JPH05120817A - Method and device for controlling positioning head - Google Patents
Method and device for controlling positioning headInfo
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- JPH05120817A JPH05120817A JP30844191A JP30844191A JPH05120817A JP H05120817 A JPH05120817 A JP H05120817A JP 30844191 A JP30844191 A JP 30844191A JP 30844191 A JP30844191 A JP 30844191A JP H05120817 A JPH05120817 A JP H05120817A
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- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系を
改善する。
【構成】 検出された位置誤差信号11と駆動信号26
から、マイクロコンピュータ30により外乱及び内力が
加わっていないときのヘッド位置を推定し、これと検出
したヘッド位置との差を外乱補償信号28として駆動信
号26を補正する。
【効果】 外乱や内力に起因した残留振動を抑制でき、
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。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the head positioning control system of a magnetic disk drive. [Structure] Detected position error signal 11 and drive signal 26
From the above, the microcomputer 30 estimates the head position when no disturbance or internal force is applied, and the difference between this and the detected head position is used as the disturbance compensation signal 28 to correct the drive signal 26. [Effect] It is possible to suppress residual vibration caused by disturbance and internal force,
It is possible to improve the positioning accuracy and shorten the access time.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置や光
ディスク装置などのヘッド位置決め制御方法及び装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head positioning control method and device for a magnetic disk device, an optical disk device and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気ディスクにおいては、円板の回転数
の上昇にともなって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、起動及び停
止時にはヘッドをデータエリアの外に位置づける制御が
行われる。このために、リトラクトバネと呼ばれるばね
でヘッド駆動用のアクチュエータを一方向に押し付けた
り、アクチュエータの自重でヘッドを非データエリアに
退避する方式がとられている。このばね力やアクチュエ
ータ自身の自重といった外力は、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。また磁気ディス
ク装置では、円板は高速回転しているため、回転周波数
で振動し、この振動が位置信号に外乱として重畳され
る。さらに磁気ディスク装置では、外界からの振動を遮
断するために、円板やアクチュエータを登載するベース
とメインベースとの間にダンパを挿入することが一般に
行われるが、アクチュエータがヘッドを移動させるとき
に生じる駆動力は、ベースに反力となって伝わり、ベー
スや円板に振動を引き起こす。これらの振動は、ヘッド
位置決め制御系に外乱として作用する。この結果、ヘッ
ドを目標トラックまで移動位置決めし、円板上のデータ
をアクセスするためには、ベース振動や円板振動が小さ
くなるまで待つ必要があるため、目標トラックまでのヘ
ッドの移動時間、すなわちアクセス時間が延びてしまう
という問題があった。2. Description of the Related Art In a magnetic disk, a magnetic head generally floats as the number of revolutions of a disk rises. To protect the data storage area, the head is moved to the data area when starting and stopping. Positioning control is performed outside. For this reason, a spring called a retract spring is used to push the actuator for driving the head in one direction, or the head is retracted to the non-data area by the weight of the actuator. The external force such as the spring force or the self-weight of the actuator itself has a great influence on the head positioning control system, and causes a variation in the transient response due to a steady position deviation or a difference in the moving direction. Further, in the magnetic disk device, since the disk rotates at high speed, it vibrates at the rotation frequency, and this vibration is superimposed on the position signal as a disturbance. Further, in a magnetic disk device, a damper is generally inserted between a base on which a disk or an actuator is mounted and a main base in order to block vibrations from the outside, but when the actuator moves the head, The generated driving force is transmitted as a reaction force to the base, causing vibrations in the base and the disc. These vibrations act as a disturbance on the head positioning control system. As a result, in order to move and position the head to the target track and access the data on the disc, it is necessary to wait until the base vibration and the disc vibration become small. There was a problem that the access time was extended.
【0003】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
先に微少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
の上に登載されている。微少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、コースアクチュエータだけで位置決め
を行わざるを得ないため、位置決め精度が低下するとい
う問題があった。Further, in the conventional optical disk device, a coarse actuator for moving a large distance in order to move and position the head, and a fine actuator for fine positioning at the tip of the coarse actuator are prepared. The head is mounted on the fine actuator. In order to perform minute positioning, the fine actuator must be operating.However, if the disc eccentricity is large compared to the stroke of the fine actuator, the coarse actuator must be used for positioning. There was a problem that the accuracy was lowered.
【0004】これらの問題に対処するための従来の外乱
補償方法としては、特公平1ー43378号公報に記載
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や、特開昭57ー
94961号公報に記載のように、アクチュエータの駆
動力の反力による振動エネルギーを吸収するダンピング
機構を設けたディスク装置などが提案されている。As a conventional disturbance compensation method for coping with these problems, as described in Japanese Patent Publication No. 1-43378, the estimated speed signal and the error signal of the speed signal are fed back to the input of the power amplifier. A method of performing compensation by adding as a disturbance canceling signal to the above, a disk device having a damping mechanism for absorbing vibration energy due to a reaction force of the driving force of an actuator, as described in JP-A-57-94961, Proposed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ディスク記憶装置の大
容量化と高速化にともなって、トラック幅の狭小化、ア
クチュエータの軽量化が著しいが、この結果外乱や内力
に起因する振動の影響はますます無視できなくなってき
ている。前述したように、ディスク記憶装置の円板中心
と重心が一致していないとき、円板は回転周波数で振動
し、またヘッドを目的のトラックまで移動させる際のア
クチュエータ駆動力の反力によるベース振動は、ヘッド
が目標トラックに到達してデータを読み書きしていると
きにも残留振動として残っていることがある。これらの
振動を従来の閉ループ系の応答周波数を増大することで
抑制するのは、ヘッド支持機構系の共振特性から限界が
ある。また外乱を推定する方法としての、上記した特公
平1ー43378号公報記載の、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は、低
周波の外乱を抑制できるが、速度信号として高周波のノ
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が高周波領域で低下し、位置微分回路の
周波数帯域を高くすることができない。従って高周波の
外乱及び振動を抑制できないという欠点があった。一
方、特開昭57ー94961号公報記載の方法は、アク
チュエータ駆動力の反力エネルギーをダンピング機構で
吸収し振動を低減することはできるが、アクチュエータ
に外乱が作用したり、円板が偏心したり、円板支持部材
が振動した場合には、これらの振動を抑制できないと言
う問題がある。With the increase in capacity and speed of disk storage devices, track widths are becoming narrower and actuators are becoming lighter in weight, but as a result, the effects of vibrations caused by external disturbances and internal forces will increase. It cannot be ignored anymore. As described above, when the center of the disk of the disk storage device does not coincide with the center of gravity, the disk vibrates at the rotation frequency and the base vibration due to the reaction force of the actuator driving force when moving the head to the target track. May remain as residual vibration even when the head reaches the target track and reads or writes data. There is a limit to suppressing these vibrations by increasing the response frequency of the conventional closed loop system due to the resonance characteristics of the head support mechanism system. Further, as a method of estimating a disturbance, the method of amplifying and feeding back the error between the detected speed signal and the estimated speed signal, which is described in Japanese Patent Publication No. 1-43378, can suppress low-frequency disturbance, but Since a signal obtained by differentiating a position signal containing high-frequency noise is used as, the S / N of the speed signal decreases in the high-frequency region, and the frequency band of the position differentiating circuit cannot be increased. Therefore, there is a drawback that high frequency disturbance and vibration cannot be suppressed. On the other hand, the method described in JP-A-57-94961 can absorb the reaction force energy of the actuator driving force by the damping mechanism to reduce the vibration, but the actuator may be disturbed or the disc may be eccentric. Alternatively, when the disk support member vibrates, there is a problem that these vibrations cannot be suppressed.
