JPH0973618A - ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法 - Google Patents
ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法Info
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- JPH0973618A JPH0973618A JP7230322A JP23032295A JPH0973618A JP H0973618 A JPH0973618 A JP H0973618A JP 7230322 A JP7230322 A JP 7230322A JP 23032295 A JP23032295 A JP 23032295A JP H0973618 A JPH0973618 A JP H0973618A
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- G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
- G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
- G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
- G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
- G11B5/553—Details
- G11B5/5547—"Seek" control and circuits therefor
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- G—PHYSICS
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- G11B5/5565—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks system adaptation for compensation of variations of physical parameters, e.g. temperature
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- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
- G11B5/59627—Aligning for runout, eccentricity or offset compensation
Landscapes
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の制御系とは原理的に異なる速度制御系に
より、制御対象に対する外乱の作用等の環境要因や機構
の動作特性による変動要因を吸収して、結果的にヘッド
を目標位置に安定かつ高精度に整定できるシステムを提
供することにある。 【解決手段】モデル速度制御系１００と実速度制御系１
０１とからなるヘッド位置決め制御システムである。モ
デル速度制御系１００は、ヘッドのモデル位置Ｙｍと目
標位置Ｐとの差に応じたモデル加速度Ｕｍを算出し、ヘ
ッドのモデル位置Ｙｍと目標位置Ｐとが一致するまで演
算処理を繰り返す。一方、実速度制御系１０１は、実際
のヘッドの位置とモデル位置Ｙｍとの誤差Ｙｅを求め、
モデル加速度Ｕｍを参照して得られる制御操作量により
ヘッドを移動させる。さらに、ヘッドの位置とモデル位
置Ｙｍとの誤差に応じた加速度補正値Ｕｋを求めて、モ
デル加速度Ｕｍを補正して移動速度を調整する。
より、制御対象に対する外乱の作用等の環境要因や機構
の動作特性による変動要因を吸収して、結果的にヘッド
を目標位置に安定かつ高精度に整定できるシステムを提
供することにある。 【解決手段】モデル速度制御系１００と実速度制御系１
０１とからなるヘッド位置決め制御システムである。モ
デル速度制御系１００は、ヘッドのモデル位置Ｙｍと目
標位置Ｐとの差に応じたモデル加速度Ｕｍを算出し、ヘ
ッドのモデル位置Ｙｍと目標位置Ｐとが一致するまで演
算処理を繰り返す。一方、実速度制御系１０１は、実際
のヘッドの位置とモデル位置Ｙｍとの誤差Ｙｅを求め、
モデル加速度Ｕｍを参照して得られる制御操作量により
ヘッドを移動させる。さらに、ヘッドの位置とモデル位
置Ｙｍとの誤差に応じた加速度補正値Ｕｋを求めて、モ
デル加速度Ｕｍを補正して移動速度を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置に適用し、ディスク上の目標位置にヘッドを移
動して位置決めするときの速度制御を実行するヘッド位
置決め制御システムに関する。
スク装置に適用し、ディスク上の目標位置にヘッドを移
動して位置決めするときの速度制御を実行するヘッド位
置決め制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばハードディスク装置（ＨＤ
Ｄ）等のディスク記録再生装置は、記録媒体としてディ
スクを使用し、ヘッド（ＨＤＤでは磁気ヘッド）により
ディスクにデータを記録し、かつディスクからデータを
再生する装置である。
Ｄ）等のディスク記録再生装置は、記録媒体としてディ
スクを使用し、ヘッド（ＨＤＤでは磁気ヘッド）により
ディスクにデータを記録し、かつディスクからデータを
再生する装置である。
【０００３】ディスク記録再生装置には、データの記録
または再生時に、ヘッドをアクセス対象であるディスク
上の目標位置に位置決めするためのヘッド位置決め制御
システムが設けられている。目標位置とは、アクセスが
セクタ単位の方式であれば、そのセクタを含む目標トラ
ック（シリンダ）に相当する。
または再生時に、ヘッドをアクセス対象であるディスク
上の目標位置に位置決めするためのヘッド位置決め制御
システムが設けられている。目標位置とは、アクセスが
セクタ単位の方式であれば、そのセクタを含む目標トラ
ック（シリンダ）に相当する。
【０００４】以下、ＨＤＤのヘッド位置決め制御システ
ムについて説明する。特に小型のＨＤＤのシステムは、
セクタサーボ方式と呼ばれる制御方式であり、ディスク
上に予め記録されたサーボデータを使用して、ヘッドを
目標位置（最終的にはトラック中心）まで移動させて位
置決めする。
ムについて説明する。特に小型のＨＤＤのシステムは、
セクタサーボ方式と呼ばれる制御方式であり、ディスク
上に予め記録されたサーボデータを使用して、ヘッドを
目標位置（最終的にはトラック中心）まで移動させて位
置決めする。
【０００５】ヘッド駆動機構としては、ロータリ型のヘ
ッドアクチュエータをボイスコイルモータ（ＶＣＭ）に
より回転駆動させて、ヘッドアクチュエータの先端部に
保持されたヘッドを、ディスクの半径方向に移動させる
機構である。
ッドアクチュエータをボイスコイルモータ（ＶＣＭ）に
より回転駆動させて、ヘッドアクチュエータの先端部に
保持されたヘッドを、ディスクの半径方向に移動させる
機構である。
【０００６】システムの主構成要素であるマイクロコン
トローラ（ＣＰＵ）は、ＶＣＭの駆動電流量を制御する
ための制御量を算出し、ヘッドを目標位置に位置決め制
御する。
トローラ（ＣＰＵ）は、ＶＣＭの駆動電流量を制御する
ための制御量を算出し、ヘッドを目標位置に位置決め制
御する。
【０００７】ＨＤＤでは、ディスク上の各トラックの同
一位置に、サーボエリアが所定の間隔毎に設けられてい
る。このサーボエリア間に、ユーザデータを記録するた
めのデータセクタが配列されている。サーボエリアに
は、前述のサーボデータが記録されている。
一位置に、サーボエリアが所定の間隔毎に設けられてい
る。このサーボエリア間に、ユーザデータを記録するた
めのデータセクタが配列されている。サーボエリアに
は、前述のサーボデータが記録されている。
【０００８】サーボデータは、大別してシリンダコード
（トラックアドレス）とバーストデータ（位置誤差情
