JP3853635B2 - Disk controller - Google Patents
Disk controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP3853635B2 JP3853635B2 JP2001335338A JP2001335338A JP3853635B2 JP 3853635 B2 JP3853635 B2 JP 3853635B2 JP 2001335338 A JP2001335338 A JP 2001335338A JP 2001335338 A JP2001335338 A JP 2001335338A JP 3853635 B2 JP3853635 B2 JP 3853635B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- observer
- output
- pid control
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスクから信号を読み出すために光ヘッドのアクチュエータ制御を行うディスク制御装置に関する。特に光ヘッドをディスク上のトラックに忠実にトレースさせるアクチュエータ制御を行うディスク制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のディスク制御装置としては、特開平1−303631号公報において開示されているディスク制御装置が良く知られている。図13は、従来のディスク制御装置の構成図である。
【0003】
図13において、光ヘッド16に設けられたポジションセンサ14によって、ヘッドの位置情報が出力される。また、駆動回路23を介して実際にアクチュエータコイル4に流れる電流情報と、当該位置情報とに基づいて、速度推定オブザーバ20において速度情報を推定することになる。
【0004】
そして、当該推定された速度情報と、増幅回路18において増幅されたトラッキングエラー信号生成回路17において検出された誤差信号を用いたトラッキング制御出力とを加算することによって、アクチュエータコイル4を駆動する駆動回路23の出力電流を定めることで、位相補償回路を設けることなく、安定したトラッキング制御を実現できる構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなディスク制御装置においては、速度推定オブザーバ20が必要とする位置情報と電流情報を入手するために、ポジションセンサ14を設けたり、電流量を検出する回路を設けたりする必要がある。したがって、ディスク装置自体の制御性能は向上するものの、それと引き替えに部品点数が増加することによるコストアップや、回路スペース拡大、ひいては回路規模の増大によって、消費電力が増加してしまうという問題点があった。
【0006】
また、従来のディスク制御装置においては、通常のフィルタ処理とオブザーバ処理の入力が別々になっていることから、完全に独立した演算処理が2つ必要となっている。
【0007】
さらに、制御の引き込み時等でオブザーバ起動後の過渡時において位置情報あるいは電流情報が大きく変化すると、オブザーバの推定値も大きく振られることにより、安定状態に収束するまでの時間が相当長くなってしまうという問題点も生じていた。
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するために、新たな制御回路を設けることなく、ディスクの位置ズレや振動にやいしても安定した制御ができるとともに、安定状態に早期に収束することができるディスク制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にかかるディスク制御装置は、光ディスクの記録面に光を照射して光スポットを形成しその反射光を検出する光ヘッドと、光スポットを光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、位置誤差検出回路において検出されたズレ量に対して位相補償等を行うPID制御回路と、PID制御回路への入力であるズレ量と、PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、PID制御回路からの出力と、オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、出力加算回路における出力に基づいて、光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする。
【0010】
かかる構成により、新たなハードウェアを追加すること無く、オブザーバを導入することができ、コストアップや消費電力をアップすることなく制御性能を大幅に向上させることが可能となる。なお、PIDフィルタにおける処理と、オブザーバにおける処理の両方を、一つのフィルタを用いて時分割で行うことも可能である。
【0011】
また、本発明にかかるディスク制御装置は、光ディスクの記録面に光を照射して光スポットを形成しその反射光を検出する光ヘッドと、光スポットを光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、位置誤差検出回路において検出されたズレ量等に基づいて、制御状態を判定する状態判定回路と、位置誤差検出回路において検出されたズレ量に対して、少なくとも位相補償等を行うPID制御回路と、PID制御回路への入力であるズレ量と、PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、PID制御回路からの出力と、オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、状態判定回路の出力に基づいて、オブザーバの起動/停止を制御するオブザーバ制御回路と、出力加算回路における出力に基づいて、光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする。
【0012】
かかる構成により、オブザーバ内に積分項を設けることによって、引き込み時等であり位置情報や電流情報が大きく変化する場合であっても、安定して収束させることができ、最適な収束パターンに合わせることも可能となる。
【0013】
さらに、本発明にかかるディスク制御装置は、光ディスクの記録面に光を照射して光スポットを形成しその反射光を検出する光ヘッドと、光スポットを光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、位置誤差検出回路において検出されたズレ量に対して、少なくとも位相補償を行うPID制御回路と、PID制御回路の動作時間に基づいて、制御状態を判定する状態判定回路と、PID制御回路への入力であるズレ量と、PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、PID制御回路からの出力と、オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、状態判定回路の出力に基づいて、オブザーバの起動/停止を制御するオブザーバ制御回路と、出力加算回路における出力に基づいて、光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とする。
【0014】
かかる構成により、システムコントロールコマンドに基づく時間管理を行うことによっても、引き込み時等における位置情報や電流情報の大きな変化に対して安定して収束させることができ、最適な収束パターンに合わせることも可能となる。
【0015】