【0006】本発明の目的は、外乱や内力に起因した振
動を抑制し高精度なヘッド位置決めとアクセス時間の短
縮を図ることが可能なヘッド位置決め制御方法及び装置
を提供するにある。An object of the present invention is to provide a head positioning control method and apparatus capable of suppressing vibrations caused by external disturbances and internal forces to achieve highly accurate head positioning and shorten access time.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、ディスクから
ヘッドにより読みだされたサーボ情報からヘッドの位置
に関する位置情報を検出し、この検出された位置情報と
与えられた目標位置とを位置決め補償手段に入力して位
置決め補償信号を生成し、この位置決め補償信号を駆動
回路に入力して、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生成し、この駆動信号によって
ヘッドが前記目標位置へ移動されるように制御するヘッ
ド位置決め制御方法に於て、前記駆動信号及び位置情報
を入力として外乱補償信号を推定算出し、この推定算出
された外乱補償信号を前記位置決め補償信号に加算し、
前記駆動信号を補正することとした(請求項1)。According to the present invention, position information relating to the position of the head is detected from servo information read by the head from a disk, and the detected position information and a given target position are position-compensated. Input to the means to generate a positioning compensation signal, and the positioning compensation signal is input to a drive circuit to generate a drive signal for driving an actuator to which the head is fixed, and the drive signal causes the head to move to the target position. In a head positioning control method of controlling to move, a disturbance compensation signal is estimated and calculated by inputting the drive signal and position information, and the estimated and calculated disturbance compensation signal is added to the positioning compensation signal.
The drive signal is corrected (claim 1).
【0008】更に本発明は、ディスクへのデータアクセ
スに先立って前記推定算出用の内部変数に初期値を与え
て推定を行わせ、この推定の結果による駆動信号の補正
が上記データアクセス開始時にすぐに行えるようにした
(請求項2)。Further, according to the present invention, prior to the data access to the disk, an initial value is given to the internal variable for the estimation calculation to perform the estimation, and the correction of the drive signal based on the result of the estimation is immediately performed at the start of the data access. (Claim 2).
【0009】更に本発明は、ディスクからヘッドにより
読みだされたサーボ情報からヘッドの位置に関する位置
情報を検出する位置検出手段と、この手段により検出さ
れた位置情報と与えられた目標位置とを入力して、位置
決め補償信号を生成する位置決め補償手段と前記位置決
め補償信号を入力して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生成する駆動回路と、前記駆動
信号及び位置情報を入力して外乱補償信号を推定算出す
る推定手段と、この推定手段により推定された外乱補償
信号と前記位置決め補償信号とを加算する加算手段と、
前記駆動信号によりヘッドが前記目標位置へ移動するよ
うに制御する制御手段を備えるようにした(請求項
3)。Further, according to the present invention, the position detecting means for detecting the position information regarding the position of the head from the servo information read by the head from the disk, and the position information detected by this means and the given target position are inputted. A positioning compensation means for generating a positioning compensation signal, a driving circuit for receiving the positioning compensation signal to generate a driving signal for driving an actuator to which the head is fixed, and a disturbance for receiving the driving signal and position information. Estimating means for estimating and calculating a compensation signal; adding means for adding the disturbance compensation signal estimated by the estimating means and the positioning compensation signal;
A control means for controlling the head to move to the target position by the drive signal is provided (claim 3).
【0010】更に本発明は、ディスクへのデータアクセ
スに先立って推定算出用の内部変数に初期値を与えて前
記推定手段で推定を行わせ、この推定の結果による前記
駆動信号の補正が前記データアクセス開始時にすぐに行
えるようにした(請求項4)。Further, according to the present invention, prior to the data access to the disk, an initial value is given to an internal variable for estimation calculation to cause the estimation means to perform the estimation, and the correction of the drive signal based on the result of the estimation corrects the data. It is made possible to perform it immediately at the start of access (claim 4).
【0011】更に本発明は、ディスクのサーボ情報がデ
ィスク面の半径方向及び周方向の位置を示す情報である
場合に、前記推定手段に記憶手段を付加し、前記推定手
段は、ディスク装置の電源がオンとされたとき及び予め
定められた一定周期毎に各トラック毎に外乱補償信号を
推定して前記記憶手段に格納し、ディスクのデータアク
セス時には前記記憶手段に格納された対応トラックの前
記外乱補償信号を用いて前記駆動信号の補正を行うこと
とした(請求項5)。Further, according to the present invention, when the servo information of the disk is information indicating the radial and circumferential positions of the disk surface, a memory means is added to the estimating means, and the estimating means is a power source of the disk device. Is turned on and a disturbance compensation signal is estimated for each track at predetermined intervals and stored in the storage means, and at the time of disk data access, the disturbance of the corresponding track stored in the storage means. The drive signal is corrected using a compensation signal (claim 5).
【0012】更に本発明は、前記推定手段は、予め定め
られたトラックに関してのみ前記サーボ信号を用いた外
乱補償信号の推定を行い、他のトラックに関する外乱補
償信号は前記サーボ信号を用いて求めた推定外乱補償信
号の補間により推定することとした(請求項6)。Further, according to the present invention, the estimating means estimates the disturbance compensation signal using the servo signal only for a predetermined track, and the disturbance compensation signals for other tracks are obtained using the servo signal. The estimation is performed by interpolation of the estimated disturbance compensation signal (claim 6).
【0013】更に本発明は、ディスクの1つの面がサー
ボ情報のみのサーボ面であり、他の全ての面がサーボ情
報とデータを記録した共用面であるディスク装置のヘッ
ド位置決め制御装置において、上記サーボ面に対向する
サーボヘッドで読み出されたサーボ情報からサーボヘッ
ドの位置情報を検出する第1の検出手段と、前記共用面
に対向するデータヘッドで読み出されたサーボ情報から
データヘッドの位置情報を検出する第2の検出手段と、
この第2の検出手段により検出された位置情報と与えら
れた目標位置とを入力して位置決め補償信号を生成する
位置決め補償手段と前記位置決め補償信号を入力してヘ
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
生成する駆動回路と、前記駆動信号及び位置情報を入力
して外乱補償信号を推定算出する推定手段と、この推定
手段により推定された外乱補償信号と前記位置決め補償
信号とを加算する加算手段と、前記駆動信号によりヘッ
ドが前記目標位置へ移動するように制御する制御手段を
備えることとした(請求項7)。Further, the present invention provides a head positioning control device for a disk device, wherein one surface of the disk is a servo surface having only servo information and all the other surfaces are shared surfaces on which servo information and data are recorded. First detection means for detecting position information of the servo head from servo information read by the servo head facing the servo surface, and position of the data head from servo information read by the data head facing the common surface Second detection means for detecting information,
Positioning compensating means for inputting the position information detected by the second detecting means and the given target position to generate a positioning compensating signal and the positioning compensating signal are inputted to drive the actuator to which the head is fixed. A drive circuit that generates a drive signal, an estimation unit that estimates and calculates a disturbance compensation signal by inputting the drive signal and position information, and an addition that adds the disturbance compensation signal estimated by the estimation unit and the positioning compensation signal. And a control means for controlling the head to move to the target position by the drive signal (claim 7).
【0014】更に本発明は、前記推定手段と補正手段と
の間に、予め定められた遮断周波数を持つハイパスフィ
ルタを設けて成る(請求項8)。Further, according to the present invention, a high-pass filter having a predetermined cutoff frequency is provided between the estimating means and the correcting means (claim 8).
【0015】更に本発明は、ディスクへのデータアクセ
スに先立って推定算出用の内部変数の初期値を与えて前
記推定手段で推定を行わせ、この推定の結果による前記
駆動信号の補正がデータアクセス開始時にすぐに行える
ようにした(請求項9)。Further, according to the present invention, prior to the data access to the disk, an initial value of an internal variable for estimation calculation is given to cause the estimation means to perform the estimation, and the correction of the drive signal based on the result of the estimation causes the data access. It can be done immediately at the start (Claim 9).