報）からなる。シリンダコードは、後述する速度制御に
使用されて、ヘッドが現在位置するトラックを検出する
ためのデータである。バーストデータは、ヘッドを目標
トラックの中心に位置決めするための位置制御に使用さ
れて、その中心に対するヘッドの位置誤差を検出するた
めのデータである。
（トラックアドレス）とバーストデータ（位置誤差情
報）からなる。シリンダコードは、後述する速度制御に
使用されて、ヘッドが現在位置するトラックを検出する
ためのデータである。バーストデータは、ヘッドを目標
トラックの中心に位置決めするための位置制御に使用さ
れて、その中心に対するヘッドの位置誤差を検出するた
めのデータである。
【０００９】通常ではシステムの制御系は、大別して速
度制御系、過渡制御系、および位置制御系からなる。速
度制御はシーク制御とも呼ばれており、ヘッドを現在位
置から目標トラックまで移動（シーク）させる移動制御
である。
度制御系、過渡制御系、および位置制御系からなる。速
度制御はシーク制御とも呼ばれており、ヘッドを現在位
置から目標トラックまで移動（シーク）させる移動制御
である。
【００１０】過渡制御は、速度制御によりヘッドが目標
トラックの近傍（例えば数トラック範囲内の誤差）まで
接近した時点で切換えられて、ヘッドを目標トラックの
範囲内に整定させる制御である。位置制御は、前述した
ようにヘッドを目標トラックの中心に整定するための制
御である。
トラックの近傍（例えば数トラック範囲内の誤差）まで
接近した時点で切換えられて、ヘッドを目標トラックの
範囲内に整定させる制御である。位置制御は、前述した
ようにヘッドを目標トラックの中心に整定するための制
御である。
【００１１】速度制御系は、通常では図９に示すような
フィードバック制御系からなり、目標位置Ｐとヘッドの
現在位置Ｙとの差（トラック数）を求める差分要素１を
有し、この差に応じた目標速度軌道を決定するための速
度テーブル２を有する。速度テーブル２は、ヘッドの移
動距離（目標位置Ｐとヘッドの現在位置Ｙとの差）に対
して目標速度軌道を決定するための速度情報からなる。
目標速度軌道は減速時の速度モードを連続的に示す速度
曲線に相当する。
フィードバック制御系からなり、目標位置Ｐとヘッドの
現在位置Ｙとの差（トラック数）を求める差分要素１を
有し、この差に応じた目標速度軌道を決定するための速
度テーブル２を有する。速度テーブル２は、ヘッドの移
動距離（目標位置Ｐとヘッドの現在位置Ｙとの差）に対
して目標速度軌道を決定するための速度情報からなる。
目標速度軌道は減速時の速度モードを連続的に示す速度
曲線に相当する。
【００１２】実際上のシステムでは、ヘッドの移動速度
には上限（下限）があるため、求められた目標速度はリ
ミッタ３により制限される。この目標速度軌道と、速度
検出部１３により算出されたヘッドの実速度との差を求
める差分要素４を有する。
には上限（下限）があるため、求められた目標速度はリ
ミッタ３により制限される。この目標速度軌道と、速度
検出部１３により算出されたヘッドの実速度との差を求
める差分要素４を有する。
【００１３】ここで、ＨＤＤでは、ヘッドの実速度を直
接に測定することはできない。速度検出部１３は、サン
プラ１２によりヘッドの現在位置（トラックアドレス）
Ｙを所定のサンプル間隔で抽出して、移動距離と所用時
間とから実速度を推定する速度推定要素である。
接に測定することはできない。速度検出部１３は、サン
プラ１２によりヘッドの現在位置（トラックアドレス）
Ｙを所定のサンプル間隔で抽出して、移動距離と所用時
間とから実速度を推定する速度推定要素である。
【００１４】前記の目標速度軌道と実速度との差にゲイ
ンＫを掛ける補償要素５により、制御操作量（駆動電流
量）を求める。即ち、補償要素５の調整により、目標速
度軌道に追従するように、ヘッドを移動速度を制御す
る。
ンＫを掛ける補償要素５により、制御操作量（駆動電流
量）を求める。即ち、補償要素５の調整により、目標速
度軌道に追従するように、ヘッドを移動速度を制御す
る。
【００１５】制御操作量は、リミッタ６、遅延要素７、
およびゼロ次ホールド（サンプルホールド）要素８を介
して、制御対象１０のヘッドを駆動するためのＶＣＭに
供給される。制御操作量はサンプラ１２により所定のサ
ンプル間隔毎に繰り返し算出されて、制御対象１０のヘ
ッドが目標位置に整定されることになる。
およびゼロ次ホールド（サンプルホールド）要素８を介
して、制御対象１０のヘッドを駆動するためのＶＣＭに
供給される。制御操作量はサンプラ１２により所定のサ
ンプル間隔毎に繰り返し算出されて、制御対象１０のヘ
ッドが目標位置に整定されることになる。
【００１６】ところで、実際上の制御対象１０には、例
えばヘッドアクチュエータに取付けられたフレキシブル
ケーブル（ＦＰＣ）の弾性力による外乱力ＥｆやＨＤＤ
の機構の動作特性による変動（例えばディスクの回転振
動Ｄｒ）が作用し、算出された制御操作量は不安定であ
る。即ち、加算要素９，１１により、外乱力Ｅｆや回転
変動Ｄｒの変動分が制御対象１０に加算されることにな
る。
えばヘッドアクチュエータに取付けられたフレキシブル
ケーブル（ＦＰＣ）の弾性力による外乱力ＥｆやＨＤＤ
の機構の動作特性による変動（例えばディスクの回転振
動Ｄｒ）が作用し、算出された制御操作量は不安定であ
る。即ち、加算要素９，１１により、外乱力Ｅｆや回転
変動Ｄｒの変動分が制御対象１０に加算されることにな
る。
【００１７】このため、特に速度制御から過渡制御に移
行する時点で、ヘッドの移動速度や位置が変動して、過
渡制御のプロセスでヘッドが目標位置から大きく外れる
オーバーシュートやアンダーシュートのような状態が発
生する。特に近年、ディスクのトラック密度の高密度化
が図られているため、ヘッドを正確に目標位置に整定す
ることが困難になっている。
行する時点で、ヘッドの移動速度や位置が変動して、過
渡制御のプロセスでヘッドが目標位置から大きく外れる
オーバーシュートやアンダーシュートのような状態が発
生する。特に近年、ディスクのトラック密度の高密度化
が図られているため、ヘッドを正確に目標位置に整定す
ることが困難になっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
システムでは、速度制御時に、制御対象に対する外乱の
作用等の環境要因や機構の動作特性による変動要因（デ
ィスクの回転変動等）により、目標速度軌道に追従すべ
きヘッドの移動速度や位置が変動する可能性が高い。ま
た、ヘッドの実速度を測定できず、推定値を使用して目
標速度軌道との差を算出するため、原理的に変動要因が
含まれている。
システムでは、速度制御時に、制御対象に対する外乱の
作用等の環境要因や機構の動作特性による変動要因（デ
ィスクの回転変動等）により、目標速度軌道に追従すべ
きヘッドの移動速度や位置が変動する可能性が高い。ま
た、ヘッドの実速度を測定できず、推定値を使用して目
標速度軌道との差を算出するため、原理的に変動要因が
含まれている。
【００１９】このため、速度制御から過渡制御に移行し
たときに、速度制御時の変動を吸収できず、目標位置か
ら大きく外れるオーバーシュートやアンダーシュートの
ような状態が発生する。
たときに、速度制御時の変動を吸収できず、目標位置か
ら大きく外れるオーバーシュートやアンダーシュートの
ような状態が発生する。
【００２０】本発明の目的は、従来の制御系とは原理的
に異なる速度制御系により、制御対象に対する外乱の作
用等の環境要因や機構の動作特性による変動要因を吸収
して、結果的にヘッドを目標位置に安定かつ高精度に整
定できるシステムを提供することにある。
に異なる速度制御系により、制御対象に対する外乱の作
用等の環境要因や機構の動作特性による変動要因を吸収
して、結果的にヘッドを目標位置に安定かつ高精度に整
定できるシステムを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、移動速度を制
御してヘッドを目標位置まで移動させる速度制御系を実
現するヘッド位置決め制御システムにおいて、モデル速