また、本発明にかかるディスク制御装置は、オブザーバを起動するタイミングにおいて、オブザーバの積分項を所定の値に設定する積分項プリセット回路をさらに備えることが好ましい。より効果的に収束させることができるからである。
【0016】
また、本発明にかかるディスク制御装置は、積分項プリセット回路が、オブザーバを起動するタイミングにおいて、同時にPIDフィルタの積分項も更新することが好ましい。より効果的に収束させることができるからである。
【0017】
また、本発明にかかるディスク制御装置は、オブザーバを起動するタイミングにおいて、PIDフィルタの積分項に基づいてオブザーバの積分項を算出し、算出されたオブザーバの積分項を設定する積分値算出回路をさらに備えることが好ましい。状況に応じて動的に収束条件を更新することができ、より効果的に収束させることができるからである。
【0018】
また、本発明にかかるディスク制御装置は、積分値算出回路が、オブザーバを起動するタイミングにおいて、同時にPIDフィルタの積分項を更新することが好ましい。より効果的に収束させることができるからである。
【0019】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1にかかるディスク制御装置について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態1にかかるディスク制御装置の構成図である。図1において、16はディスク1からの反射光を検出する光ヘッドである。4は電流が流れることにより対物レンズを駆動するアクチュエータコイルである。ただし、対物レンズ自体は図1には図示していない。
【0020】
また、17は光ヘッド2の出力からトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路である。すなわち、トラッキングエラー信号生成回路17では、本来トラッキングすべき位置からのズレ量を検出することになる。
【0021】
さらに、8は通常のアクチュエータ制御で用いられるPID制御回路であり、低域補償回路8Aと、比例演算回路8Bと、位相補償回路8Cの3つから構成されている。
【0022】
また、40Aはトラッキングエラー信号生成回路17の出力とPID制御回路8の出力を入力としてアクチュエータに加わる外乱を推定する第1の外乱推定オブザーバであり、そのブロック内構成については図2〜図6を用いて後述する。23はPID制御回路8の出力と第1の外乱推定オブザーバ40Aの出力を加算した値に応じて、アクチュエータコイル4に電流を流して駆動する駆動回路である。
【0023】
次に、第1の外乱推定オブザーバ40Aについて図2〜図6を用いて詳細に説明する。まず、図3はアクチュエータサスペンションを制御対象とするPID制御ループに対して基本型の第3の外乱推定オブザーバ40Cを組み込んだ原型モデルの構成図である。
【0024】
図3において、9は4本ワイヤーにより対物レンズを支えるアクチュエータサスペンションである。また、41はPID制御回路8が出力する電圧値(V)をアクチュエータの駆動力(F)に変換するV→F変換回路であり、47はアクチュエータの変位量(X)をPID制御回路の入力電圧(V)に変換するX→V変換回路である。
【0025】
図4は、第3の外乱推定オブザーバ40Cの詳細ブロック図である。図4において、Mnはアクチュエータにより支持されるレンズ質量のノミナル値であり、sはラプラス演算子である。g1及びg2は外乱推定オブザーバの特性を決める定数である。また、図4における(1/Mn・1/s・1/s)は、2次共振系のアクチュエータのモデルを示している。
【0026】
図3に示す原型モデルにおいて、PID制御回路8の入力と出力が第3の外乱推定オブザーバ40Cの入力となるようにブロック図を変形することを考えると、第3の外乱推定オブザーバ40Cに手を加えなくても、容易に図5に示すブロック図へと変形することができる。
【0027】
すなわち図5に示すように、42はV→F変換回路41の逆変換であり、アクチュエータの駆動力(F)をPID制御回路8が出力する電圧値(V)に変換するF→V変換回路である。同様に、48はX→V変換回路47の逆変換でありPID制御回路の入力電圧(V)をアクチュエータの変位量(X)に変換するV→X変換回路である。
【0028】
さらに第3の外乱推定オブザーバ40Cの構成を、図2に示す第2の外乱推定オブザーバ40Bに変えると、図5のブロック図は、図6で示すような構成へと変形することが可能となる。さらに、第2の外乱推定オブザーバ40Bの入出力につながるV→F変換回路41、F→V変換回路42及びV→X変換回路48を含めて第1の外乱推定オブザーバ40Aと見なすと、図1に示すように、PID制御回路8の入力と出力を第1の外乱推定オブザーバ40Aの入力とすることができる。
【0029】
以上のように構成されたディスク制御装置の動作において、トラッキング制御中は、PID制御回路8と第1の外乱推定オブザーバ40Aの両方が動作していることになる。そして、第1の外乱推定オブザーバ40AがPID制御回路8の入力及び出力を用いてアクチュエータに加わる外乱を推定することで、PID制御回路8による駆動指令を的確に補正することができ、外乱を効率的に抑制することができる。
【0030】
以上のように本実施の形態1によれば、第1の外乱推定オブザーバ40Aの入力にPID制御回路8の入力と出力を用いることにより、ポジションセンサや駆動電流検出回路を設けることが不要となる。したがって、新たなハードウェア等を追加することなくオブザーバを導入することができ、コストアップや消費電力のアップを生ずることなく、制御性能を大幅に向上させることが可能となる。
【0031】
さらに、PID制御回路8と第1の外乱推定オブザーバ40Aとを組み合わせた処理における入力と出力は、PID制御回路8単独の場合における入力と出力と同じであり、これらの処理をディジタルフィルタで構成する場合は、一連のフィルタ処理として時分割処理を行うことができるので、回路構成自体を簡略化することが可能となる。
【0032】
なお、本実施の形態1においては、オブザーバを外乱推定にのみ用いているが、オブザーバは速度推定等も行うことができることから、特に本実施の形態1に限定されるものではない。
【0033】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2にかかるディスク制御装置について、図面を参照しながら説明する。図7は本発明の実施の形態2にかかるディスク制御装置の構成図である。図7において、43及び44以外の構成要素は図1に示す実施の形態1と同じ構成要素であり説明を省略する。
【0034】
図7において、43はシステム全体を制御するためのシステムコントローラである。44はシステムコントローラ43が出力する動作指令とトラッキングエラー信号生成回路17が出力するトラッキングエラー信号とに基づいて、トラッキング引き込み動作の過渡時を判定する状態判定回路である。
【0035】
以上のように構成されたディスク制御装置について、図8のタイミングチャートを用いて動作について説明する。
【0036】
図8において、トラッキングOFFの状態でシステムコントローラ43からトラッキングONのシステムコントロールコマンドが出力されると、PID制御回路8はその時に入力されているトラッキングエラー信号から制御信号を作成しトラッキング引き込み動作の制御を行う。これによって、アクチュエータコイル4は駆動回路23により駆動され、それまで正弦波状に出力されていたトラッキングエラー信号の振幅が小さくなり引き込み動作が行われる。そして、状態判定回路44は、システムコントロールコマンドとトラッキングエラー信号の動きから、引き込み動作中であると判定する。