【0016】更に本発明は、 前記ディスクは磁気ディ
スク又は光ディスクとした(請求項10、11)。Further, in the present invention, the disk is a magnetic disk or an optical disk (claims 10 and 11).
【0017】[0017]
【作用】外乱や内力に起因する振動が、位置決め制御系
に作用していないとき、検出されたヘッド位置信号と推
定手段により推定された推定位置信号とは一致する。し
かし、外乱や内力に起因する振動が、位置決め制御系に
作用しているときはこれらの信号の間に誤差を生じる。
この誤差は、外乱や内力に起因する振動を打ち消すのに
必要な信号であるから、これを外乱補償信号として駆動
回路に入力することで、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。When the vibration caused by the disturbance or the internal force does not act on the positioning control system, the detected head position signal and the estimated position signal estimated by the estimating means coincide with each other. However, when the positioning control system is vibrated due to disturbance or internal force, an error occurs between these signals.
This error is a signal necessary to cancel the vibration caused by disturbance or internal force, so by inputting this to the drive circuit as a disturbance compensation signal, the disturbance or vibration is canceled and the positioning accuracy is improved and access time is improved. Can be shortened.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。図1は本発明のヘッド位置決め制御を適用した磁気
ディスク装置の一実施例を示すブロック線図で、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。ボイスコイルモータ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を移動させ位置決めすることが可能である。これ
らの構成要素は、すべてベース5上に登載されている。EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a magnetic disk device to which the head positioning control of the present invention is applied. A voice coil motor (VCM) 2 is used as an actuator. The voice coil motor 2 is the spindle motor 3
It is possible to move and position the head 1 to an arbitrary track on the disk 4 which is rotationally driven by. All of these components are listed on the base 5.
【0019】位置検出器6は、アンプ7、復調回路8、
トラック横断パルス発生回路9、ディファレンスカウン
タ10から構成されている。円板4上には、サーボ信号
が記録されており、ヘッド1で読み出されたサーボ信号
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では、主位置誤差信号PESN(図示せず)と90
度位相の異なる副位置誤差信号PESQ(図示せず)を
作成し、これらの誤差信号からトラック番号に応じて極
性の整った位置誤差信号11を作成し出力する。またト
ラック横断パルス発生回路9は、位置誤差信号11を受
けて隣接するトラックの境界でトラック横断パルス12
を発生する。これら各信号の時間関係を図3に示す。ま
た、ディファレンスカウンタ10は、トラック横断パル
ス12の数をカウントして目標トラックまでのディジタ
ル残トラック数13を出力する。The position detector 6 includes an amplifier 7, a demodulation circuit 8,
It is composed of a track crossing pulse generation circuit 9 and a difference counter 10. Servo signals are recorded on the disk 4, and the servo signals read by the head 1 are amplified by the amplifier 7 and sent to the demodulation circuit 8. In the demodulation circuit 8, the main position error signals PESN (not shown) and 90
Sub-position error signals PESQ (not shown) having different degrees and phases are created, and a position error signal 11 having a proper polarity is created and outputted from these error signals according to the track number. Further, the track crossing pulse generation circuit 9 receives the position error signal 11 and receives a track crossing pulse 12 at the boundary between adjacent tracks.
To occur. The time relationship between these signals is shown in FIG. Further, the difference counter 10 counts the number of track crossing pulses 12 and outputs a digital remaining track number 13 up to the target track.
【0020】コントローラ20が移動コマンド21を位
置決め補償器22に発行すると、位置決め補償器22は
位置決め補償信号23を出力する。この位置決め補償信
号23の演算方法としては、たとえば MEE & DANIEL "M
AGNETIC RECORDING",Vol.2,McGraw-Hill の53〜84
頁に記載のものがある。これは位置誤差信号11、ディ
ジタル残トラック数13、トラック横断パルス12と駆
動信号26を入力とし、ヘッド1が目標トラックの近く
に到達するまでのシーク動作に対しては速度制御系によ
り演算し、目標トラックに近くになってからのフォロイ
ング動作に対しては位置制御系により演算するもので、
本実施例でもこの方法を用いるものとする。この位置決
め補償信号23を発生する手段は、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構わない。When the controller 20 issues a movement command 21 to the positioning compensator 22, the positioning compensator 22 outputs a positioning compensation signal 23. As a method of calculating the positioning compensation signal 23, for example, MEE & DANIEL "M
AGNETIC RECORDING ", Vol.2, McGraw-Hill 53-84
Some are listed on the page. The position error signal 11, the number of remaining digital tracks 13, the track crossing pulse 12 and the drive signal 26 are input, and the seek operation until the head 1 reaches the vicinity of the target track is calculated by the speed control system. The position control system calculates the following movements after getting close to the target track.
This method is also used in this embodiment. The means for generating the positioning compensation signal 23 may be an analog control system or a digital control system.
【0021】外乱及び振動を相殺する外乱補償信号を推
定するための、本実施例の特徴とする推定手段と補正手
段は、CPU31、ROM32、RAM33及びそれら
を結合するためのバス34から構成されるマイクロコン
ピュータシステム30が中心であり、これとディジタル
外乱補償信号36を保持するためのディジタル出力回路
(DOC)38と、ディジタル外乱補償信号36を外乱
補償信号28に変換するためのDA変換器(DAC)3
7と、駆動信号26をディジタル駆動信号40に変換す
るための第1のAD変換器(ADC1)41と、位置誤
差信号11をディジタル位置誤差信号43に変換するた
めの第2のAD変換器(ADC2)42と、ディジタル
残トラック数13及びディジタル駆動信号40及びディ
ジタル位置誤差信号43をマイクロコンピュータシステ
ム30に読み込むためのディジタル入力回路(DIC)
44と、加算器29とから構成されている。加算器29
は、外乱補償信号28と位置決め補償信号23を加算し
た信号である操作信号24を出力する。外乱補償信号2
8は、アクチュエータであるボイスコイルモータ2に作
用する外力や、ボイスコイルモータ2が発生する駆動力
の反力で発生するベース振動やディスク振動を打ち消す
信号である。このため、定常位置偏差や残留振動が発生
しないため、高速高精度なヘッド位置決めが可能とな
る。The estimating means and the correcting means, which characterize the present embodiment for estimating the disturbance compensation signal for canceling the disturbance and the vibration, are composed of a CPU 31, a ROM 32, a RAM 33 and a bus 34 for connecting them. The microcomputer system 30 is the main component, and a digital output circuit (DOC) 38 for holding this and the digital disturbance compensation signal 36, and a DA converter (DAC) for converting the digital disturbance compensation signal 36 into the disturbance compensation signal 28. ) 3
7, a first AD converter (ADC1) 41 for converting the drive signal 26 into a digital drive signal 40, and a second AD converter (ADC) for converting the position error signal 11 into a digital position error signal 43 ( ADC 2) 42, digital remaining track number 13, digital drive signal 40, and digital position error signal 43 to the microcomputer system 30 for reading in a digital input circuit (DIC)
44 and an adder 29. Adder 29
Outputs an operation signal 24 which is a signal obtained by adding the disturbance compensation signal 28 and the positioning compensation signal 23. Disturbance compensation signal 2
Reference numeral 8 is a signal for canceling the base vibration and the disk vibration generated by the external force acting on the voice coil motor 2 which is an actuator and the reaction force of the driving force generated by the voice coil motor 2. Therefore, steady position deviation and residual vibration do not occur, and high-speed and high-accuracy head positioning is possible.