度制御系と実速度制御系とからなるシステムである。
御してヘッドを目標位置まで移動させる速度制御系を実
現するヘッド位置決め制御システムにおいて、モデル速
度制御系と実速度制御系とからなるシステムである。
【００２２】モデル速度制御系は、ヘッドのモデル位置
と目標位置との差に応じたモデル加速度を算出し、ヘッ
ドのモデル位置と目標位置とが一致するまで演算処理を
繰り返す。一方、実速度制御系は、実際のヘッドの位置
とモデル位置との誤差を求め、モデル加速度を参照して
得られる制御操作量によりヘッドを移動させる。さら
に、ヘッドの位置とモデル位置との誤差に応じた加速度
補正値を求めて、モデル加速度を補正して移動速度を調
整する。
と目標位置との差に応じたモデル加速度を算出し、ヘッ
ドのモデル位置と目標位置とが一致するまで演算処理を
繰り返す。一方、実速度制御系は、実際のヘッドの位置
とモデル位置との誤差を求め、モデル加速度を参照して
得られる制御操作量によりヘッドを移動させる。さら
に、ヘッドの位置とモデル位置との誤差に応じた加速度
補正値を求めて、モデル加速度を補正して移動速度を調
整する。
【００２３】このようなシステムであれば、モデル速度
制御系は、外乱の作用等の環境要因や機構の動作特性に
よる変動要因とは無関係に、目標位置との差に応じたモ
デル加速度を正確に算出する。即ち、移動距離に応じた
目標速度軌道に対して、ヘッドの移動速度を正確に追従
させた速度軌道を得ることが可能である。
制御系は、外乱の作用等の環境要因や機構の動作特性に
よる変動要因とは無関係に、目標位置との差に応じたモ
デル加速度を正確に算出する。即ち、移動距離に応じた
目標速度軌道に対して、ヘッドの移動速度を正確に追従
させた速度軌道を得ることが可能である。
【００２４】一方、実速度制御系は、モデル加速度に基
づいた制御操作量を算出して、ヘッドを実際に移動させ
る。このとき、外乱の作用等の環境要因や機構の動作特
性による変動要因により、制御操作量やヘッドの位置が
変動する状態となる。実速度制御系は、変動した位置と
モデル位置との誤差を求めて、この誤差に応じた加速度
補正値を算出する。この加速度補正値によりモデル加速
度を調整し、結果的に制御操作量を調整する。したがっ
て、変動要因による変動を吸収して、ヘッドの位置とモ
デル位置との誤差を無くすように制御操作量を調整する
ことが可能となる。モデル位置は、目標位置に追従する
ようにモデル速度制御系により正確に算出される。
づいた制御操作量を算出して、ヘッドを実際に移動させ
る。このとき、外乱の作用等の環境要因や機構の動作特
性による変動要因により、制御操作量やヘッドの位置が
変動する状態となる。実速度制御系は、変動した位置と
モデル位置との誤差を求めて、この誤差に応じた加速度
補正値を算出する。この加速度補正値によりモデル加速
度を調整し、結果的に制御操作量を調整する。したがっ
て、変動要因による変動を吸収して、ヘッドの位置とモ
デル位置との誤差を無くすように制御操作量を調整する
ことが可能となる。モデル位置は、目標位置に追従する
ようにモデル速度制御系により正確に算出される。
【００２５】換言すれば、本発明のシステムは、原理的
に速度制御処理の中で変動要因を吸収して、モデル速度
制御系により高精度に算出されたモデル位置にヘッドの
位置を追従させるように移動制御する方式であり、いわ
ば速度制御系の中に過渡制御系を含ませた制御系であ
る。したがって、従来のヘッド位置決め制御処理から過
渡制御処理を省略することが可能である。
に速度制御処理の中で変動要因を吸収して、モデル速度
制御系により高精度に算出されたモデル位置にヘッドの
位置を追従させるように移動制御する方式であり、いわ
ば速度制御系の中に過渡制御系を含ませた制御系であ
る。したがって、従来のヘッド位置決め制御処理から過
渡制御処理を省略することが可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本実施形態に関係するヘッド
位置決め制御システムの速度制御系の原理を説明するた
めのブロック図であり、図２は本実施形態に関係するＨ
ＤＤのヘッド位置決め制御システムのハードウェア構成
を説明するためのブロック図であり、図３は本実施形態
に関係する速度制御系を説明するための概念ブロック図
であり、図４は本実施形態に関係する速度制御系の動作
を説明するためのフローチャートである。 （速度制御系の原理的構成）本実施形態は、セクタサー
ボ方式のＨＤＤに適用し、制御対象であるヘッドを目標
位置（目標トラック）に位置決め制御するときに、目標
トラックの範囲内に整定する速度制御系からなるシステ
ムを想定している。
の形態を説明する。図１は本実施形態に関係するヘッド
位置決め制御システムの速度制御系の原理を説明するた
めのブロック図であり、図２は本実施形態に関係するＨ
ＤＤのヘッド位置決め制御システムのハードウェア構成
を説明するためのブロック図であり、図３は本実施形態
に関係する速度制御系を説明するための概念ブロック図
であり、図４は本実施形態に関係する速度制御系の動作
を説明するためのフローチャートである。 （速度制御系の原理的構成）本実施形態は、セクタサー
ボ方式のＨＤＤに適用し、制御対象であるヘッドを目標
位置（目標トラック）に位置決め制御するときに、目標
トラックの範囲内に整定する速度制御系からなるシステ
ムを想定している。
【００２７】本実施形態の速度制御系は、図１に示すよ
うに、大別してモデル速度制御系１００と実速度制御系
１０１からなる。モデル速度制御系１００は、目標位置
Ｐが設定されると、モデル制御対象を移動させたときの
モデル位置情報Ｙｍを算出する。さらに、モデル位置情
報Ｙｍと目標位置Ｐとの差に応じた目標速度を算出し
て、この目標速度からモデル加速度情報Ｕｍを算出す
る。
うに、大別してモデル速度制御系１００と実速度制御系
１０１からなる。モデル速度制御系１００は、目標位置
Ｐが設定されると、モデル制御対象を移動させたときの
モデル位置情報Ｙｍを算出する。さらに、モデル位置情
報Ｙｍと目標位置Ｐとの差に応じた目標速度を算出し
て、この目標速度からモデル加速度情報Ｕｍを算出す
る。
【００２８】一方、実速度制御系１０１は、モデル加速
度情報Ｕｍを参照して制御操作量を算出する要素１０３
と、制御操作量に従って駆動された制御対象（ヘッド）
の実際の位置に相当する位置情報Ｙとモデル位置情報Ｙ
ｍとの位置誤差Ｙｅを算出する位置誤差算出部１０４
と、位置誤差Ｙｅに応じた加速度補正値Ｕｋを算出する
加速度補正部１０２とを有する。
度情報Ｕｍを参照して制御操作量を算出する要素１０３
と、制御操作量に従って駆動された制御対象（ヘッド）
の実際の位置に相当する位置情報Ｙとモデル位置情報Ｙ
ｍとの位置誤差Ｙｅを算出する位置誤差算出部１０４
と、位置誤差Ｙｅに応じた加速度補正値Ｕｋを算出する
加速度補正部１０２とを有する。
【００２９】制御操作量を算出する要素１０３は、加速
度補正値Ｕｋによりモデル加速度情報Ｕｍを調整し、結
果的に位置誤差Ｙｅに応じて制御操作量を調整する。こ
のような速度制御系により、目標位置Ｐに正確に追従さ
せるモデル位置情報Ｙｍとその差に応じたモデル加速度
Ｕｍに基づいて、実際の制御対象を目標位置Ｐに整定す
るための制御操作量を算出する。したがって、外乱や機
構部の動特性変化（例えばディスクの回転振動）等によ
り、制御操作量が変動しても、速度制御系の中で吸収す
ることができる。 （ＨＤＤの構成）本実施形態のシステムは、図２（Ａ）
に示すように、ＨＤＤに設けられているマイクロコント
ローラ（ＣＰＵ）２０を主構成要素とするヘッド位置決
め制御機構により構成されている。
度補正値Ｕｋによりモデル加速度情報Ｕｍを調整し、結
果的に位置誤差Ｙｅに応じて制御操作量を調整する。こ
のような速度制御系により、目標位置Ｐに正確に追従さ
せるモデル位置情報Ｙｍとその差に応じたモデル加速度
Ｕｍに基づいて、実際の制御対象を目標位置Ｐに整定す
るための制御操作量を算出する。したがって、外乱や機
構部の動特性変化（例えばディスクの回転振動）等によ
り、制御操作量が変動しても、速度制御系の中で吸収す