【0037】
そして、状態判定回路44は、トラッキングエラー信号がセンター値で安定し、オフトラック量が所定範囲内に収まったことを検出して定常状態に入ったと判定すると、第1の外乱推定オブザーバ40Aを起動させる。第1の外乱推定オブザーバ40Aは、処理開始時からゼロクロス点近傍のトラッキングエラー信号を用いて外乱推定を行うことになる。
【0038】
トラッキング引き込み時の乱れたトラッキングエラー信号は、アクチュエータ9の動きを正確に示しているとは言えないことから、トラッキング引き込み時のトラッキングエラー信号を用いることは、外乱推定の精度を落とすことになってしまう。しかしながら、ゼロクロス点近傍のトラッキングエラー信号はアクチュエータ9の動きを忠実に示しており、より正確な外乱推定処理を行うことが可能となる。
【0039】
以上のように本実施の形態2によれば、状態判定回路44がシステムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定し、引き込み動作から定常状態に移行したことを検出して外乱推定オブザーバA40Aを起動させることにより、第1の外乱推定オブザーバA40Aは起動時から正確な情報で外乱推定を行うことができ、誤差の大きい外乱推定により制御が不安定になることを未然に防ぐことが可能となる。
【0040】
また、本実施の形態2ではシステムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定するものとしているが、システムコントロールコマンドからの時間管理で実現する方法も可能であり、特に本実施の形態2に限定されるものではない。
【0041】
さらに、本実施の形態2では、引き込み動作において第1の外乱推定オブザーバ40Aの起動をコントロールする動作について説明しているが、例えば定常状態において外部からの衝撃等によりトラッキング制御が乱れた場合にも同様に第1の外乱推定オブザーバ40Aを制御することができる。すなわち、再度、引き込みが完了して定常状態になるまで、第1の外乱推定オブザーバ40Aを停止させる制御を行うこともできる。
【0042】
また、本実施の形態2ではオブザーバを外乱推定に用いているが、オブザーバは速度推定等にも用いることができることから、特に本実施の形態2に限定されるものではない。
【0043】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3にかかるディスク制御装置について、図面を参照しながら説明する。図9は本発明の実施の形態3にかかるディスク制御装置の構成図である。図9において、45以外の構成要素は図1及び図7に示す実施の形態1及び実施の形態2と同じ構成要素であり説明を省略する。45は状態判定回路44の指示により第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を所定値でプリセットする積分値プリセット回路である。
【0044】
以上のように構成されたディスク制御装置について、図10のタイミングチャートを用いて動作について説明する。
【0045】
トラッキングOFF状態からのトラッキング引き込み動作については、実施の形態2と同じであり、システムコントローラ43が出力するシステムコントロールコマンドを受けたPID制御回路8は、トラッキングエラー信号を用いて制御信号を作成し、引き込み動作を行って定常状態へと移行していくことになる。
【0046】
次に、状態判定回路44はトラッキングエラー信号から定常状態になったと判定すると、積分項プリセット回路45に指令を与え、第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を所定値でプリセットすると同時に、第1の外乱推定オブザーバ40Aを起動する。第1の外乱推定オブザーバ40Aは、動作開始時より積分項が所定値に設定されていることによって、最初から的確な外乱推定出力が確保され、第1の外乱推定オブザーバ40A起動時における制御の乱れを抑えることが可能となっている。
【0047】
以上のように本実施の形態3によれば、状態判定回路44がシステムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定し、引き込み動作から定常状態に移行したことを検出して第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を所定値にプリセットして起動させることにより、第1の外乱推定オブザーバ40Aは起動時から所定の推定DC外乱を想定して外乱推定を行うことができ、誤差の大きい外乱推定により制御が不安定になることを未然に防ぐことが可能となる。
【0048】
また、本実施の形態3においては、システムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定するものとしているが、システムコントロールコマンドからの時間管理で実現する方法も可能であり、特に本実施の形態3に限定されるものではない。
【0049】
さらに、本実施の形態3では引き込み動作において第1の外乱推定オブザーバ40Aの起動及びその積分項をコントロールする動作について説明しているが、例えば定常状態で外部からの衝撃等によりトラッキング制御が乱れた場合にも、同様に第1の外乱推定オブザーバ40Aを制御し、再度引き込みが完了し定常状態になるまで第1の外乱推定オブザーバ40Aを停止させるとともに、起動時に外乱推定オブザーバA40Aの積分項を所定値でプリセットすることもできる。
【0050】
また、本実施の形態3では第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項のみをプリセットしているが、同時にPID制御回路8内の低域補償回路8Aの積分項もプリセットする方法も有効であり、特に本実施の形態3に限定されるものでない。
【0051】
さらに、本実施の形態3ではオブザーバを外乱推定に用いているが、オブザーバは速度推定等も行うことができることから、特に本実施の形態3に限定されるものではない。
【0052】
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4にかかるディスク制御装置について、図面を参照しながら説明する。図11は本発明の実施の形態4にかかるディスク制御装置の構成図である。図11において46以外の構成要素は図1、図7及び図9に示す実施の形態1から3と同じ構成要素であり説明を省略する。46は状態判定回路44の指示によりPID制御回路8の積分項から駆動回路23への出力値がずれないように第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を算出し設定する積分値算出回路である。
【0053】
以上のように構成されたディスク制御装置について図12のタイミングチャートを用いて動作について説明する。
【0054】
トラッキングOFF状態からのトラッキング引き込み動作については実施の形態2及び実施の形態3と同じであり、システムコントローラ43が出力するシステムコントロールコマンドを受けたPID制御回路8は、トラッキングエラー信号を用いて制御信号を作成し、引き込み動作を行って定常状態へと移行していくことになる。
【0055】