【0022】図2のブロック線図は、図1の実施例のヘ
ッド制御系を等価的な機能ブロック図で示したもので、
マイクロコンピュータシステム30内で実現されるアル
ゴリズムは離散時間系の伝達関数で表されており、zー1
は1サンプルの遅延を意味する演算子である。その他の
構成要素は、連続時間系の伝達関数として表現されてお
り、ラプラス演算子をsで、駆動回路25のゲインをK
a(A/V)、ボイスコイルモータ2の力定数をKf(N
/A)、ヘッド1を登載した可動部の質量をM(k
g)、ヘッド1からディジタル位置誤差信号43までの
ゲインをK2(カウント/m)、ヘッド1からディジタ
ル残トラック数13までのゲインをK3(カウント/
m)、駆動信号26からディジタル駆動信号40までの
ゲインをKi(カウント/V)として表している。ま
た、外乱として、外力D1と振動(ベース振動や円板振
動)D2が加えられている。The block diagram of FIG. 2 is an equivalent functional block diagram of the head control system of the embodiment of FIG.
The algorithm realized in the microcomputer system 30 is represented by the transfer function of discrete time system, and z -1
Is an operator that means a delay of one sample. Other components are expressed as a transfer function of a continuous time system, the Laplace operator is s, and the gain of the drive circuit 25 is K.
a (A / V), the force constant of the voice coil motor 2 is K f (N
/ A), and the mass of the movable part on which the head 1 is mounted is M (k
g), the gain from the head 1 to the digital position error signal 43 is K 2 (count / m), and the gain from the head 1 to the digital remaining track number 13 is K 3 (count / m).
m), the gain from the drive signal 26 to the digital drive signal 40 is represented as K i (count / V). Further, an external force D 1 and a vibration (base vibration or disk vibration) D 2 are applied as a disturbance.
【0023】ゲインG1、G2、L1、L2、Hは駆動信号
26からディジタルヘッド位置信号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、次式で表される。 G1=Kf・T2/(2M・Ki) G2=Kf・T/(M・Ki) L1=2(1ーq・cosα)/K2 L2=(1+q2−2qcosα)/(T・K2) H=−M・L2/(Kf・T・Ka・GDA) ただし q=exp(ーζωT) α=cos{ωT(1ーζ2)1/2} で、ω及びζは推定の速さ及び減衰定数を表し、DA変
換器37のゲインをGDA (V/カウント)で表す。抑制
したい振動の角周波数をω1とすると、ωはその数倍の
周波数に設定し、またζは0.7位に設定される。Gain G1, G2, L1, L2, H is the drive signal
26 to the digital head position signal Y
Get the same-dimensional observer of discrete-time system made from Dell
In, which is expressed by the following equation. G1= Kf・ T2/ (2M ・ Ki) G2= Kf・ T / (M ・ Ki) L1= 2 (1−q · cos α) / K2 L2= (1 + q2-2qcosα) / (T ・ K2) H = -ML2/ (Kf・ T ・ Ka・ GDA) However, q = exp (-ζωT) α = cos {ωT (1-ζ2)1/2}, Ω and ζ represent the estimated speed and damping constant, and
Set the gain of the converter 37 to GDA It is represented by (V / count). Suppression
If the angular frequency of the desired vibration is ω1, ω is several times that
The frequency is set, and ζ is set to 0.7.
【0024】図4はマイクロコンピュータシステム30
によるディジタル外乱補償信号Wの導出のための処理を
フローチャートで示したもので、図1、図3、図4を用
いて本実施例の動作を説明する。まずAD変換器41と
ディジタル入力回路44により駆動信号26をディジタ
ル化してサンプリングし、ディジタル駆動信号Iとし
(図2ゲインKi、ステップ100)、またAD変換器
42とディジタル入力回路44により位置誤差信号11
をディジタル化してサンプリングしたディジタル位置誤
差信号Y1を求める(図2ゲインK2、ステップ10
1)。さらにディジタル入力回路44によりディジタル
残トラック数13をサンプルしたディジタル残トラック
信号Y2を求める(図2のゲインK3、ステップ10
2)。上記の信号Y1、Y2はK2、K3という異なる感度
で検出されているから、 Y=Y1+(K2/K3)・Y2 によって検出感度を修正した加算を行い、ディジタルヘ
ッド位置信号Yを求める(ステップ103)。FIG. 4 shows a microcomputer system 30.
The process for deriving the digital disturbance compensation signal W according to FIG. 4 is shown in a flow chart, and the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4. First, the AD converter 41 and the digital input circuit 44 digitize and sample the drive signal 26 to obtain a digital drive signal I (gain K i , step 100 in FIG. 2), and the AD converter 42 and the digital input circuit 44 position error. Signal 11
To obtain a digital position error signal Y 1 sampled (see FIG. 2, gain K 2 , step 10).
1). Further, the digital input circuit 44 obtains a digital remaining track signal Y 2 obtained by sampling the number of digital remaining tracks 13 (gain K 3 in FIG. 2, step 10).
2). Since the signals Y 1 and Y 2 are detected with different sensitivities of K 2 and K 3 , the detection sensitivity is corrected by Y = Y 1 + (K 2 / K 3 ) · Y 2 The head position signal Y is obtained (step 103).
【0025】次にこのディジタルヘッド位置信号Yか
ら、後述のようにして計算されたディジタル推定ヘッド
位置信号Yhを差し引いたディジタル推定位置誤差信号
YC=Y−Yhを算出し(ステップ104)、さらにこれ
にゲインHを乗じてディジタル外乱補償信号W=H・Y
Cを求める(ステップ105)。この外乱補償信号Wは
ディジタル出力回路38、DA変換器37を経由して出
力され(ステップ106)、アナログ外乱補償信号28
として出力される。この出力が終わると、次のサンプル
に備えてディジタル推定ヘッド位置信号Yhの計算を開
始する。この計算は次の3つの式により実行される; ステップ107:X1h=X1h+T・X2h+G1・I+L1
・YC ステップ108:X2h=X2h+G2・I+L2・YC ステップ109:Yh=K2・X1h ここでI、YCの値はその時点のディジタル駆動信号、
ディジタル推定位置誤差信号であり、ステップ107、
108の右辺のディジタル推定位置信号X1h、ディジタ
ル推定速度信号X2hは1回前のサンプリング時にステッ
プ107、108で算出されたそれぞれの値であり、ス
テップ109右辺のX1hはその時点でステップ107で
算出された値である。この後、マイクロプロセッサシス
テム30は、ステップ100からの処理時間がT秒経過
するまで処理を中断し、処理時間がT秒経過した場合
は、ステップ100へ分岐する(ステップ110)。外
乱補償器は以上のように、ステップ100からステップ
110までの動作を、T秒間隔で繰り返し行う。Next, a digital estimated position error signal Y C = Y−Y h is calculated by subtracting the digital estimated head position signal Y h calculated as described later from the digital head position signal Y (step 104). , And further multiplied by a gain H to obtain a digital disturbance compensation signal W = H · Y
C is obtained (step 105). This disturbance compensation signal W is output via the digital output circuit 38 and the DA converter 37 (step 106), and the analog disturbance compensation signal 28 is output.
Is output as. When this output is finished, calculation of the digital estimated head position signal Y h is started in preparation for the next sample. This calculation is performed by the following three equations; Step 107: X 1h = X 1h + T · X 2h + G 1 · I + L 1
· Y C Step 108: X 2h = X 2h + G 2 · I + L 2 · Y C step 109: Y h = K 2 · X 1h wherein I, the value of Y C is a digital drive signal at that time,
A digital estimated position error signal, step 107,
The digital estimated position signal X 1h and the digital estimated velocity signal X 2h on the right side of 108 are the respective values calculated in steps 107 and 108 at the time of sampling one time before, and the X 1h on the right side of step 109 is the step 107 at that time. It is the value calculated in. Thereafter, the microprocessor system 30 suspends the processing until the processing time T seconds from step 100 elapses, and branches to step 100 when the processing time T seconds elapses (step 110). As described above, the disturbance compensator repeats the operation from step 100 to step 110 at T second intervals.