ることができる。 （ＨＤＤの構成）本実施形態のシステムは、図２（Ａ）
に示すように、ＨＤＤに設けられているマイクロコント
ローラ（ＣＰＵ）２０を主構成要素とするヘッド位置決
め制御機構により構成されている。
【００３０】ＣＰＵ２０は、Ａ／Ｄコンバータ２０ａ
と、Ｄ／Ａコンバータ２０ｂと、Ｉ／Ｏポート２０ｃと
を有するマイクロプロセッサからなり、本実施形態に関
係する速度制御系（図３を参照）の各種演算処理（制御
処理）を実行する。
と、Ｄ／Ａコンバータ２０ｂと、Ｉ／Ｏポート２０ｃと
を有するマイクロプロセッサからなり、本実施形態に関
係する速度制御系（図３を参照）の各種演算処理（制御
処理）を実行する。
【００３１】ＨＤＤでは、図２（Ｂ）に示すように、ヘ
ッド２１はヘッドアクチュエータ２７に保持されてお
り、１枚のディスク２６の両面に対応して複数個が設け
られている。ヘッドアクチュエータ２７は、ボイスコイ
ルモータ（ＶＣＭ）２５の駆動力により回転運動して、
ヘッド２１をディスク２６の半径方向に移動させるキャ
リッジである。
ッド２１はヘッドアクチュエータ２７に保持されてお
り、１枚のディスク２６の両面に対応して複数個が設け
られている。ヘッドアクチュエータ２７は、ボイスコイ
ルモータ（ＶＣＭ）２５の駆動力により回転運動して、
ヘッド２１をディスク２６の半径方向に移動させるキャ
リッジである。
【００３２】ＶＣＭ２５は、マグネット２５ａと駆動コ
イル２５ｂからなり、ＶＣＭドライバの構成要素である
パワーアンプ２４から供給される駆動電流により駆動す
る。ＣＰＵ２０は、算出した制御操作量をＤ／Ａコンバ
ータ２０ｂによりアナログ信号（電圧信号）に変換して
パワーアンプ２４に出力する。パワーアンプ２４は、Ｃ
ＰＵ２０からの制御操作量を駆動電流に変換して、ＶＣ
Ｍ２５に供給する。
イル２５ｂからなり、ＶＣＭドライバの構成要素である
パワーアンプ２４から供給される駆動電流により駆動す
る。ＣＰＵ２０は、算出した制御操作量をＤ／Ａコンバ
ータ２０ｂによりアナログ信号（電圧信号）に変換して
パワーアンプ２４に出力する。パワーアンプ２４は、Ｃ
ＰＵ２０からの制御操作量を駆動電流に変換して、ＶＣ
Ｍ２５に供給する。
【００３３】ディスク２６は１枚または複数枚設けられ
ており、スピンドルモータ２８により高速回転運動して
いる。ディスク２６上には、同心円状の多数のトラック
２６ａが設けられて、各トラック２６ａの同一位置に、
サーボエリア２６ｂが所定の間隔毎に設けられている。
サーボエリア２６ｂは、前述のサーボデータが記録され
ているエリアである。サーボエリア２６ｂ間には、ユー
ザデータを記録するためのデータセクタが設けられてい
る。
ており、スピンドルモータ２８により高速回転運動して
いる。ディスク２６上には、同心円状の多数のトラック
２６ａが設けられて、各トラック２６ａの同一位置に、
サーボエリア２６ｂが所定の間隔毎に設けられている。
サーボエリア２６ｂは、前述のサーボデータが記録され
ているエリアである。サーボエリア２６ｂ間には、ユー
ザデータを記録するためのデータセクタが設けられてい
る。
【００３４】ヘッド２１は、サーボエリア２６ｂからサ
ーボデータを読出し、またデータセクタからユーザデー
タを読出す。ヘッドアンプ２２は、ヘッド２１により読
出されたサーボデータまたはユーザデータに相当するリ
ード信号を増幅して、データ再生系に出力する。
ーボデータを読出し、またデータセクタからユーザデー
タを読出す。ヘッドアンプ２２は、ヘッド２１により読
出されたサーボデータまたはユーザデータに相当するリ
ード信号を増幅して、データ再生系に出力する。
【００３５】ＨＤＤでは、データ再生系はサーボデータ
の再生系とユーザデータの再生系に大別される。本実施
形態では、図２（Ａ）に示すように、サーボデータ処理
回路２３が、ヘッドアンプ２２から出力されたリード信
号からサーボデータを再生する。ユーザデータの再生系
は、アナログのリード信号をディジタルのリードデータ
に変換し、さらに記録データ（例えばＮＲＺ符号化デー
タ）のデータ列に復号化してディスクコントローラ（Ｈ
ＤＣ）に転送する。
の再生系とユーザデータの再生系に大別される。本実施
形態では、図２（Ａ）に示すように、サーボデータ処理
回路２３が、ヘッドアンプ２２から出力されたリード信
号からサーボデータを再生する。ユーザデータの再生系
は、アナログのリード信号をディジタルのリードデータ
に変換し、さらに記録データ（例えばＮＲＺ符号化デー
タ）のデータ列に復号化してディスクコントローラ（Ｈ
ＤＣ）に転送する。
【００３６】サーボデータ処理回路２３は、リード信号
からサーボデータを抽出してＣＰＵ２０に出力する。サ
ーボデータは、前述したようにシリンダコード（トラッ
クアドレス）ＣＤとバーストデータＢＤとに大別され
る。
からサーボデータを抽出してＣＰＵ２０に出力する。サ
ーボデータは、前述したようにシリンダコード（トラッ
クアドレス）ＣＤとバーストデータＢＤとに大別され
る。
【００３７】バーストデータＢＤは、ヘッド２１を目標
トラックの中心に位置決めするための位置制御に使用さ
れる。シリンダコードＣＤは、本実施形態の速度制御に
使用されて、ヘッドが現在位置するトラックを検出する
ためのデータである。
トラックの中心に位置決めするための位置制御に使用さ
れる。シリンダコードＣＤは、本実施形態の速度制御に
使用されて、ヘッドが現在位置するトラックを検出する
ためのデータである。
【００３８】ＣＰＵ２０は、シリンダコードＣＤをＩ／
Ｏポート２０ｃを介して入力し、速度制御処理に使用す
る。一方、バーストデータＢＤをＡ／Ｄコンバータ２０
ａを介して、ディジタルデータに変換した後に入力して
位置制御に使用する。
Ｏポート２０ｃを介して入力し、速度制御処理に使用す
る。一方、バーストデータＢＤをＡ／Ｄコンバータ２０
ａを介して、ディジタルデータに変換した後に入力して
位置制御に使用する。
【００３９】サーボデータ処理回路２３は、本実施形態
の速度制御処理に必要なサンプル間隔を決定するための
セクタパルス（サーボエリア２６ｂ毎に生成するサーボ
セクタパルス）を生成する機能を有する。 （本実施形態の速度制御系）本実施形態の速度制御系
は、図１に示すような原理的構成からなり、図２（Ａ）
に示すＣＰＵ２０を主構成要素とするヘッド位置決め制
御システムに適用される。
の速度制御処理に必要なサンプル間隔を決定するための
セクタパルス（サーボエリア２６ｂ毎に生成するサーボ
セクタパルス）を生成する機能を有する。 （本実施形態の速度制御系）本実施形態の速度制御系
は、図１に示すような原理的構成からなり、図２（Ａ）
に示すＣＰＵ２０を主構成要素とするヘッド位置決め制
御システムに適用される。
【００４０】本実施形態の速度制御系は、図３に示すよ
うに、モデル速度制御系１００と実速度制御系１０１に
大別された各構成要素からなり、実際にはＣＰＵ２０の
制御処理により実現される。
うに、モデル速度制御系１００と実速度制御系１０１に
大別された各構成要素からなり、実際にはＣＰＵ２０の
制御処理により実現される。
【００４１】モデル速度制御系１００は、実制御対象１
０に相当する制御対象モデル３０を有する。この制御対
象モデル３０は、２重積分要素３０ａ，３０ｂからな
り、モデル速度情報（参照速度軌道）Ｖｍとモデル位置
情報（参照位置軌道）Ｙｍを生成する。
０に相当する制御対象モデル３０を有する。この制御対
象モデル３０は、２重積分要素３０ａ，３０ｂからな
り、モデル速度情報（参照速度軌道）Ｖｍとモデル位置
情報（参照位置軌道）Ｙｍを生成する。
【００４２】さらに、モデル速度制御系１００は、目標
位置Ｐとモデル位置情報Ｙｍとの差（トラック数に相当
する距離）を求める差分要素３１と、目標速度情報（目
標速度軌道）Ｖｔとモデル速度情報Ｖｍとの差を求める
差分要素３４とを有する。
位置Ｐとモデル位置情報Ｙｍとの差（トラック数に相当
する距離）を求める差分要素３１と、目標速度情報（目
標速度軌道）Ｖｔとモデル速度情報Ｖｍとの差を求める
差分要素３４とを有する。
【００４３】速度テーブル３２は、差分要素３１の差に
応じた目標速度軌道Ｖｔを決定するための情報からなる