次に、状態判定回路44はトラッキングエラー信号から定常状態になったと判定すると、積分値算出回路46に指令を与え、その時のPID制御回路8中の低域補償回路8Aの積分値から駆動回路23への出力値がずれないように第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分値を算出設定し、第1の外乱推定オブザーバ40Aを起動するとともに、低域補償回路8Aの積分項をリセットする。第1の外乱推定オブザーバ40Aは、動作開始時より積分項が最適値に設定されていることによって、最初から最適な外乱推定出力が確保され、第1の外乱推定オブザーバ40A起動時の制御の乱れを抑えることが可能となっている。
【0056】
以上のように本実施の形態4によれば、状態判定回路44がシステムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定し、引き込み動作から定常状態に移行したことを検出して、PID制御回路8内の低域補償回路8Aの積分項から駆動回路23への出力値がずれないように第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を算出設定し、第1の外乱推定オブザーバ40Aを起動させることにより、第1の外乱推定オブザーバ40Aは起動時からその時の動作状態に応じた推定DC外乱が組み込まれることにより、最適な条件で正確な外乱推定を行うことができ、誤差の大きい外乱推定により制御が不安定になることを防ぐことができる。
【0057】
また、本実施の形態4ではシステムコントロールコマンド及びトラッキングエラー信号から制御状態を判定するものとしているがシステムコントロールコマンドからの時間管理で実現する方法も可能であり、特に本実施の形態4に限定されるものではない。
【0058】
さらに、本実施の形態4では引き込み動作において第1の外乱推定オブザーバ40Aの起動及びその積分項をコントロールする動作について説明しているが、例えば定常状態で外部からの衝撃等によりトラッキング制御が流れた場合にも同様に第1の外乱推定オブザーバ40Aを制御し、再引き込みが完了し定常状態になるまで第1の外乱推定オブザーバ40Aを停止させるとともに、起動時に低域補償回路8Aの積分項から第1の外乱推定オブザーバ40Aの積分項を算出設定することもできる。
【0059】
また、本実施の形態4ではオブザーバを外乱推定に用いているが、オブザーバは速度推定等も行うことができ、特に本実施の形態4に限定されるものでない。
【0060】
【発明の効果】
以上のように本発明にかかるディスク制御装置によれば、外乱等の推定を行うオブザーバ処理手段の入力にPID制御処理の入力及び出力を用いることにより、新たなハードウェアを追加すること無しにオブザーバを導入することが可能となり、コストアップや消費電力アップ無しに制御性能を大幅に向上させることができる。
【0061】
また、そのときの制御状態を検出してオブザーバ処理をON/OFFしたり、ON時にオブザーバ内の積分項をプリセットすることにより、引き込み時等で位置情報や電流情報が大きく変化した場合であっても、オブザーバ内の積分項が異常に大きくなることを防ぐとともに、最適な収束パターンに合わせ込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかるディスク制御装置の構成図
【図2】 本発明の実施の形態1にかかるディスク制御装置における外乱推定オブザーバの構成図
【図3】 PID制御に外乱推定オブザーバを導入した場合の原型モデルの構成図
【図4】 PID制御に外乱推定オブザーバを導入した場合の原型モデルにおける外乱推定オブザーバの構成図
【図5】 PID制御に外乱推定オブザーバを導入した場合の変形モデルの構成図
【図6】 PID制御に外乱推定オブザーバを導入した場合の変形モデルの構成図
【図7】 本発明の実施の形態2にかかるディスク制御装置の構成図
【図8】 本発明の実施の形態2にかかるディスク制御装置におけるトラッキング引き込み時の各種信号を示すタイミングチャート
【図9】 本発明の実施の形態3にかかるディスク制御装置の構成図
【図10】 本発明の実施の形態3にかかるディスク制御装置におけるトラッキング引き込み時の各種信号を示すタイミングチャート
【図11】 本発明の実施の形態4にかかるディスク制御装置の構成図
【図12】 本発明の実施の形態4にかかるディスク制御装置におけるトラッキング引き込み時の各種信号を示すタイミングチャート
【図13】 従来のディスク制御装置の構成図
【符号の説明】
1 ディスク
4 アクチュエータコイル
8 PID制御回路
8A 低域補償回路
8B 比例演算回路
8C 位相補償回路
9 アクチュエータサスペンション
14 ポジションセンサ
16 光ヘッド
17 トラッキングエラー信号生成回路
18 増幅回路
20 速度推定オブザーバ
23 駆動回路
40A 第1の外乱推定オブザーバ
40B 第2の外乱推定オブザーバ
40C 第3の外乱推定オブザーバ
41 V→F変換
42 F→V変換
43 システムコントローラ
44 状態判定回路
45 積分項プリセット回路
46 積分値算出回路
47 X→V変換
48 V→X変換[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disk control apparatus that performs actuator control of an optical head in order to read a signal from a disk. In particular, the present invention relates to a disk control apparatus that performs actuator control that causes an optical head to be faithfully traced to a track on the disk.
[0002]
[Prior art]
As a conventional disk control apparatus, a disk control apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-303631 is well known. FIG. 13 is a block diagram of a conventional disk control device.
[0003]
In FIG. 13, the position information of the head is output by the
[0004]
Then, by adding the estimated speed information and the tracking control output using the error signal detected in the tracking error
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a disk controller, it is necessary to provide a
[0006]
Further, in the conventional disk control device, since two inputs for normal filter processing and observer processing are separate, two completely independent calculation processes are required.
[0007]
