じて、速度検出用
微分ゲインGvを変化しているので、ディファレンス小で
は生成される実速度Vrが実際の実速度より小となり、減
速実速度カーブがディファレンス大と同じとすることが
できる。

ここで、電流検出ゲインGcも変化しているのは、単に調
整用であり、生成される実速度には主に微分ゲインGvが
作用する。

（ｃ）他の実施例の説明上述の実施例では、サーボ対象として磁気ディスク装置
を例に説明したが、他の装置であってもよい。

又、微分ゲインの他に電流検出ゲインも変更している
が、微分ゲインのみ変化してもよく、ゲインテーブル6a
によってディファレンス量に応じたゲインをえている
が、演算によって求めてもよい。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、ディファレンス
（移動量）に応じて速度検出ゲインを変化しているの
で、ディファレンスの大小によらず、同一の減速実速度
特性がえられ、ディファレンスが小でも、移動、位置決
め時間が長くなることを防止できるという効果を奏し、
特に位置決めの高速化に寄与する。

又、速度検出ゲインの変更で実現できるので、容易に実
現できるという効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の一実施例構成図、第３図は第２図構成の速度検出回路の構成図、第４図は第２図構成のゲインテーブルの説明図、第５図は本発明の一実施例シーク処理フロー図、第６図及び第７図は従来技術の説明図、第８図、第９図及び第10図は従来技術の課題説明図であ
る。図中、１……サーボ対象、２……速度検出回路、 2a……速度検出ゲイン可変部、３……速度エラー検出回路、４……位置エラー検出回路、５……切換部、６……主制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボ対象（１）からの位置信号から実速
度を検出する速度検出回路（２）と、目標速度と該実速度との誤差を発生する速度エラー検出
回路（３）と、該位置信号から位置誤差信号を発生する位置エラー検出
回路（４）と、該サーボ対象（１）を該速度エラー検出回路（３）又は
該位置エラー検出回路（４）に切換接続する切換部
（５）と、該位置信号に応じて目標速度を生成するとともに、該切
換部（５）を切換制御する主制御部（６）とを有し、目標位置近傍において、該速度エラー検出回路（３）に
よる速度制御から該位置エラー検出回路（４）による位
置制御に切換えるようにしたサーボ位置決め回路におい
て、該速度検出回路（２）に速度検出ゲイン可変部（2a）を
設け、該主制御部（６）が移動量に応じて該速度検出ゲイン可
変部（2a）の速度検出ゲインを変化することを特徴とするサーボ位置決め回路。