（図７を参照）。リミッタ３３は速度テーブル３２によ
り求められた目標速度値の上限を制限する。
応じた目標速度軌道Ｖｔを決定するための情報からなる
（図７を参照）。リミッタ３３は速度テーブル３２によ
り求められた目標速度値の上限を制限する。
【００４４】補償要素３５とリミッタ３６は、差分要素
３４の差に応じたモデル加速度情報（参照速度軌道）Ｕ
ｍを生成する。補償要素３５は差分要素３４の速度誤差
に定数値Ｋのゲインを掛ける要素である。モデル加速度
情報Ｕｍは、実速度制御系１０１に与えられると共に、
制御対象モデル３０の前段のゼロ次ホールド（サンプル
ホールド）要素３８に与えられる。また、モデル位置情
報Ｙｍは、遅延要素３７を介して実速度制御系１０１に
与えられる。
３４の差に応じたモデル加速度情報（参照速度軌道）Ｕ
ｍを生成する。補償要素３５は差分要素３４の速度誤差
に定数値Ｋのゲインを掛ける要素である。モデル加速度
情報Ｕｍは、実速度制御系１０１に与えられると共に、
制御対象モデル３０の前段のゼロ次ホールド（サンプル
ホールド）要素３８に与えられる。また、モデル位置情
報Ｙｍは、遅延要素３７を介して実速度制御系１０１に
与えられる。
【００４５】遅延要素３７は、実速度制御系１０１にお
いて、各種演算遅れに相当する遅延要素４２に対応する
ものである。即ち、モデル速度制御系１００は、制御対
象モデル３０に与える加速度軌道（モデル加速度情報Ｕ
ｍ）を実制御対象１０にも与えることにより、モデル位
置軌道（モデル位置情報Ｙｍ）に実位置軌道（実位置情
報Ｙ）を接近させるための制御系である。
いて、各種演算遅れに相当する遅延要素４２に対応する
ものである。即ち、モデル速度制御系１００は、制御対
象モデル３０に与える加速度軌道（モデル加速度情報Ｕ
ｍ）を実制御対象１０にも与えることにより、モデル位
置軌道（モデル位置情報Ｙｍ）に実位置軌道（実位置情
報Ｙ）を接近させるための制御系である。
【００４６】仮に、制御対象モデル３０と実制御対象１
０に差がなければ、同一時刻に同一の加速度軌道を与え
れば、モデル位置軌道と実位置軌道には誤差は生じな
い。しかし、実際上では、実速度制御系１０１におい
て、各種演算遅れに相当する遅延要素４２により、実制
御対象１０には加速度軌道Ｕｍが遅れて入力される。し
たがって、実位置軌道Ｙも、モデル位置軌道Ｙｍと比較
して遅れた軌道を描くことになる。
０に差がなければ、同一時刻に同一の加速度軌道を与え
れば、モデル位置軌道と実位置軌道には誤差は生じな
い。しかし、実際上では、実速度制御系１０１におい
て、各種演算遅れに相当する遅延要素４２により、実制
御対象１０には加速度軌道Ｕｍが遅れて入力される。し
たがって、実位置軌道Ｙも、モデル位置軌道Ｙｍと比較
して遅れた軌道を描くことになる。
【００４７】演算時間を零にすれば前記の問題が生じな
いが、実際上では不可能である。そこで、演算遅れを無
くすのではなく、逆にモデル制御系に遅れ要素３７を持
たせて、位置軌道の誤差を少なくさせる。
いが、実際上では不可能である。そこで、演算遅れを無
くすのではなく、逆にモデル制御系に遅れ要素３７を持
たせて、位置軌道の誤差を少なくさせる。
【００４８】実速度制御系１０１は、所定のサンプル間
隔毎に、差分要素４６により算出されるモデル位置情報
Ｙｍと実制御対象１０の実位置情報Ｙとの位置誤差Ｙｅ
をサンプリングし、加速度補正要素（以下コントローラ
と称する）４０に与える。
隔毎に、差分要素４６により算出されるモデル位置情報
Ｙｍと実制御対象１０の実位置情報Ｙとの位置誤差Ｙｅ
をサンプリングし、加速度補正要素（以下コントローラ
と称する）４０に与える。
【００４９】コントローラ４０は一種の補償要素であ
り、位置誤差Ｙｅに応じた加速度補正値Ｕｋを算出す
る。加算要素４１は、加速度補正値Ｕｋをモデル加速度
情報Ｕｍの補正値として加算する。
り、位置誤差Ｙｅに応じた加速度補正値Ｕｋを算出す
る。加算要素４１は、加速度補正値Ｕｋをモデル加速度
情報Ｕｍの補正値として加算する。
【００５０】この加算要素４１、遅延要素４２およびゼ
ロ次ホールド（サンプルホールド）要素４３により、実
制御対象１０を駆動制御するための制御操作量Ｄａを算
出する。即ち、実制御対象１０であるヘッド２１は、制
御操作量Ｄａに従って、モデル位置情報Ｙｍに対する実
位置情報Ｙの追従誤差Ｙｅがゼロに接近するように移動
制御される。
ロ次ホールド（サンプルホールド）要素４３により、実
制御対象１０を駆動制御するための制御操作量Ｄａを算
出する。即ち、実制御対象１０であるヘッド２１は、制
御操作量Ｄａに従って、モデル位置情報Ｙｍに対する実
位置情報Ｙの追従誤差Ｙｅがゼロに接近するように移動
制御される。
【００５１】ここで、制御操作量Ｄａは、衝撃等の外乱
力Ｅｆが加算要素４４により加算される。また、実制御
対象１０の位置情報は、ＨＤＤの機構の動作特性による
変動（例えばディスクの回転振動Ｄｒ）が加算要素４５
により加算される。 （本実施形態の速度制御系の動作）本実施形態の速度制
御系は、アクセス対象の目標トラックである目標位置Ｐ
が決定されると、ヘッド２１の現在位置（位置情報Ｙ）
から目標位置Ｐまでの移動距離に応じた目標速度軌道Ｖ
ｔ（図７を参照）に追従するように速度制御を実行す
る。本実施形態は、その速度制御を、モデル速度制御系
１００から得られるモデル位置情報Ｙｍに基づいて追従
誤差Ｙｅを算出し、この追従誤差Ｙｅに応じてモデル加
速度情報Ｕｍを調整して得られる制御操作量Ｄａにより
実行する。
力Ｅｆが加算要素４４により加算される。また、実制御
対象１０の位置情報は、ＨＤＤの機構の動作特性による
変動（例えばディスクの回転振動Ｄｒ）が加算要素４５
により加算される。 （本実施形態の速度制御系の動作）本実施形態の速度制
御系は、アクセス対象の目標トラックである目標位置Ｐ
が決定されると、ヘッド２１の現在位置（位置情報Ｙ）
から目標位置Ｐまでの移動距離に応じた目標速度軌道Ｖ
ｔ（図７を参照）に追従するように速度制御を実行す
る。本実施形態は、その速度制御を、モデル速度制御系
１００から得られるモデル位置情報Ｙｍに基づいて追従
誤差Ｙｅを算出し、この追従誤差Ｙｅに応じてモデル加
速度情報Ｕｍを調整して得られる制御操作量Ｄａにより
実行する。
【００５２】以下図４（Ａ），（Ｂ）のフローチャート
を参照して、その動作を説明する。まず、モデル速度制
御系１００では、目標位置Ｐが設定されると、差分要素
３１により目標位置Ｐとモデル位置Ｙｍとの差を求める
（ステップＳ１，Ｓ２）。即ち、ＣＰＵ２０はモデル速
度制御系１００により、制御対象モデル３０を目標位置
Ｐまで移動制御するためのモデル速度制御処理を実行す
る。
を参照して、その動作を説明する。まず、モデル速度制
御系１００では、目標位置Ｐが設定されると、差分要素
３１により目標位置Ｐとモデル位置Ｙｍとの差を求める
（ステップＳ１，Ｓ２）。即ち、ＣＰＵ２０はモデル速
度制御系１００により、制御対象モデル３０を目標位置
Ｐまで移動制御するためのモデル速度制御処理を実行す
る。
【００５３】目標位置Ｐとモデル位置Ｙｍとの差から、
速度テーブル３２を使用して目標速度軌道Ｖｔを求める
（ステップＳ３）。目標速度軌道Ｖｔは、図７に示すよ
うに、初期時には加速し、目標位置に接近するに従って
減速する速度曲線である。
速度テーブル３２を使用して目標速度軌道Ｖｔを求める
（ステップＳ３）。目標速度軌道Ｖｔは、図７に示すよ
うに、初期時には加速し、目標位置に接近するに従って
減速する速度曲線である。
【００５４】さらに、差分要素３４により目標速度軌道
Ｖｔとモデル速度Ｖｍとの差を求めて、モデル加速度値
Ｕｍである制御操作量を算出する（ステップＳ４，Ｓ
５）。この制御操作量は、図５に示すような応答特性を
示す。図５では、横軸を制御対象モデル３０の移動の開
始から終了までを時間Ｔで示し、縦軸を駆動電流量に換
算した制御操作量を示す。
Ｖｔとモデル速度Ｖｍとの差を求めて、モデル加速度値
Ｕｍである制御操作量を算出する（ステップＳ４，Ｓ
５）。この制御操作量は、図５に示すような応答特性を
示す。図５では、横軸を制御対象モデル３０の移動の開
始から終了までを時間Ｔで示し、縦軸を駆動電流量に換