【0026】ヘッド可動部に作用する外力、円板4の回
転周期振動、あるいはシーク動作中のボイスコイルモー
タ2の駆動力の反力で発生するベース5や円板4の振動
などが存在しないとき、以上のようにして計算されるデ
ィジタル推定ヘッド位置信号Yhは、ステップ107〜
109の処理に相当する図1の部分が実際のボイスコイ
ルモータ2やヘッドの応答特性をシュミレートしている
から、ディジタルヘッド位置信号Yと一致する。しかし
外乱や振動が存在しているとき、ディジタルヘッド位置
信号Yとディジタル推定ヘッド位置信号Yhの間に外乱
や振動に基づく誤差が生じる。ディジタル推定位置誤差
信号YCはこの誤差を表すので、これにゲイン補正のた
めの定数Hを掛けて得た外乱補償信号Wは外乱や内力に
起因する振動を相殺するのに必要な信号となる。When there is no external force acting on the movable part of the head, rotation periodic vibration of the disk 4, or vibration of the base 5 and the disk 4 generated by the reaction force of the driving force of the voice coil motor 2 during the seek operation. , The digital estimated head position signal Y h calculated as described above is calculated in steps 107 to
Since the portion of FIG. 1 corresponding to the processing of 109 simulates the response characteristics of the actual voice coil motor 2 and the head, it coincides with the digital head position signal Y. However, when the disturbance or vibration is present, an error occurs based on the disturbance or vibration between the digital head position signal Y and the digital estimated head position signal Y h. Since the digital estimated position error signal Y C represents this error, the disturbance compensation signal W obtained by multiplying this by the constant H for gain correction becomes a signal necessary to cancel the vibration caused by disturbance or internal force. ..
【0027】この外乱補償信号Wの推定演算と補正動作
は、ヘッドの移動開始前から常時行っていることが一番
のぞましい。しかし、ヘッドの移動開始からディジタル
推定ヘッド位置信号Yhを推定するには、移動の伴う全
トラック上へのヘッド位置を推定できるような、演算語
長の長いCPUか浮動小数点演算を行うCPUが必要と
なり、CPUとしては高価なものになってしまう。そこ
で、固定小数点演算を行う安価なCPUでも、目標トラ
ックのデータのリードライト中の外乱や振動を抑制する
方法として、目標トラックの数トラック前から推定手段
を動作させ、さらにデータを読み書きする前に補正手段
を動作させる方法がある。例えば、目標トラックの1ト
ラック前から推定手段を動作させ、目標トラックの4分
の1トラック手前から補正動作を行うと、推定手段の演
算レンジは1トラック分を演算するだけなので、安価な
固定小数点CPUでも十分な性能を引き出せる。また、
推定の応答速度を速めるために、推定の開始に先立って
内部変数、例えばディジタル推定位置信号X1hにディジ
タルヘッド位置信号Yに比例した値を初期設定し、ディ
ジタル推定速度信号X2hにディジタルヘッド位置信号Y
を近似微分演算して得た速度信号を初期設定する。近似
微分の演算方法としては、例えば後退差分法が挙げられ
る。この初期値設定によって、データアクセス時に推定
が働き、駆動信号の補正が開始と同時に可能になる。It is most desirable that the estimation calculation and the correction operation of the disturbance compensation signal W are always performed before the head starts moving. However, in order to estimate the digital estimated head position signal Y h from the start of movement of the head, a CPU with a long operation word length or a CPU that performs floating point arithmetic capable of estimating the head position on all tracks accompanying movement is used. It becomes necessary, and the CPU becomes expensive. Therefore, even with an inexpensive CPU that performs fixed-point arithmetic, as a method of suppressing disturbance or vibration during the reading and writing of data on the target track, the estimating means is operated from several tracks before the target track, and before reading or writing data. There is a method of operating the correction means. For example, when the estimating means is operated one track before the target track and the correction operation is performed from one quarter track before the target track, the calculation range of the estimating means is only for calculating one track, and thus the inexpensive fixed point. A CPU can also bring out sufficient performance. Also,
In order to speed up the response speed of estimation, an internal variable, for example, a value proportional to the digital head position signal Y is initially set in the digital estimated position signal X 1h prior to the start of estimation, and the digital head position is set in the digital estimated speed signal X 2h. Signal Y
The velocity signal obtained by approximating and differentiating is initialized. As a method of calculating the approximate differential, for example, a backward difference method can be cited. With this initial value setting, the estimation works at the time of data access, and the correction of the drive signal becomes possible at the same time as the start.
【0028】従来の磁気ディスク装置のシーク動作例を
図5に、本実施例のシーク動作例を図6にそれぞれ示
す。図5は、従来の磁気ディスク装置に於て、ヘッドが
32トラックの距離をシークして目標トラックにフォロ
イングしたときの様子を、主位置誤差信号PESNで示
したものである。図3に示したように、主位置誤差信号
PESNは、2トラック進む度に零を横切るため、信号
PESNは三角波状の波形となり、最終的には零に整定
する。しかし、ヘッド移動中のボイスコイルモータ2の
駆動力がベース5に反力として伝わり、ベース5及び円
板4が振動を引き起こすので、目標トラックに到達した
のち、目標トラックにヘッドが追従できず、振動してい
ることが分かる。一方、図6は本実施例による磁気ディ
スク装置の同じ条件での動作を示したもので、図5の場
合と同様に、三角波状の応答を示し、最終的には零に整
定する。しかし、ベース振動と円板振動があるにも関わ
らず、目標トラックに到達してからは振動は全く発生せ
ず、残留振動を抑制している様子がよくわかる。FIG. 5 shows an example of seek operation of the conventional magnetic disk device, and FIG. 6 shows an example of seek operation of this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a main position error signal PESN when a head seeks a distance of 32 tracks and follows a target track in a conventional magnetic disk device. As shown in FIG. 3, since the main position error signal PESN crosses zero every two tracks, the signal PESN has a triangular waveform and finally settles to zero. However, since the driving force of the voice coil motor 2 while the head is moving is transmitted to the base 5 as a reaction force and causes the base 5 and the disk 4 to vibrate, the head cannot follow the target track after reaching the target track. You can see that it is vibrating. On the other hand, FIG. 6 shows the operation of the magnetic disk device according to the present embodiment under the same conditions. As with the case of FIG. 5, a triangular wave-like response is shown, and finally it is settled to zero. However, despite the base vibration and the disk vibration, no vibration occurs after reaching the target track, and it can be clearly seen that the residual vibration is suppressed.
【0029】図7は本発明の方法を適用した磁気ディス
ク装置の他の実施例を示すブロック線図で、図1と同一
番号をつけたブロックは同一内容のブロックを示す。図
1と異なるのは、位置検出器が6a、6bと2個設けら
れ、またDA変換器37出口にハイパスフィルタ50を
設置した点である。位置決め補償器22は、コントロー
ラ20から移動コマンド21を受け、サーボ信号データ
信号共用面4bに対向したヘッド1bを、目的のトラッ
クまで移動位置決めするように、位置決め補償信号23
を出力する。このために、ヘッド1bから読みだした信
号を元に、位置検出器6bで位置誤差信号11b、トラ
ック横断パルス12b及び残トラック数13bを検出
し、これから位置決め補償器22は位置決め補償信号2
3を演算し出力する。FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the magnetic disk device to which the method of the present invention is applied. Blocks given the same numbers as in FIG. 1 indicate blocks having the same contents. The difference from FIG. 1 is that two position detectors 6a and 6b are provided and a high pass filter 50 is installed at the outlet of the DA converter 37. The positioning compensator 22 receives the movement command 21 from the controller 20, and moves the head 1b facing the servo signal / data signal shared surface 4b to a target track so as to move and position the head 1b to a target track.
Is output. Therefore, based on the signal read from the head 1b, the position detector 6b detects the position error signal 11b, the track crossing pulse 12b, and the number of remaining tracks 13b.