Furthermore, if the position information or current information changes greatly during the transition after starting the observer, such as when the control is pulled in, the estimated value of the observer is greatly shaken, and the time until convergence to a stable state becomes considerably long. There was also a problem.
[0008]
In order to solve the above problems, the present invention can perform stable control even if it is subjected to disc misalignment or vibration without providing a new control circuit, and can quickly converge to a stable state. An object is to provide a disk control device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a disk control apparatus according to the present invention includes an optical head that irradiates light onto a recording surface of an optical disk to form a light spot and detects the reflected light, and the light spot to the recording surface of the optical disk. A light spot moving unit that moves vertically or in the radial direction thereof, a position error detection circuit that detects a deviation amount from an optimum position based on position information detected by the optical head, and a position error detection circuit PID control circuit that performs phase compensation for the amount of misalignment, and input to the PID control circuit Ru Deviation amount and output from PID control circuit Signal in the state before it is processed in the later stage And both As input An observer that performs an estimation operation, an output from the PID control circuit, an output addition circuit that adds the output from the observer, and a drive circuit that drives the light spot moving unit based on the output from the output addition circuit Features.
[0010]
With this configuration, an observer can be introduced without adding new hardware, and control performance can be greatly improved without increasing costs and power consumption. It should be noted that both the processing in the PID filter and the processing in the observer can be performed in a time division manner using a single filter.
[0011]
The disk control apparatus according to the present invention includes an optical head that irradiates light onto a recording surface of an optical disk to form a light spot and detects reflected light, and the light spot is perpendicular to the recording surface of the optical disk or its radius. A light spot moving unit that moves in the direction, a position error detection circuit that detects a shift amount from an optimum position based on position information detected by the optical head, a shift amount detected by the position error detection circuit, and the like Based on a state determination circuit for determining a control state, a PID control circuit that performs at least phase compensation or the like with respect to a deviation detected by the position error detection circuit, and an input to the PID control circuit. Ru Deviation amount and output from PID control circuit Signal in the state before it is processed in the later stage And both As input Based on the output of the observer that performs the estimation operation, the output from the PID control circuit, the output addition circuit that adds the output from the observer, and the state determination circuit, Start / stop An observer control circuit for controlling the light spot and a drive circuit for driving the light spot moving unit based on the output from the output addition circuit.