算した制御操作量を示す。
【００５５】このような演算処理がサンプル間隔毎に繰
り返されて、モデル速度制御系１００では、制御対象モ
デル３０の位置Ｙｍが目標位置Ｐに整定される（ステッ
プＳ６）。このとき、モデル位置軌道Ｙｍは図６に示す
ような特性を示す。
り返されて、モデル速度制御系１００では、制御対象モ
デル３０の位置Ｙｍが目標位置Ｐに整定される（ステッ
プＳ６）。このとき、モデル位置軌道Ｙｍは図６に示す
ような特性を示す。
【００５６】前述の演算過程で、サンプル間隔毎にモデ
ル速度制御系１００の制御操作量に相当するモデル加速
度情報Ｕｍが得られる。ここで、モデル速度制御系１０
０の状態量の演算式は、下記（１），（２）のようにな
る。 Ｖｍ（Ｔ＋１）＝Ｖｍ（Ｔ）＋Ｕｍ（Ｔ）＊Ｔｄ…（１） Ｙｍ（Ｔ＋１）＝Ｙｍ（Ｔ）＋（Ｖｍ（Ｔ＋１）＋Ｖｍ（Ｔ））＊（Ｔｄ／２） …（２） 但し、Ｖｍ（Ｔ）はＴ時点でのモデル速度、Ｖｍ（Ｔ＋
１）はＴ＋１時点でのモデル速度、Ｙｍ（Ｔ）はＴ時点
でのモデル位置、Ｙｍ（Ｔ＋１）はＴ＋１時点でのモデ
ル位置、Ｕｍ（Ｔ）はＴ時点でのモデル加速度、Ｔｄは
サンプル時間を示す。
ル速度制御系１００の制御操作量に相当するモデル加速
度情報Ｕｍが得られる。ここで、モデル速度制御系１０
０の状態量の演算式は、下記（１），（２）のようにな
る。 Ｖｍ（Ｔ＋１）＝Ｖｍ（Ｔ）＋Ｕｍ（Ｔ）＊Ｔｄ…（１） Ｙｍ（Ｔ＋１）＝Ｙｍ（Ｔ）＋（Ｖｍ（Ｔ＋１）＋Ｖｍ（Ｔ））＊（Ｔｄ／２） …（２） 但し、Ｖｍ（Ｔ）はＴ時点でのモデル速度、Ｖｍ（Ｔ＋
１）はＴ＋１時点でのモデル速度、Ｙｍ（Ｔ）はＴ時点
でのモデル位置、Ｙｍ（Ｔ＋１）はＴ＋１時点でのモデ
ル位置、Ｕｍ（Ｔ）はＴ時点でのモデル加速度、Ｔｄは
サンプル時間を示す。
【００５７】一方、実速度制御系１０１では、サンプル
間隔毎に、モデル速度制御系１００により得られるモデ
ル加速度情報Ｕｍが加算要素４１を介して入力される
（ステップＳ７）。このモデル加速度情報Ｕｍに基づい
て得られる制御操作量Ｄａにより、実制御対象（即ち、
ヘッド２１）１０は移動制御される。
間隔毎に、モデル速度制御系１００により得られるモデ
ル加速度情報Ｕｍが加算要素４１を介して入力される
（ステップＳ７）。このモデル加速度情報Ｕｍに基づい
て得られる制御操作量Ｄａにより、実制御対象（即ち、
ヘッド２１）１０は移動制御される。
【００５８】即ち、ＣＰＵ２０は、モデル速度制御系１
００により算出したモデル加速度情報Ｕｍに基づいて制
御操作量Ｄａを求めて、図２（Ａ）に示すように、Ｄ／
Ａコンバータ２０ｂとパワーアンプ２４を介して、ＶＣ
Ｍ２５の駆動電流量に変換してヘッド２１を移動制御す
る。
００により算出したモデル加速度情報Ｕｍに基づいて制
御操作量Ｄａを求めて、図２（Ａ）に示すように、Ｄ／
Ａコンバータ２０ｂとパワーアンプ２４を介して、ＶＣ
Ｍ２５の駆動電流量に変換してヘッド２１を移動制御す
る。
【００５９】ところで、実制御対象１０は、前述したよ
うに外乱力ＥｆやＨＤＤの機構の動作特性による変動
（例えばディスクの回転振動Ｄｒ）の影響により、モデ
ル位置軌道Ｙｍとは異なる位置軌道Ｙを描くことにな
る。
うに外乱力ＥｆやＨＤＤの機構の動作特性による変動
（例えばディスクの回転振動Ｄｒ）の影響により、モデ
ル位置軌道Ｙｍとは異なる位置軌道Ｙを描くことにな
る。
【００６０】差分要素４６は、そのモデル位置軌道Ｙｍ
に対する実位置軌道Ｙの追従誤差Ｙｅを算出する（ステ
ップＳ８）。コントローラ４０は追従誤差Ｙｅに応じた
加速度補正値Ｕｋを算出する（ステップＳ９）。加算要
素４１は、その加速度補正値Ｕｋをモデル加速度情報Ｕ
ｍに補正値として加算する（ステップＳ１０）。これに
より、追従誤差Ｙｅに従って制御操作量Ｄａが調整され
て、実制御対象１０はモデル位置軌道Ｙｍに対して追従
するように制御される。
に対する実位置軌道Ｙの追従誤差Ｙｅを算出する（ステ
ップＳ８）。コントローラ４０は追従誤差Ｙｅに応じた
加速度補正値Ｕｋを算出する（ステップＳ９）。加算要
素４１は、その加速度補正値Ｕｋをモデル加速度情報Ｕ
ｍに補正値として加算する（ステップＳ１０）。これに
より、追従誤差Ｙｅに従って制御操作量Ｄａが調整され
て、実制御対象１０はモデル位置軌道Ｙｍに対して追従
するように制御される。
【００６１】即ち、サンプル間隔毎に追従誤差Ｙｅに応
じた制御操作量Ｄａの補正処理が実行されることによ
り、実制御対象１０の実位置軌道Ｙがモデル位置軌道Ｙ
ｍに追従されていく（ステップＳ１１）。このとき、実
位置軌道Ｙは図８に示す実線のような特性を示す。な
お、破線はモデル位置軌道Ｙｍを示す。
じた制御操作量Ｄａの補正処理が実行されることによ
り、実制御対象１０の実位置軌道Ｙがモデル位置軌道Ｙ
ｍに追従されていく（ステップＳ１１）。このとき、実
位置軌道Ｙは図８に示す実線のような特性を示す。な
お、破線はモデル位置軌道Ｙｍを示す。
【００６２】以上のように本実施形態によれば、アクセ
ス対象の目標トラックである目標位置Ｐが決定される
と、モデル速度制御系１００により、モデル位置Ｙｍを
目標位置Ｐに整定するための速度制御処理を実行する。
即ち、制御対象モデル３０を目標速度軌道Ｖｔに追従さ
せるような速度制御処理を実行し、所定のサンプル間隔
毎にモデル位置Ｙｍ、モデル速度Ｖｍおよびモデル制御
操作量に相当するモデル加速度Ｕｍを生成する。
ス対象の目標トラックである目標位置Ｐが決定される
と、モデル速度制御系１００により、モデル位置Ｙｍを
目標位置Ｐに整定するための速度制御処理を実行する。
即ち、制御対象モデル３０を目標速度軌道Ｖｔに追従さ
せるような速度制御処理を実行し、所定のサンプル間隔
毎にモデル位置Ｙｍ、モデル速度Ｖｍおよびモデル制御
操作量に相当するモデル加速度Ｕｍを生成する。
【００６３】モデル速度制御系１００は理論式に基づい
た一種のシミュレーションであり、目標位置Ｐに整定で
きる正確なモデル位置軌道Ｙｍとそれに伴うモデル制御
操作量に相当するモデル加速度Ｕｍを得ることができ
る。
た一種のシミュレーションであり、目標位置Ｐに整定で
きる正確なモデル位置軌道Ｙｍとそれに伴うモデル制御
操作量に相当するモデル加速度Ｕｍを得ることができ
る。
【００６４】一方、ヘッド２１である実制御対象１０を
移動制御する実速度制御系１０１は、サンプル間隔毎に
モデル速度制御系１００により得られるモデル加速度情
報Ｕｍ基づいて制御操作量Ｄａを算出する。
移動制御する実速度制御系１０１は、サンプル間隔毎に
モデル速度制御系１００により得られるモデル加速度情
報Ｕｍ基づいて制御操作量Ｄａを算出する。
【００６５】実制御対象１０は、外乱力Ｅｆやディスク
の回転変動Ｄｒ等の要因により変動するため、モデル位
置軌道Ｙｍに対して誤差のある実位置軌道Ｙを描くこと
になる。このモデル位置軌道Ｙｍに対する実位置軌道Ｙ
の追従誤差Ｙｅを求めて、この追従誤差Ｙｅを解消する
ような加速度補正値を算出することにより、制御操作量
Ｄａが適正値になるように調整する。したがって、最終
的には、実位置軌道Ｙをモデル位置軌道Ｙｍに追従させ
ることにより、結果的に実制御対象１０を目標位置Ｐに
整定することができる。
の回転変動Ｄｒ等の要因により変動するため、モデル位
置軌道Ｙｍに対して誤差のある実位置軌道Ｙを描くこと
になる。このモデル位置軌道Ｙｍに対する実位置軌道Ｙ
の追従誤差Ｙｅを求めて、この追従誤差Ｙｅを解消する
ような加速度補正値を算出することにより、制御操作量
Ｄａが適正値になるように調整する。したがって、最終
的には、実位置軌道Ｙをモデル位置軌道Ｙｍに追従させ
ることにより、結果的に実制御対象１０を目標位置Ｐに
整定することができる。
【００６６】ここで、目標位置Ｐに追従して、いわば実
制御対象１０に対して基準となるモデル位置軌道Ｙｍ
は、予め設定した理論式に基づいたモデル速度制御系１
００により得られるため、正確に設定される。実速度制
御系１０１では、そのモデル位置軌道Ｙｍに対して、実
制御対象１０の実位置軌道Ｙを追従させる速度制御が実
行されるため、結果的に実制御対象１０を正確に目標位
置Ｐに整定することができる。このとき、実制御対象１