3 is calculated and output.
【0030】一方、サーボ信号データ信号共用面4bの
トラック上にはサーボ信号とデータ信号が交互に書かれ
ているため、ヘッド1bから読みだされるサーボ信号
は、サーボ信号専用面4aから読みだされるサーボ信号
よりも離散的になる。この結果、復調される位置信号の
周波数帯域は、サーボ信号専用面4aから復調した位置
信号の方が広くなる。このため、外乱や振動の周波数成
分が高い場合、サーボ信号データ信号共用面1bから読
みだした位置信号が劣化している場合がある。そこで、
サーボ信号専用面4aから読みだした信号を位置検出器
6aへ入力し、その出力を用いて図2の場合と同様にし
て外乱補償信号28aを推定する。ヘッド1aと1bは
可動部と一体に移動するため、ヘッド1aから読みだし
た位置信号とヘッド1bから読みだした位置信号は一致
するはずである。しかし、ヘッド1aと1bとは機構的
にオフセットしていることがあり、この場合は位置信号
にも直流的なオフセットが現れる。そこで、低周波の外
乱補償信号に対して不感にするために、外乱補償信号2
8aをハイパスフィルタ50に通し、その出力信号を新
たな外乱補償信号28bとする。ハイパスフィルタ50
の構成は、例えば図8のように、差動増幅器(オペアン
プ)OPと抵抗器R1、R2とコンデンサC1、C2を使っ
て実現できる。そのほかにも、ハイパスフィルタをマイ
クロコンピュータシステム30の中にソフトウエアとし
て実現する方法、即ちディジタルフィルタとして実現す
る方法もある。On the other hand, since the servo signal and the data signal are alternately written on the track of the servo signal / data signal shared surface 4b, the servo signal read from the head 1b is read from the servo signal dedicated surface 4a. It is more discrete than the servo signal. As a result, the frequency band of the demodulated position signal is wider for the position signal demodulated from the servo signal dedicated surface 4a. Therefore, when the frequency component of disturbance or vibration is high, the position signal read from the servo signal / data signal shared surface 1b may be deteriorated. Therefore,
The signal read from the servo signal dedicated surface 4a is input to the position detector 6a, and the output thereof is used to estimate the disturbance compensation signal 28a in the same manner as in the case of FIG. Since the heads 1a and 1b move integrally with the movable part, the position signal read from the head 1a and the position signal read from the head 1b should match. However, the heads 1a and 1b may be mechanically offset, and in this case, a DC offset appears in the position signal. Therefore, in order to make the low frequency disturbance compensation signal insensitive, the disturbance compensation signal 2
8a is passed through a high pass filter 50, and its output signal is used as a new disturbance compensation signal 28b. High pass filter 50
8 can be realized by using a differential amplifier (op amp) OP, resistors R 1 and R 2 and capacitors C 1 and C 2 as shown in FIG. Besides, there is a method of realizing the high-pass filter as software in the microcomputer system 30, that is, a method of realizing it as a digital filter.
【0031】以上のようにして得られた外乱補償信号2
8bを加算器29の入力に接続し、マイクロコンピュー
タシステム30が目標トラックの1トラック手前から推
定手段を動作させ、目標トラックの4分の1トラック前
から補正手段を動作させるように制御するという条件、
即ち図2の実施例で説明したのと同じ条件で本実施例を
実験した結果、その様子は図6に示したものと同一にな
った。このように、サーボ信号データ信号共用面からの
位置信号からでは、外乱補償信号を十分作り出せないデ
ィスク記憶装置においても、サーボ信号専用面からの位
置信号を用いて外乱補償信号を作り出せば、外乱や振動
を抑制してヘッドを目的のトラックに位置決めすること
が可能となる。The disturbance compensation signal 2 obtained as described above
8b is connected to the input of the adder 29, and the microcomputer system 30 controls the estimating means to operate from one track before the target track and the correcting means to operate from one quarter track before the target track. ,
That is, as a result of experimenting this example under the same conditions as described in the example of FIG. 2, the state became the same as that shown in FIG. As described above, even in a disk storage device in which a position compensation signal from the servo signal / data signal shared surface cannot sufficiently generate the disturbance compensation signal, if the position compensation signal is generated using the position signal from the servo signal dedicated surface, disturbance or It is possible to position the head on a target track by suppressing vibration.
【0032】図9は、本発明の方法を適用した磁気ディ
スク装置の他の実施例を示すブロック線図で、図1と同
一番号をつけたブロックは同一内容のブロックを示す。
本実施例では、復調回路8が位置誤差信号11の他に、
円板4の周方向の位置を表すセクタ番号をディジタル信
号としたセクタ信号60を出力している点が、図1の場
合と異なっている。図1の実施例では、リアルタイムの
外乱や振動の抑制を行ったが、推定手段のハードウエア
の性能により実現が困難な場合がある。例えば高周波の
振動を抑制するためには、推定手段に高速のCPUやメ
モリが要求されるが、低コストのマイクロコンピュータ
システムしか利用できない場合は、外乱補償信号の推定
に時間がかかり、位置決め時間がかえって長くなる場合
がある。そこで本実施例では、ディスク記憶装置に作用
する外乱や振動を相殺する外乱補償信号を、電源投入直
後等に予め測定しておき、以後の補償動作はその測定結
果を用いるようにしている。これは例えば、円板4の回
転中心と重心が一致しない場合に生じる円板の回転周期
振動や、ボイスコイルモータ2に作用する外力などのよ
うに、再現性のある外乱や振動を相殺するのに有効であ
る。FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of a magnetic disk device to which the method of the present invention is applied. Blocks given the same numbers as in FIG. 1 indicate blocks having the same contents.
In this embodiment, in addition to the position error signal 11 the demodulation circuit 8
This is different from the case of FIG. 1 in that a sector signal 60 that outputs a sector number representing the circumferential position of the disk 4 as a digital signal is output. In the embodiment shown in FIG. 1, the disturbance and the vibration are suppressed in real time, but it may be difficult to realize due to the performance of the hardware of the estimating means. For example, in order to suppress high-frequency vibration, a high-speed CPU or memory is required for the estimation means, but when only a low-cost microcomputer system can be used, it takes time to estimate the disturbance compensation signal, and positioning time increases. On the contrary, it may become longer. Therefore, in the present embodiment, a disturbance compensation signal for canceling the disturbance or vibration acting on the disk storage device is measured in advance immediately after the power is turned on, and the measurement result is used for the subsequent compensation operation. This cancels out reproducible disturbances and vibrations such as rotational periodic vibrations of the disk that occur when the center of rotation of the disk 4 and the center of gravity do not match, and external forces that act on the voice coil motor 2. Is effective for.
【0033】円板4の全ての面のトラック上には、セク
タ毎にサーボ情報とデータ情報が交互に書かれており、
マイクロコンピュータシステム30は、ヘッドがセクタ
をよぎる事にディジタル入力回路44を介してセクタ信
号60、ディジタル位置誤差信号43、ディジタル残ト
ラック数13、及びディジタル駆動信号40の入力を行
い、これらから外乱補償信号の演算を行うが、この外乱
補償信号を推定する推定手段の動作は図1の実施例で示
したものと同じである。Servo information and data information are alternately written for each sector on the tracks on all surfaces of the disk 4.
The microcomputer system 30 inputs a sector signal 60, a digital position error signal 43, a digital remaining track number 13, and a digital drive signal 40 via a digital input circuit 44 when the head crosses a sector, and compensates for disturbance from these. Although the signal is calculated, the operation of the estimating means for estimating the disturbance compensation signal is the same as that shown in the embodiment of FIG.