[0012]
With this configuration, by providing an integral term in the observer, it is possible to converge stably even when position information or current information changes greatly, such as at the time of pull-in, and match the optimal convergence pattern. Is also possible.
[0013]
Further, the disk control apparatus according to the present invention includes an optical head that irradiates light onto a recording surface of an optical disk to form a light spot and detects reflected light, and the light spot is perpendicular to the recording surface of the optical disk or its radius A light spot moving unit that moves in a direction, a position error detection circuit that detects a shift amount from an optimum position based on position information detected by the optical head, and a shift amount detected by the position error detection circuit A PID control circuit that performs at least phase compensation, a state determination circuit that determines a control state based on an operation time of the PID control circuit, and an input to the PID control circuit. Ru Deviation amount and output from PID control circuit Signal in the state before it is processed in the later stage And both As input Based on the output of the observer that performs the estimation operation, the output from the PID control circuit, the output addition circuit that adds the output from the observer, and the state determination circuit, Start / stop An observer control circuit for controlling the light spot and a drive circuit for driving the light spot moving unit based on the output from the output addition circuit.
[0014]
With this configuration, even by performing time management based on system control commands, it is possible to stably converge against large changes in position information and current information at the time of pull-in, etc., and to match the optimal convergence pattern It becomes.
[0015]
Further, the disk control device according to the present invention has an observer. Start-up It is preferable to further include an integral term preset circuit for setting the integral term of the observer to a predetermined value at the timing to perform. It is because it can be made to converge more effectively.
[0016]
In the disk control device according to the present invention, the integral term preset circuit includes an observer. Start-up It is preferable to update the integral term of the PID filter at the same time. It is because it can be made to converge more effectively.
[0017]
The disk control device according to the present invention includes an observer. Start It is preferable to further include an integral value calculation circuit that calculates an integral term of the observer based on the integral term of the PID filter at the timing and sets the calculated integral term of the observer. This is because the convergence condition can be dynamically updated according to the situation, and the convergence can be performed more effectively.
[0018]
In the disk control device according to the present invention, the integral value calculation circuit includes an observer. Start It is preferable to update the integral term of the PID filter at the same time. It is because it can be made to converge more effectively.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, a disk controller according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a disk control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1,
[0020]
A tracking error
[0021]
Further, 8 is a PID control circuit used in normal actuator control, and is composed of a low-
[0022]
[0023]
Next, the first
[0024]
In FIG. 3, 9 is an actuator suspension that supports the objective lens with four wires.
[0025]
FIG. 4 is a detailed block diagram of the third
[0026]
In the prototype model shown in FIG. 3, considering that the block diagram is modified so that the input and output of the
[0027]
That is, as shown in FIG. 5,
[0028]
Further, if the configuration of the third
[0029]
In the operation of the disk controller configured as described above, both the
[0030]
As described above, according to the first embodiment, it is not necessary to provide a position sensor or a drive current detection circuit by using the input and output of the
[0031]
Furthermore, the input and output in the process combining the
[0032]
Although the observer is used only for disturbance estimation in the first embodiment, the observer is not particularly limited to the first embodiment because the observer can perform speed estimation and the like.
[0033]
(Embodiment 2)
A disk control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a block diagram of the disk control apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the constituent elements other than 43 and 44 are the same constituent elements as those in the first embodiment shown in FIG.
[0034]
In FIG. 7,
[0035]
The operation of the disk controller configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0036]
In FIG. 8, when a system control command for tracking ON is output from the
[0037]
When the
[0038]
Since the disordered tracking error signal at the time of tracking pull-in cannot accurately indicate the movement of the
[0039]
As described above, according to the second embodiment, the
[0040]
Further, in the second embodiment, the control state is determined from the system control command and the tracking error signal. However, a method realized by time management from the system control command is also possible, and the method is particularly limited to the second embodiment. Is not to be done.
[0041]
Furthermore, in the second embodiment, the operation for controlling the activation of the first
[0042]
In the second embodiment, the observer is used for disturbance estimation. However, the observer can be used for speed estimation or the like, and is not particularly limited to the second embodiment.
[0043]
(Embodiment 3)
A disk control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a configuration diagram of the disk control device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the constituent elements other than 45 are the same constituent elements as those in the first and second embodiments shown in FIGS.
[0044]
The operation of the disk controller configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0045]
The tracking pull-in operation from the tracking OFF state is the same as in the second embodiment, and the
[0046]
Next, when the
[0047]
As described above, according to the third embodiment, the
[0048]
In the third embodiment, the control state is determined from the system control command and the tracking error signal. However, a method realized by time management from the system control command is also possible, and in particular, the third embodiment. It is not limited to.