０の実位置軌道Ｙは前述のように、外乱力Ｅｆやディス
クの回転変動Ｄｒ等の変動要因が含まれた状態の軌道で
ある。したがって、結果的に実速度制御系１０１では、
そのような変動要因を制御系の中で吸収した速度制御処
理が実行されることになる。
制御対象１０に対して基準となるモデル位置軌道Ｙｍ
は、予め設定した理論式に基づいたモデル速度制御系１
００により得られるため、正確に設定される。実速度制
御系１０１では、そのモデル位置軌道Ｙｍに対して、実
制御対象１０の実位置軌道Ｙを追従させる速度制御が実
行されるため、結果的に実制御対象１０を正確に目標位
置Ｐに整定することができる。このとき、実制御対象１
０の実位置軌道Ｙは前述のように、外乱力Ｅｆやディス
クの回転変動Ｄｒ等の変動要因が含まれた状態の軌道で
ある。したがって、結果的に実速度制御系１０１では、
そのような変動要因を制御系の中で吸収した速度制御処
理が実行されることになる。
【００６７】従来の速度制御系では過渡制御系に移行し
て、制御対象の変動分の解消がなされる。しかしなが
ら、前述したように過渡制御に移行したときに、速度制
御時の変動を吸収できず、目標位置から大きく外れるオ
ーバーシュートやアンダーシュートのような状態が発生
することがある。これに対して、本実施形態の速度制御
系では、結果的に制御対象の変動分を吸収できる制御処
理が実行されるため、いわば従来の過渡制御に相当する
制御処理を省略しても、高精度にヘッドを目標位置また
はその近傍に整定することが可能となる。
て、制御対象の変動分の解消がなされる。しかしなが
ら、前述したように過渡制御に移行したときに、速度制
御時の変動を吸収できず、目標位置から大きく外れるオ
ーバーシュートやアンダーシュートのような状態が発生
することがある。これに対して、本実施形態の速度制御
系では、結果的に制御対象の変動分を吸収できる制御処
理が実行されるため、いわば従来の過渡制御に相当する
制御処理を省略しても、高精度にヘッドを目標位置また
はその近傍に整定することが可能となる。
【００６８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、モ
デル速度制御系と実速度制御系とからなり、従来の速度
制御系とは原理的に異なる速度制御系により、結果的に
制御対象に対する外乱の作用等の環境要因や機構の動作
特性による変動要因を、制御系の中で吸収できる高精度
のヘッド位置決め制御を実現することができる。したが
って、例えばＨＤＤに適用することにより、ヘッドをデ
ィスク上の目標位置に安定かつ高精度に整定できるヘッ
ド位置決め制御システムを提供することが可能となる。
デル速度制御系と実速度制御系とからなり、従来の速度
制御系とは原理的に異なる速度制御系により、結果的に
制御対象に対する外乱の作用等の環境要因や機構の動作
特性による変動要因を、制御系の中で吸収できる高精度
のヘッド位置決め制御を実現することができる。したが
って、例えばＨＤＤに適用することにより、ヘッドをデ
ィスク上の目標位置に安定かつ高精度に整定できるヘッ
ド位置決め制御システムを提供することが可能となる。
【図１】本発明の実施形態に関係するヘッド位置決め制
御システムの速度制御系の原理を説明するためのブロッ
ク図。
御システムの速度制御系の原理を説明するためのブロッ
ク図。
【図２】本実施形態に関係するＨＤＤのヘッド位置決め
制御システムのハードウェア構成を説明するためのブロ
ック図。
制御システムのハードウェア構成を説明するためのブロ
ック図。
【図３】本実施形態に関係する速度制御系を説明するた
めの概念ブロック図。
めの概念ブロック図。
【図４】本実施形態に関係する速度制御系の動作を説明
するためのフローチャート。
するためのフローチャート。
【図５】本実施形態に関係する速度制御系の動作を説明
するための特性図。
するための特性図。
【図６】本実施形態に関係する速度制御系の動作を説明
するための特性図。
するための特性図。
【図７】本実施形態に関係する速度制御系の動作を説明
するための特性図。
するための特性図。
【図８】本実施形態に関係する速度制御系の動作を説明
するための特性図。
するための特性図。
【図９】従来の速度制御系を説明するための概念ブロッ
ク図。
ク図。
１…差分要素 ２…速度テーブル ３…リミッタ ４…差分要素 ５…補償要素 ６…リミッタ ７…遅延要素（ディレー） ８…ゼロ次ホールド要素（サンプルホールド） ９…加算要素 １０…制御対象 １１…加算要素 １２…サンプラ １３…速度検出部（速度推定要素） ２０…マイクロコントローラ（ＣＰＵ） ２０ａ…Ａ／Ｄコンバータ ２０ｂ…Ｄ／Ａコンバータ ２０ｃ…Ｉ／Ｏポート ２１…ヘッド ２２…ヘッドアンプ ２３…サーボデータ処理回路 ２４…パワーアンプ ２５…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ） ２６…ディスク ２７…ヘッドアクチュエータ２７ ２８…スピンドルモータ ３０…制御対象モデル ３０ａ，３０ｂ…２重積分要素 ３１…差分要素 ３２…速度テーブル ３３…リミッタ ３４…差分要素 ３５…補償要素 ３６…リミッタ ３７…遅延要素 ３８…ゼロ次ホールド要素（サンプルホールド） ３９…サンプラ ４０…加速度補正要素（コントローラ） ４１…加算要素 ４２…遅延要素 ４３…ゼロ次ホールド要素（サンプルホールド） ４４…加算要素 ４５…加算要素 ４６…差分要素 １００…モデル速度制御系 １０１…実速度制御系
Claims (8)
- 【請求項１】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
において、 前記ヘッドを移動して前記目標位置に整定するためのモ
デル速度制御処理を実行し、このモデル速度制御処理に
伴って算出するモデル位置情報とモデル加速度情報を出
力するモデル速度制御手段と、 前記サーボデータを使用して算出した前記ヘッドの実際
上の位置に相当する実位置情報と前記モデル位置情報と
の位置誤差を算出し、この位置誤差に基づいて前記ヘッ
ドの移動制御量を調整して前記ヘッドを前記目標位置ま
で移動制御する実速度制御手段とを具備したことを特徴
とするヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項２】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
において、 前記ヘッドを移動して前記目標位置に整定するためのモ
デル速度制御処理を実行し、このモデル速度制御処理に
伴って算出するモデル位置情報とモデル加速度情報を出
力するモデル速度制御手段と、 前記モデル加速度情報に基づいて前記ヘッドを移動し、
前記ヘッドの移動に伴って前記サーボデータを使用して
算出された実位置情報と前記モデル位置情報との誤差に
応じた加速度補正値を算出して、この加速度補正値によ
り前記モデル加速度情報を補正して前記ヘッドを前記目
標位置まで移動制御する実速度制御手段とを具備したこ
とを特徴とするヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項３】 前記モデル速度制御手段は、前記目標位
置と前記モデル位置との差に応じた目標速度情報を求め
るための目標速度テーブルと、前記モデル位置情報とモ
デル速度情報を生成するため２重積分処理手段と、前記
目標速度情報と前記モデル速度情報との差に応じた前記
モデル加速度情報を算出する手段とを有することを特徴
とする請求項１または請求項２のヘッド位置決め制御シ
ステム。 - 【請求項４】 前記実速度制御手段は、前記ヘッドの移
動に伴って前記サーボデータを使用して前記実位置情報
を生成する手段と、前記実位置情報と前記モデル位置情
報との誤差を算出する手段と、前記誤差に応じた前記加
速度補正値を算出する手段と、前記加速度補正値を前記
モデル加速度情報に加算する加算手段と、前記加算手段
の加算結果に基づいて前記ヘッドを移動させるための駆
動電流値を算出する手段とを有することを特徴とする請
求項１または請求項２のヘッド位置決め制御システム。 - 【請求項５】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