【0034】次に、電源投入直後とその後の一定時間毎
に行われる外乱補償信号の推定と記憶がどの様に行われ
るかを図10のフローチャートを用いて説明する。図1
0は外乱補償信号テーブル作成ルーチンであって、電源
投入直後とその後の一定時間毎に起動される。起動され
るとまず、最上面に対向したヘッド1cで、ある決まっ
た1つのトラック、例えば最外周トラックにヘッドを位
置決めする(ステップ201)。次に、再現性のある振
動や外乱のみを抑制する外乱補償信号を抽出するため
に、位置決め動作が定常状態になるまで待つ。例えばシ
ークからフォロイングに切り替わってから円板が一周す
るまで待つ(ステップ202)。位置決め動作が定常状
態になったところで、ディジタル入力回路44を介して
取り込まれたセクタ番号に対応させて、外乱補償信号を
RAM33の外乱補償信号テーブルに記憶する(ステッ
プ203)。次に、最下面に対向したヘッド1dについ
ても、ステップ201、202、203と同じことを行
う(ステップ204〜206)。最後にテーブル化しな
かった別のヘッドについての外乱補償信号テーブルを、
ステップ203で作成したテーブルと、ステップ206
で作成したテーブルを一次補間して演算し、その結果を
RAM33に記憶する(ステップ207)。Next, how the disturbance compensation signal is estimated and stored immediately after the power is turned on and at regular intervals thereafter will be described with reference to the flowchart of FIG. Figure 1
Reference numeral 0 denotes a disturbance compensation signal table creation routine, which is started immediately after the power is turned on and at regular intervals thereafter. When activated, first, the head 1c facing the uppermost surface positions the head on one predetermined track, for example, the outermost track (step 201). Next, in order to extract a disturbance compensation signal that suppresses only reproducible vibrations and disturbances, it waits until the positioning operation reaches a steady state. For example, after switching from seek to following, the process waits until the disk makes one round (step 202). When the positioning operation reaches a steady state, the disturbance compensation signal is stored in the disturbance compensation signal table of the RAM 33 in correspondence with the sector number fetched through the digital input circuit 44 (step 203). Next, the head 1d facing the lowermost surface is also subjected to the same operations as steps 201, 202 and 203 (steps 204 to 206). Finally, the disturbance compensation signal table for another head that was not tabulated,
The table created in step 203 and step 206
The table created in step 1 is linearly interpolated and calculated, and the result is stored in the RAM 33 (step 207).
【0035】以上のような外乱補償信号テーブル作成ル
ーチンを、電源投入直後とその後の一定時間毎に起動
し、テーブルを書き換えたのちの動作は、ヘッド番号と
セクタ番号に対応した外乱補償信号を参照し、このディ
ジタル出力回路38とDA変換器37を介して出力し、
加算器29に加算することで補正動作を行う。図11は
円板4の同期振動などにより生じる位置誤差信号の振動
を示しているが、本実施例によればこれが図12のよう
に除去される。The disturbance compensating signal table creation routine as described above is started immediately after the power is turned on and at regular intervals thereafter, and the operation after rewriting the table is performed by referring to the disturbance compensating signal corresponding to the head number and the sector number. Output through the digital output circuit 38 and the DA converter 37,
The correction operation is performed by adding to the adder 29. FIG. 11 shows the vibration of the position error signal caused by the synchronous vibration of the disc 4, etc., but according to the present embodiment, this is eliminated as shown in FIG.
【0036】なお、上記の例では最上面と最下面という
2面の外乱補償信号のみを測定し、他は一次補間により
推定するものとしたが、上中下という3面あるいは全て
の面について測定を行ってもよい。また1つの面につい
て1つの代表トラックについてのみ測定したが、ヘッド
1の円板の半径方向の位置によって大きさが異なる場合
もあるため、1つの面の複数のトラック、例えば最外
周、中周、最内周について測定するとか、最内周から最
外周に向けて10トラック毎に測定し、そのほかのトラ
ックについては近いトラックのデータから補間して求め
るようにすることもできる。以上は磁気ディスク例とし
たが、光ディスク等の他の回転板にも適用できる。In the above example, only the disturbance compensation signals of the two surfaces of the uppermost surface and the lowermost surface are measured, and the others are estimated by linear interpolation. You may go. Although only one representative track was measured for one surface, the size may be different depending on the radial position of the disk of the head 1, so that a plurality of tracks on one surface, for example, the outermost circumference, the middle circumference, It is also possible to measure the innermost circumference, or measure every 10 tracks from the innermost circumference to the outermost circumference, and for other tracks, interpolate and obtain from the data of close tracks. Although the above is an example of the magnetic disk, the invention can be applied to other rotating plates such as an optical disk.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、外乱や内力に起因した
振動が生じた場合でも、それらを打ち消し、残留振動を
低減できるため、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となる。According to the present invention, even if vibrations caused by disturbances or internal forces occur, they can be canceled out and residual vibrations can be reduced. Therefore, it is possible to improve the positioning accuracy and shorten the access time. Become.
【図1】本発明の方法を適用した磁気ディスク装置の第
1の実施例を示すブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a magnetic disk device to which the method of the present invention is applied.
【図2】ヘッド制御系の等価的な機能を示すブロック線
図である。FIG. 2 is a block diagram showing an equivalent function of a head control system.
【図3】位置信号の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a position signal.
【図4】第1の実施例のヘッド制御動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a head control operation of the first embodiment.
【図5】従来のヘッド制御系の応答波形例を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing an example of a response waveform of a conventional head control system.
【図6】本発明のヘッド制御系の応答波形例を示す図で
ある。FIG. 6 is a diagram showing an example of a response waveform of the head control system of the present invention.
【図7】本発明の方法を適用した磁気ディスク装置の第
2の実施例を示すブロック線図である。FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of a magnetic disk device to which the method of the present invention is applied.
【図8】ハイパスフィルタの構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a high-pass filter.
【図9】本発明の方法を適用した磁気ディスク装置の第
3の実施例を示すブロック線図である。FIG. 9 is a block diagram showing a third embodiment of a magnetic disk device to which the method of the present invention is applied.
【図10】外乱補償信号テーブル作成のアルゴリズムを
示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing an algorithm for creating a disturbance compensation signal table.
【図11】従来の磁気ヘッド制御系のフォロイング時の
位置誤差信号の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a position error signal at the time of following of a conventional magnetic head control system.
【図12】第3の実施例におけるフォロイング時の位置
誤差信号の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a position error signal at the time of following in the third embodiment.
1 ヘッド 2 ボイスコイルモータ 4 円板 6 位置検出器 6a 位置検出器 6b 位置検出器 11 位置誤差信号 12 トラック横断パルス 13 ディジタル残トラック数 22 位置決め補償器 23 位置決め補償信号 26 駆動信号 28 外乱補償信号 29 加算器 30 マイクロコンピュータシステム 50 ハイパスフィルタ 60 セクタ信号 1 head 2 voice coil motor 4 disk 6 position detector 6a position detector 6b position detector 11 position error signal 12 track crossing pulse 13 digital remaining track number 22 positioning compensator 23 positioning compensation signal 26 driving signal 28 disturbance compensation signal 29 Adder 30 Microcomputer system 50 High-pass filter 60 Sector signal
Claims (11)
サーボ情報からヘッドの位置に関する位置情報を検出
し、この検出された位置情報と与えられた目標位置とを
位置決め補償手段に入力して位置決め補償信号を生成
し、この位置決め補償信号を駆動回路に入力して、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生
成し、この駆動信号によってヘッドが前記目標位置へ移
動されるように制御するヘッド位置決め制御方法に於
て、前記駆動信号及び位置情報を入力として外乱補償信
号を推定算出し、この推定算出された外乱補償信号を前
記位置決め補償信号に加算し、前記駆動信号を補正する
ことを特徴とする位置決め制御方法。1. Position information regarding the position of the head is detected from servo information read from the disk by the head, and the detected position information and a given target position are input to a positioning compensating means for positioning compensation signal. Head positioning for controlling the head to move to the target position by generating a driving signal for driving the actuator to which the head is fixed by inputting the positioning compensation signal to the driving circuit. In the control method, a disturbance compensation signal is estimated and calculated by inputting the drive signal and position information, and the estimated and calculated disturbance compensation signal is added to the positioning compensation signal to correct the drive signal. Positioning control method.