[0049]
Furthermore, in the third embodiment, the activation of the first
[0050]
Further, in the third embodiment, only the integral term of the first
[0051]
Furthermore, although the observer is used for disturbance estimation in the third embodiment, the observer is not particularly limited to the third embodiment because it can also perform speed estimation and the like.
[0052]
(Embodiment 4)
A disk control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram of a disk control apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 11, the components other than 46 are the same as those in the first to third embodiments shown in FIGS. 1, 7, and 9, and the description thereof is omitted.
[0053]
The operation of the disk controller configured as described above will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0054]
The tracking pull-in operation from the tracking OFF state is the same as in the second and third embodiments, and the
[0055]
Next, when the
[0056]
As described above, according to the fourth embodiment, the
[0057]
Further, in the fourth embodiment, the control state is determined from the system control command and the tracking error signal. However, a method realized by time management from the system control command is also possible, and the method is particularly limited to the fourth embodiment. It is not something.
[0058]
Furthermore, in the fourth embodiment, the activation of the first
[0059]
In the fourth embodiment, the observer is used for disturbance estimation. However, the observer can perform speed estimation and the like, and is not particularly limited to the fourth embodiment.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the disk control device of the present invention, by using the input and output of the PID control processing as the input of the observer processing means for estimating disturbance or the like, the observer can be added without adding new hardware. Can be introduced, and the control performance can be greatly improved without increasing costs and power consumption.
[0061]
In addition, when the control state at that time is detected and the observer process is turned ON / OFF, or when the integral term in the observer is preset at the ON time, the position information and current information change greatly at the time of pull-in, etc. However, it is possible to prevent the integral term in the observer from becoming abnormally large and to match the optimum convergence pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a disk control device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a configuration diagram of a disturbance estimation observer in the disk control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of a prototype model when a disturbance estimation observer is introduced to PID control.
FIG. 4 is a configuration diagram of a disturbance estimation observer in a prototype model when a disturbance estimation observer is introduced in PID control.
FIG. 5 is a configuration diagram of a deformation model when a disturbance estimation observer is introduced to PID control.
FIG. 6 is a configuration diagram of a deformation model when a disturbance estimation observer is introduced to PID control.
FIG. 7 is a configuration diagram of a disk control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing various signals at the time of tracking pull-in in the disk control device according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a configuration diagram of a disk control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart showing various signals at the time of tracking pull-in in the disk control device according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a configuration diagram of a disk control device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a timing chart showing various signals at the time of tracking pull-in in the disk control device according to the fourth embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional disk control device.
[Explanation of symbols]
1 disc
4 Actuator coil
8 PID control circuit
8A low frequency compensation circuit
8B proportional operation circuit
8C phase compensation circuit
9 Actuator suspension
14 Position sensor
16 Optical head
17 Tracking error signal generation circuit
18 Amplifier circuit
20 Speed estimation observer
23 Drive circuit
40A First disturbance estimation observer
40B Second disturbance estimation observer
40C Third disturbance estimation observer
41 V → F conversion
42 F → V conversion
43 System controller
44 State determination circuit
45 Integration term preset circuit
46 Integral value calculation circuit
47 X → V conversion
48 V → X conversion
Claims (8)
前記光スポットを前記光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、
前記光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、
前記位置誤差検出回路において検出された前記ズレ量に対して、少なくとも位相補償を行うPID制御回路と、
前記PID制御回路への入力である前記ズレ量と、前記PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、
前記PID制御回路からの出力と、前記オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、
前記出力加算回路における出力に基づいて、前記光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とするディスク制御装置。An optical head for irradiating the recording surface of the optical disc with light to form a light spot and detecting the reflected light;
A light spot moving section for moving the light spot perpendicularly to the recording surface of the optical disc or in the radial direction thereof;
A position error detection circuit for detecting a deviation amount from an optimum position based on position information detected in the optical head;
A PID control circuit that performs at least phase compensation on the amount of deviation detected by the position error detection circuit;
And observers performed the previous SL shift amount which are input der to the PID control circuit, the estimation operation both signals and in the state before performing the subsequent processing an output signal from the PID control circuit as an input,
An output addition circuit for adding the output from the PID control circuit and the output from the observer;
A disk control device comprising: a drive circuit that drives the light spot moving unit based on an output from the output addition circuit.
前記光スポットを前記光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、
前記光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、
少なくとも前記位置誤差検出回路において検出された前記ズレ量に基づいて、制御状態を判定する状態判定回路と、
前記位置誤差検出回路において検出された前記ズレ量に対して、少なくとも位相補償を行うPID制御回路と、
前記PID制御回路への入力である前記ズレ量と、前記PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、
前記PID制御回路からの出力と、前記オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、
前記状態判定回路の出力に基づいて、前記オブザーバの起動/停止を制御するオブザーバ制御回路と、
前記出力加算回路における出力に基づいて、前記光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とするディスク制御装置。An optical head for irradiating the recording surface of the optical disc with light to form a light spot and detecting the reflected light;
A light spot moving section for moving the light spot perpendicularly to the recording surface of the optical disc or in the radial direction thereof;
A position error detection circuit for detecting a deviation amount from an optimum position based on position information detected in the optical head;
A state determination circuit for determining a control state based on at least the deviation amount detected by the position error detection circuit;
A PID control circuit that performs at least phase compensation on the amount of deviation detected by the position error detection circuit;
And observers performed the previous SL shift amount which are input der to the PID control circuit, the estimation operation both signals and in the state before performing the subsequent processing an output signal from the PID control circuit as an input,
An output addition circuit for adding the output from the PID control circuit and the output from the observer;
An observer control circuit for controlling start / stop of the observer based on the output of the state determination circuit;
A disk control device comprising: a drive circuit that drives the light spot moving unit based on an output from the output addition circuit.