において、 前記ヘッドにより前記ディスクから読出された読出し信
号から前記サーボデータを抽出して出力するサーボデー
タ処理手段と、 駆動電流値に応じた加速度により前記ヘッドを前記目標
位置まで移動させるためのヘッド駆動手段と、 前記サーボデータ処理手段から前記サーボデータを入力
して前記ヘッドの実位置情報を算出し、前記目標位置に
前記ヘッドを移動して整定するためのモデル位置情報と
モデル加速度情報を算出するモデル速度制御処理を実行
し、前記実位置情報と前記モデル位置情報との位置誤差
を算出し、この位置誤差に基づいて前記モデル加速度情
報を補正した加速度情報を算出し、前記加速度情報に応
じた前記駆動電流値を算出して前記ヘッド駆動手段を制
御する制御手段とを具備したことを特徴とする制御手段
とを具備したことを特徴とするヘッド位置決め制御シス
テム。 - 【請求項６】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
に適用する速度制御方法であって、 前記目標位置とモデル位置との差に応じた目標速度情報
を算出するステップと、 前記目標速度情報と前記モデル位置に従ったモデル速度
情報との差からモデル加速度情報を算出するステップ
と、 前記モデル加速度情報に応じた前記モデル位置と前記モ
デル速度情報を算出するステップと、 前記モデル加速度情報に応じて前記ヘッドを移動したと
きに、前記サーボデータを使用して前記ヘッドの実際上
の位置に相当する実位置情報を算出するステップと、 前記実位置情報と前記モデル位置情報との位置誤差を算
出するステップと、 前記位置誤差に応じた加速度補正値を算出して、前記モ
デル加速度情報を補正して前記ヘッドを前記目標位置ま
で移動制御するステップとからなることを特徴とする速
度制御方法。 - 【請求項７】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
に適用する速度制御方法であって、 前記目標位置に前記ヘッドを整定するためのモデル速度
制御処理を実行するステップであって、前記モデル速度
制御処理に伴ってモデル位置情報とモデル加速度情報を
算出するステップと、 前記モデル加速度情報を参照して前記ヘッドを前記目標
位置まで移動制御する実速度制御処理を実行するステッ
プであって、前記サーボデータを使用して算出した前記
ヘッドの実際上の位置に相当する実位置情報と前記モデ
ル位置情報との位置誤差を算出するステップと、 前記位置誤差に基づいて前記モデル加速度情報を補正し
て前記ヘッドを前記目標位置まで移動制御するための制
御量を算出するステップとからなることを特徴とする速
度制御方法。 - 【請求項８】 記録媒体であるディスクに記録されたサ
ーボデータに基づいて、データのリード／ライトを行な
うヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御す
るディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム
に適用するシーク制御方法であって、 前記目標位置に前記ヘッドを整定させるためのモデル速
度制御処理を実行するステップであって、前記モデル速
度制御処理に伴ってモデル位置情報とモデル加速度情報
を算出するステップと、 前記モデル位置情報の時間的に遅れたモデル位置情報を
算出するステップと、 前記モデル加速度情報を参照して前記ヘッドを前記目標
位置まで移動制御するシーク制御処理を実行するステッ
プであって、前記サーボデータを使用して算出した前記
ヘッドの実際上の位置に相当する実位置情報と前記時間
的に遅れたモデル位置情報との位置誤差を算出するステ
ップと、 前記位置誤差に基づいて前記モデル加速度情報を補正し
て前記ヘッドを前記目標位置まで移動するための制御量
を算出するステップとからなることを特徴とするシーク
制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230322A JPH0973618A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法 |
| US08/698,515 US5754358A (en) | 1995-09-07 | 1996-08-15 | Head positioning system and method for use in disk recording/reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7230322A JPH0973618A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973618A true JPH0973618A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=16906023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7230322A Pending JPH0973618A (ja) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5754358A (ja) |
| JP (1) | JPH0973618A (ja) |
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| US6961205B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-11-01 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. | Magnetic disk apparatus |
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| US7929242B2 (en) | 2007-10-23 | 2011-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic disk apparatus and method for controlling magnetic head |
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| US5646797A (en) * | 1990-09-18 | 1997-07-08 | Rodime Plc | Digital servo control system for use in disk drives |
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1995
- 1995-09-07 JP JP7230322A patent/JPH0973618A/ja active Pending
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1996
- 1996-08-15 US US08/698,515 patent/US5754358A/en not_active Expired - Lifetime
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| US7929242B2 (en) | 2007-10-23 | 2011-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic disk apparatus and method for controlling magnetic head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5754358A (en) | 1998-05-19 |
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