前記推定算出用の内部変数に初期値を与えて推定を行わ
せ、この推定の結果による駆動信号の補正が上記データ
アクセス開始時にすぐに行えるようにしたことを特徴と
する請求項1記載のヘッド位置決め制御方法。2. Prior to data access to a disk, an initial value is given to the internal variable for the estimation calculation so that the estimation is performed, and the drive signal can be corrected immediately after the data access is started based on the result of the estimation. The head positioning control method according to claim 1, wherein:
サーボ情報からヘッドの位置に関する位置情報を検出す
る位置検出手段と、この手段により検出された位置情報
と与えられた目標位置とを入力して、位置決め補償信号
を生成する位置決め補償手段と、前記位置決め補償信号
を入力してヘッドが固定されたアクチュエータを駆動す
る駆動信号を生成する駆動回路と、前記駆動信号及び位
置情報を入力して外乱補償信号を推定算出する推定手段
と、この推定手段により推定された外乱補償信号と前記
位置決め補償信号とを加算する加算手段と、前記駆動信
号によりヘッドが前記目標位置へ移動するように制御す
る制御手段を備えることを特徴とするヘッド位置決め制
御装置。3. A position detecting means for detecting position information relating to the position of the head from servo information read from the disk by the head, and the position information detected by this means and a given target position are inputted, Positioning compensation means for generating a positioning compensation signal, a drive circuit for inputting the positioning compensation signal to generate a drive signal for driving an actuator with a fixed head, and a disturbance compensation signal for inputting the drive signal and position information. An estimation means for estimating and calculating, an addition means for adding the disturbance compensation signal estimated by the estimation means and the positioning compensation signal, and a control means for controlling the head to move to the target position by the drive signal. A head positioning control device comprising:
推定算出用の内部変数に初期値を与えて前記推定手段で
推定を行わせ、この推定の結果による前記駆動信号の補
正が前記データアクセス開始時にすぐに行えるようにし
たことを特徴とする請求項3記載のヘッド位置決め制御
装置。4. Prior to data access to a disk, an initial value is given to an internal variable for estimation calculation to cause the estimation means to perform estimation, and the drive signal is corrected by the result of this estimation at the time of starting the data access. The head positioning control device according to claim 3, wherein the head positioning control device is configured so that it can be performed immediately.
径方向及び周方向の位置を示す情報である場合に、前記
推定手段に記憶手段を付加し、前記推定手段は、ディス
ク装置の電源がオンとされたとき及び予め定められた一
定周期毎に各トラック毎に外乱補償信号を推定して前記
記憶手段に格納し、ディスクのデータアクセス時には前
記記憶手段に格納された対応トラックの前記外乱補償信
号を用いて前記駆動信号の補正を行うことを特徴とする
請求項3記載のヘッド位置決め制御装置。5. When the servo information of the disk is information indicating the radial and circumferential positions of the disk surface, a memory means is added to the estimating means, and the estimating means turns on the power of the disk device. The disturbance compensation signal for each track is estimated and stored in the storage means at a predetermined time and for each predetermined fixed period, and the disturbance compensation signal of the corresponding track stored in the storage means is stored at the time of accessing the disk data. The head positioning control device according to claim 3, wherein the drive signal is corrected by using the correction signal.
クに関してのみ前記サーボ信号を用いた外乱補償信号の
推定を行い、他のトラックに関する外乱補償信号は前記
サーボ信号を用いて求めた推定外乱補償信号の補間によ
り推定することを特徴とする請求項5記載のヘッド位置
決め制御装置。6. The estimation means estimates a disturbance compensation signal using the servo signal only for a predetermined track, and disturbance compensation signals for other tracks are estimated disturbance compensation obtained using the servo signal. The head positioning control device according to claim 5, wherein the estimation is performed by signal interpolation.
サーボ面であり、他の全ての面がサーボ情報とデータを
記録した共用面であるディスク装置のヘッド位置決め制
御装置において、上記サーボ面に対向するサーボヘッド
で読み出されたサーボ情報からサーボヘッドの位置情報
を検出する第1の検出手段と、前記共用面に対向するデ
ータヘッドで読み出されたサーボ情報からデータヘッド
の位置情報を検出する第2の検出手段と、この第2の検
出手段により検出された位置情報と与えられた目標位置
とを入力して位置決め補償信号を生成する位置決め補償
手段と前記位置決め補償信号を入力してヘッドが固定さ
れたアクチュエータを駆動する駆動信号を生成する駆動
回路と、前記駆動信号及び位置情報を入力して外乱補償
信号を推定算出する推定手段と、この推定手段により推
定された外乱補償信号と前記位置決め補償信号とを加算
する加算手段と、前記駆動信号によりヘッドが前記目標
位置へ移動するように制御する制御手段を備えることを
特徴とするヘッド位置決め制御装置。7. A head positioning controller for a disk device, wherein one surface of the disk is a servo surface containing only servo information and all the other surfaces are shared surfaces on which servo information and data are recorded. First detecting means for detecting position information of the servo head from servo information read by the facing servo head, and position information of the data head from servo information read by the data head facing the common surface Second detection means for inputting, position compensation means for inputting position information detected by the second detection means and a given target position to generate a position compensation signal, and head for inputting the position compensation signal. A drive circuit for generating a drive signal for driving an actuator having a fixed value, and the disturbance signal is estimated and calculated by inputting the drive signal and position information. Estimating means, adding means for adding the disturbance compensation signal estimated by the estimating means and the positioning compensation signal, and control means for controlling the head to move to the target position by the drive signal are provided. Head positioning control device.
定められた遮断周波数を持つハイパスフィルタを設けて
成る請求項7記載のヘッドの位置決め制御装置。8. The head positioning control device according to claim 7, further comprising a high-pass filter having a predetermined cutoff frequency provided between the estimating means and the correcting means.
推定算出用の内部変数の初期値を与えて前記推定手段で
推定を行わせ、この推定の結果による前記駆動信号の補
正がデータアクセス開始時にすぐに行えるようにしたこ
とを特徴とする請求項7または8記載のヘッド位置決め
制御装置。9. Prior to the data access to the disk, an initial value of an internal variable for estimation calculation is given to cause the estimation means to perform the estimation, and the correction of the drive signal based on the result of the estimation is immediately performed at the start of the data access. 9. The head positioning control device according to claim 7, wherein the head positioning control device is capable of performing the above.
求項1〜9のいずれか1つに記載のヘッドの位置決め制
御装置。10. The head positioning control device according to claim 1, wherein the disk is a magnetic disk.
項1〜9のいずれか1つに記載のヘッド位置決め制御装
置。11. The head positioning control device according to claim 1, wherein the disc is an optical disc.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844191A JPH05120817A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Method and device for controlling positioning head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844191A JPH05120817A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Method and device for controlling positioning head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05120817A true JPH05120817A (en) | 1993-05-18 |
Family
ID=17981079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30844191A Pending JPH05120817A (en) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | Method and device for controlling positioning head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05120817A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909574B2 (en) | 2001-02-15 | 2005-06-21 | Fujitsu Limited | Disk device conducting a disturbance compensation based on a time-interval measurement in reading servo sectors recorded on a disk |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP30844191A patent/JPH05120817A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6909574B2 (en) | 2001-02-15 | 2005-06-21 | Fujitsu Limited | Disk device conducting a disturbance compensation based on a time-interval measurement in reading servo sectors recorded on a disk |
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