前記光スポットを前記光ディスクの記録面に対して垂直あるいはその半径方向に移動させる光スポット移動部と、
前記光ヘッドにおいて検出された位置情報に基づいて、最適な位置からのズレ量を検出する位置誤差検出回路と、
前記位置誤差検出回路において検出された前記ズレ量に対して、少なくとも位相補償を行うPID制御回路と、
前記PID制御回路の動作時間に基づいて、制御状態を判定する状態判定回路と、
前記PID制御回路への入力である前記ズレ量と、前記PID制御回路からの出力信号であって後段の処理を施す前の状態における信号との両方を入力として推定動作を行うオブザーバと、
前記PID制御回路からの出力と、前記オブザーバからの出力を加算する出力加算回路と、
前記状態判定回路の出力に基づいて、前記オブザーバの起動/停止を制御するオブザーバ制御回路と、
前記出力加算回路における出力に基づいて、前記光スポット移動部を駆動する駆動回路とを備えることを特徴とするディスク制御装置。An optical head for irradiating the recording surface of the optical disc with light to form a light spot and detecting the reflected light;
A light spot moving section for moving the light spot perpendicularly to the recording surface of the optical disc or in the radial direction thereof;
A position error detection circuit for detecting a deviation amount from an optimum position based on position information detected in the optical head;
A PID control circuit that performs at least phase compensation on the amount of deviation detected by the position error detection circuit;
A state determination circuit for determining a control state based on an operation time of the PID control circuit;
And observers performed the previous SL shift amount which are input der to the PID control circuit, the estimation operation both signals and in the state before performing the subsequent processing an output signal from the PID control circuit as an input,
An output addition circuit for adding the output from the PID control circuit and the output from the observer;
An observer control circuit for controlling start / stop of the observer based on the output of the state determination circuit;
A disk control device comprising: a drive circuit that drives the light spot moving unit based on an output from the output addition circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001335338A JP3853635B2 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Disk controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001335338A JP3853635B2 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Disk controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003141754A JP2003141754A (en) | 2003-05-16 |
| JP3853635B2 true JP3853635B2 (en) | 2006-12-06 |
Family
ID=19150335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001335338A Expired - Fee Related JP3853635B2 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Disk controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3853635B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200617917A (en) | 2004-07-05 | 2006-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Optical disk apparatus |
| JP2009205788A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Canon Inc | Optical disk device |
-
2001
- 2001-10-31 JP JP2001335338A patent/JP3853635B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003141754A (en) | 2003-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0408392B1 (en) | Optical disk recording and reproducing apparatus | |
| JP2004030731A (en) | Positioning control device for two-stage actuator | |
| JP2000132929A (en) | Disk unit | |
| JPS6368913A (en) | Servocontrol circuit | |
| KR100424268B1 (en) | Sliding mode control of a magnetoresistive read head for magnetic recording | |
| KR100393061B1 (en) | Eccentricity compensation apparatus using frequencey response characteristics of an actyator for a disc drive servo system | |
| JP3853635B2 (en) | Disk controller | |
| US4270073A (en) | Position control in disk drive system | |
| US7423361B2 (en) | Vibration wave motor control apparatus, vibration wave motor control method, program, and storage medium | |
| JP4908378B2 (en) | Magnetic disk drive and magnetic head control method | |
| JP2000021107A (en) | Servo track writing method and servo track writing device | |
| KR101120782B1 (en) | Optical disk device | |
| JP4287842B2 (en) | Optical disk device | |
| JP4908344B2 (en) | Magnetic disk drive and magnetic head control method | |
| JPH01205773A (en) | Positioning control system for magnetic disk device | |
| JP2000285621A (en) | Two-stage actuator controller | |
| JPH02123525A (en) | Tracking control system for optical disk device | |
| JP3668201B2 (en) | Disk storage device and head positioning control method | |
| JPH04209002A (en) | control circuit | |
| JP3668200B2 (en) | Disk storage device and head positioning control method | |
| JP2002117554A (en) | Optical disk apparatus and adjustment method thereof | |
| JPH06187655A (en) | Optical disk device | |
| JPH01205772A (en) | Positioning control system for magnetic disk device | |
| JP3618038B2 (en) | Method and apparatus for detecting position error amount of numerical controller | |
| JP2728063B2 (en) | Optical disk drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040908 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060502 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060511 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060705 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060829 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060906 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090915 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100915 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130915 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |