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JPS644270B2 - - Google Patents
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JPS644270B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS644270B2
JPS644270B2 JP3368482A JP3368482A JPS644270B2 JP S644270 B2 JPS644270 B2 JP S644270B2 JP 3368482 A JP3368482 A JP 3368482A JP 3368482 A JP3368482 A JP 3368482A JP S644270 B2 JPS644270 B2 JP S644270B2
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JP
Japan
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circuit
track
speed
voltage
head
Prior art date
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JP3368482A
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Ryosuke Shimizu
Noriaki Wakabayashi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS58150171A publication Critical patent/JPS58150171A/en
Publication of JPS644270B2 publication Critical patent/JPS644270B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/08Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G11B21/085Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs with track following of accessed part

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイスク装置、特に磁気デイスク装置
の記録、再生ヘツドの位置制御に関するものであ
り、トラツクアクセスを制御する電子制御回路の
改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to position control of recording and reproducing heads of disk devices, particularly magnetic disk devices, and relates to improvements in electronic control circuits for controlling track access.

従来よりヘツドのポジシヨナとしてのアクチユ
エータを閉ループサーボ方式によつて制御し、ヘ
ツド群のトラツク位置決めを行う方式では、位置
認識のための読出し専用ヘツド(以後サーボヘツ
ドと呼ぶ)と、このサーボヘツドによつて読み出
しされる特有の磁気パターン(以後サーボパター
ンと呼ぶ)を永久記録した磁気デイスクが一面設
けられていて、ヘツド位置を常時認識できるよう
になつている。この認識に基づいて位置決めの閉
ループサーボ系が構成されている。
Conventionally, the actuator as a head positioner is controlled by a closed-loop servo method to position a group of heads on a track. One side of the disk is provided with a magnetic disk on which a unique magnetic pattern (hereinafter referred to as a servo pattern) is permanently recorded, so that the head position can be recognized at all times. A closed loop servo system for positioning is constructed based on this recognition.

この公知の方式として、第1図のブロツク図の
ようなものがある。第1図において、1はサーボ
ヘツド、2はサーボヘツド1によつて読み出され
た前述の特有のサーボパターン信号を復調して位
置に関する電圧信号(以後位置信号と呼ぶ)を作
る位置信号復調回路。3は上記位置信号に従つて
トラツク上を追従してオフトラツクしないように
するトラツク追従制御回路で、これは普通ダンピ
ングを付加するためのリードラグフイルタ、誤差
増幅回路などを含めて構成される。4はトラツク
アクセスの時の速度制御のための速度信号復調回
路で、普通は前記位置信号を微分して速度信号の
電圧を得る。5はトラツクカウンタ。6は該トラ
ツクカウンタ5の内容に応じて望むべき速度を
時々刻々与える速度基準発生回路。7は前記速度
信号と速度基準とを比較してこれを適当な増幅す
る速度誤差増幅回路。8は前記トラツクアクセス
の時の速度制御とトラツク上を追従制御する時の
位着制御との2つを切換えるスイツチ装置。9は
ヘツドのポジシヨナとしてのアクチユエータを駆
動する駆動回路。10は上記アクチユエータであ
る。
As this known system, there is one as shown in the block diagram of FIG. In FIG. 1, 1 is a servo head, and 2 is a position signal demodulation circuit that demodulates the aforementioned unique servo pattern signal read out by the servo head 1 to generate a voltage signal related to position (hereinafter referred to as a position signal). Reference numeral 3 denotes a track following control circuit for following the track according to the position signal to prevent off-tracking, and this usually includes a lead-lag filter for adding damping, an error amplification circuit, etc. Reference numeral 4 denotes a speed signal demodulation circuit for speed control during track access, which normally differentiates the position signal to obtain the voltage of the speed signal. 5 is a truck counter. Reference numeral 6 denotes a speed reference generation circuit which provides a desired speed every moment according to the contents of the track counter 5. A speed error amplification circuit 7 compares the speed signal with a speed reference and amplifies it appropriately. Reference numeral 8 denotes a switch device for switching between speed control during track access and positioning control during tracking control on the track. 9 is a drive circuit that drives an actuator as a head positioner. 10 is the actuator mentioned above.

第2図は、前記公知の方式において、あるトラ
ツクから別なトラツクへアクセスしたときの各部
電圧波形の例を示し、第2図aは位置信号Ep(位
置信号復調回路2の出力)、第2図bは速度Ev
(速度信号復調回路4の出力)である。位置信号
Epは、2トラツクで1週期の擬似三角波であり、
零電位とクロスするところが各トラツク中心と対
応している。速度信号Evは、前記位置信号Ep
直線部分を微分し、これを絶対値比(無極性化)
したものである。彎曲部は取り込まず直前の電位
をホールドするものとする。
FIG. 2 shows an example of voltage waveforms at various parts when accessing from one track to another in the known method, and FIG . Figure 2 b shows the velocity E v
(output of speed signal demodulation circuit 4). position signal
E p is a two-track, one-week pseudo-triangular wave,
The point where it crosses zero potential corresponds to the center of each track. The speed signal E v is obtained by differentiating the linear part of the position signal E p and converting it into an absolute value ratio (non-polarized).
This is what I did. It is assumed that the curved portion does not capture the potential and holds the previous potential.

この第2図ではあるトラツクからN本離れた別
のトラツクまでヘツドがアクセスする時の典型的
な位置信号と速度信号の様子を示している。まず
最初は加速区間、次いで最大速度区間があり、最
後に減速区間をむかえて充分に減速された後、目
標トラツク中心より僅かに手前(第2図aの点P
で時刻t=tp)からトラツク追従制御に入り、オ
ントラツクしてその位置を維持する様子を示して
いる。加速区間から減速区間まで(時刻t=0か
らt=tpまで)はアクセス速度制御区間と呼び、
そこから先はトラツク追従制御区間と呼ぶ。この
制御の切換えスイツチ装置8による。
FIG. 2 shows typical position and velocity signals when a head accesses from one track to another track N tracks away. First, there is an acceleration section, then a maximum speed section, and finally a deceleration section, where the vehicle is sufficiently decelerated, and is slightly before the target track center (point P in Figure 2).
The figure shows how the vehicle enters track following control from time t=t p ) and on-tracks to maintain its position. The period from the acceleration section to the deceleration section (from time t = 0 to t = tp ) is called the access speed control section,
The period from there onwards is called the track following control section. This control is performed by the changeover switch device 8.

さて上述のような一連の制御において、アクセ
スの速度制御からトラツク追従制御に切換わる点
Pは、目標トラツクの中心からわずかに手前(普
通はトラツクピツチの5分の1乃至3分の1程度
手前のことが多い)であつて、この時のヘツドの
速度(以後最終速度と呼ぶ)は充分に管理される
必要がある。トラツク追従制御の立場からは時刻
t=tpから位置制御が開始し、そのときの初期条
件はt=tpにおける目標トラツク中心からの変位
量と、最終速度である。トラツク追従制御ループ
は適当なダンピングを付加させて普通臨界制動に
近い状態に設計されているが、その初期条件が著
しくかけ離れていると満足なオントラツクは期し
難い。例えば最終速度があまりにも大きければト
ラツク中央を通過して大きくオーバーシユート
し、最悪の場合はトラツク引込みに失敗してしま
う。その意味で、トラツク追従制御に移る時の最
終速度の管理は重要であつて、そのために第2図
bに示すように目標トラツクの1〜2トラツク手
前に低定速区間(以後ペデスタルと呼ぶ)を設
け、速度制御の最終部分の速度(最終速度)を設
定した目標値に完全に収束させるようにしてい
る。
Now, in the series of controls described above, the point P at which access speed control switches to track following control is slightly before the center of the target track (usually about one-fifth to one-third of the track pitch). The speed of the head at this time (hereinafter referred to as the final speed) needs to be adequately controlled. From the standpoint of track following control, position control starts from time t=t p , and the initial conditions at that time are the amount of displacement from the target track center at t=t p and the final velocity. The track following control loop is usually designed to have a state close to critical braking by adding appropriate damping, but if the initial conditions are significantly different, it is difficult to expect a satisfactory on-track. For example, if the final speed is too high, the vehicle will pass through the center of the track and overshoot significantly, and in the worst case, the vehicle will fail to pull in the track. In this sense, it is important to manage the final speed when moving to track following control, and for this purpose, as shown in Figure 2b, there is a low constant speed section (hereinafter referred to as pedestal) 1 to 2 tracks before the target track. is provided so that the speed of the final part of speed control (final speed) is completely converged to the set target value.

トラツク中心にオーバーシユートなどさせずに
確実に整定させることだけを考えれば、最終速度
を出来るだけ遅くして、追従制御へ移る位置(点
P)を目標トラツクの中心により近づけるのが良
い。しかし最終速度が遅いと、ペデスタル区間の
走行時間がかかり、トラツクアクセス時間が長く
なつて不利になる。また最終速度が遅いとペデス
タル進入時に失速(速度零)の危険性が高くなり
都合が悪い。一旦速度が零になるとその後の方向
認識が簡単には出来なくなることが多くシークエ
ラーになり易い。そこでむしろ追従制御へ移る位
置(点P)を目標トラツクの中心からできるだけ
離し、比較的高速で進入するようにし、その代り
最終速度のばらつきを出来るだけ抑制するように
するのが良い方法と言える。しかし点Pの位置は
第2図aの位置信号の電圧波形から読みとるた
め、目標トラツク中心までの距離には一定の限界
があり、せいぜいトラツクピツチの3分の1ぐら
いが最大限である。従つてあまり最終速度をあげ
ることは実際は出来ない。第3図は目標トラツク
近傍を、横軸に距離、縦軸に位置信号Epをとつ
て図示したものである。前述のごとく、点Pは、
目標トラツク中心より僅かに前(せいぜいトラツ
クピツチの3分の1ぐらいが最上限)の位置で、
アクセス速度制御からトラツク追従制御に切り換
る位置を示している。
Considering only that the track center can be stabilized reliably without overshooting, it is better to make the final speed as slow as possible and move the position (point P) at which the follow-up control is started closer to the center of the target track. However, if the final speed is slow, it will take longer to travel the pedestal section and the track access time will be longer, which is disadvantageous. Furthermore, if the final speed is low, there is a high risk of stalling (zero speed) when approaching the pedestal, which is inconvenient. Once the speed reaches zero, it is often difficult to recognize the direction after that, and seek errors are likely to occur. Therefore, a better method would be to move the position (point P) at which the follow-up control starts as far as possible from the center of the target track, approach the track at a relatively high speed, and instead suppress variations in the final speed as much as possible. However, since the position of point P is read from the voltage waveform of the position signal shown in FIG. 2a, there is a certain limit to the distance to the target track center, and the maximum distance is about one-third of the track pitch. Therefore, it is actually not possible to increase the final speed too much. FIG. 3 shows the vicinity of the target track, with distance plotted on the horizontal axis and position signal E p plotted on the vertical axis. As mentioned above, point P is
At a position slightly in front of the target track center (maximum limit is about 1/3 of the track pitch),
It shows the position at which access speed control is switched to track following control.

第4図は上記の公知従来例においてペデスタル
区間から目標トラツク中心にヘツドが整定するま
での位置信号の様子を最終速度をパラメタとし実
測した例である。この例では点Pの位置は目標ト
ラツクの中心からおよそトラツクピツチの3分の
1程度手前に設定(トラツク追従制御切換え電圧
で設定)している。最終速度3cm/sec、2.5cm/
sec、2cm/secの3つの中で、この例では2.5
cm/secが最も整定性が良好である。またこの第
4図の例では、最終速度が2.5cm/sec以上ではオ
ーバーシユートが発生し、かえつて長い整定時間
を要する。オーバーシユートが過度になると、目
標トラツクから飛び出し、オントラツクに失敗し
てシークエラーになる確率は急増する。
FIG. 4 shows an example in which the state of the position signal from the pedestal section until the head settles at the center of the target track was actually measured using the final speed as a parameter in the above-mentioned known prior art. In this example, the position of point P is set approximately one-third of the track pitch before the center of the target track (set by the track following control switching voltage). Final speed 3cm/sec, 2.5cm/
sec, 2cm/sec, in this example 2.5
cm/sec has the best stability. Furthermore, in the example shown in FIG. 4, if the final speed is 2.5 cm/sec or more, overshoot will occur and a longer settling time will be required. If the overshoot becomes excessive, the probability of jumping out of the target track, failing to on-track, and causing a seek error increases rapidly.

本発明はかかる欠点を除去する方式を提案する
もので、本発明では前述のトラツク追従制御回路
3の部分の改良がその主要なものとなる。なぜな
らばトラツク中心への整定という問題はトラツク
アクセス時の速度制御が終つてトラツク追従制御
に切換わつてから後の問題になるからである。
The present invention proposes a system for eliminating such drawbacks, and the main feature of the present invention is to improve the above-mentioned track following control circuit 3. This is because the problem of settling to the track center becomes a problem after the speed control during track access ends and the switch is made to track following control.

従来のトラツク追従制御回路3は、基本的に
は、位置信号に従つてトラツク中心からオフトラ
ツクしないようにするための位置制御回路であ
り、従つて位置偏差をとり出すための誤差増幅回
路と、ダンピングを与えてシステムの安定性を増
す(いわゆるナイキスト条件を満足させる)ため
のリードラグフイルタとから構成されている。
The conventional track following control circuit 3 is basically a position control circuit for preventing off-track from the track center according to a position signal, and therefore includes an error amplification circuit for extracting position deviation and a damping circuit. and a lead-lag filter to increase the stability of the system (satisfying the so-called Nyquist condition).

第4図はこのような従来からのトラツク追従制
御回路3を実現する最も基本的な回路であり、演
算増幅器11、抵抗、コンデンサを用いてリード
ラグフイルタ及び誤差増幅回路を形成している。
FIG. 4 shows the most basic circuit for realizing such a conventional track following control circuit 3, in which an operational amplifier 11, a resistor, and a capacitor are used to form a lead-lag filter and an error amplification circuit.

第6図aは第5図の回路の周波数特性を示す。
この周波数特性はいわゆる位置制御における位相
進み補償を表わしていて、伝達関数は以下のよう
に表わされる。
FIG. 6a shows the frequency characteristics of the circuit of FIG.
This frequency characteristic represents so-called phase lead compensation in position control, and the transfer function is expressed as follows.

A/α・(αT)S+1/(T/a)S+
1 ここでαは√10〜√20程度にとられる。
A/α・(αT)S+1/(T/a)S+
1 Here, α is taken to be around √10 to √20.

第6図b,cは第6図aの周波数特性を分解し
たものであつて、第6図bは位置に関する帰還ゲ
インA/αのみ、第6図cは位置の微分(速度即
ちダンピング)に関する帰還ゲインを示してい
る。この第6図b,cを合成すればほゞ第6図a
の周波数特性(リードラグフイルタ特性をもつも
の)になる。なお第6図cにおいて高い周波数領
域をフラツトな特性にしているのは、この領域の
成分は制御にとつて不要有害になることが多いか
らである。
Figures 6b and 6c show the decomposition of the frequency characteristics in Figure 6a, where Figure 6b concerns only the feedback gain A/α with respect to position, and Figure 6c relates to the differential of position (velocity or damping). It shows the feedback gain. If you combine these Figure 6 b and c, you will get Figure 6 a
(has lead-lag filter characteristics). The reason why the high frequency region in FIG. 6c is made flat is that components in this region often become unnecessary and harmful to control.

このように従来のトラツク追従制御回路は基本
的には位置に関する帰還の成分と、位置の微分
(速度)に関する帰還の成分とを加え合わせ、こ
れを誤差増幅したもので構成されていると考える
こともできる。
In this way, conventional track following control circuits can be thought of as basically consisting of a feedback component related to position and a feedback component related to the differential (velocity) of the position, which are added together and the result is error amplified. You can also do it.

本発明は、上記帰還成分に非線形性を加味する
ことによつて、ヘツドがトラツク中心部近傍にあ
るときは従来と同様にナイキスト条件を満足させ
て臨界制動(クリテイカルダンピング)に近い状
態で制御されるようにし、ヘツドがトラツク外部
から進入してくる場合などは急激に大きなブレー
キ力を発生させ、オーバーシユートを防止し、短
時間でトラツク中心に整定させようとするもので
ある。こうすることによつてヘツドが従来より相
当速い最終速度で目標トラツクに進入しても、極
めて安定かつ短時間で整定させることができるよ
うになる。また、最終速度のばらつきに対して
も、整定時間の多少の長短はあるにせよ、オーバ
ーシユートさせることなく、安定に整定させるこ
とができるものである。
By adding nonlinearity to the feedback component, the present invention satisfies the Nyquist condition when the head is near the center of the track, and controls the vehicle in a state close to critical damping. When the head approaches from outside the track, a large braking force is suddenly generated to prevent overshoot and to settle the head towards the center of the track in a short period of time. By doing this, even if the head enters the target track at a final speed considerably higher than conventionally, it can be stabilized extremely stably and in a short time. Furthermore, even if the final speed varies, it can be stably settled without overshooting, although the settling time may be longer or shorter.

すなわち、本発明は、閉ループサーボ方式を用
いて記録又は再生トラツクにヘツドを位置決めす
るデイスク装置の制御装置であつて、位置を認識
するヘツドと、このヘツドから得られる位置情報
を復調して位置信号を得る位置信号復調回路と、
この位置信号に基づいてトラツク追従時に位置制
御を行わしめるためのトラツク追従制御回路とを
具備し、このトラツク追従制御回路は、前記位置
信号に基づいて、追従位置偏差をとり出しこれを
増幅して位置に関する帰還の電圧を得る回路と前
記位置信号の電圧に非線形性を与える非線形回路
と、この非線形性が与えられた位置信号を微分し
て速度ダンピング電圧を得る回路と、前記位置に
関する帰還電圧と非線形性が与えられた速度ダン
ピング電圧を加算する回路とを含めて構成された
もので、これにより、最終速度をかなり大きく設
定しても安定な整定が得られ、その結果、アクセ
ス時間を短縮させることができ、また更に最終速
度のばらつきに対しても、従来より安定性の高い
整定が期待できる効果が得られるものである。
That is, the present invention is a control device for a disk device that positions a head on a recording or reproducing track using a closed-loop servo system, which includes a head that recognizes the position, and a position signal obtained by demodulating the position information obtained from the head. a position signal demodulation circuit that obtains the
The track following control circuit is provided with a track following control circuit for performing position control during track following based on this position signal, and this track following control circuit extracts a following position deviation based on the position signal and amplifies it. a circuit for obtaining feedback voltage related to position; a nonlinear circuit providing nonlinearity to the voltage of the position signal; a circuit for differentiating the position signal given this nonlinearity to obtain a speed damping voltage; and a feedback voltage related to the position. This configuration includes a circuit that adds a speed damping voltage given nonlinearity, and this allows stable settling even if the final speed is set to a fairly large value, resulting in a shortened access time. Furthermore, even with respect to variations in the final speed, it is possible to expect more stable settling than in the past.

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第7図は本発明の原理的構成を示すブロツク
図(特に本発明の主要部である改良されたトラツ
ク追従制御回路部分のブロツク図)である。第7
図において、21は位置に関する帰還の電圧を与
える回路で、第6図bと同じ特性を与えるもので
ある。22は位置の電圧に対して非線形性を与え
る非線形回路、23は22により非線形性が与え
られた位置電圧を微分して非線形な速度ダンピン
グ電圧を得る回路で、第6図cと同じ特性を与え
るものである。24は加算回路である。
An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. FIG. 7 is a block diagram showing the basic structure of the present invention (in particular, a block diagram of the improved track following control circuit portion which is the main part of the present invention). 7th
In the figure, numeral 21 is a circuit that provides feedback voltage regarding position, and provides the same characteristics as in FIG. 6b. 22 is a nonlinear circuit that gives nonlinearity to the position voltage, and 23 is a circuit that obtains a nonlinear speed damping voltage by differentiating the position voltage that has been given nonlinearity by 22, and gives the same characteristics as Fig. 6c. It is something. 24 is an adder circuit.

非線形性を与える非線形回路22は上記位置電
圧が小さい領域ではゲインは1であるが、ある電
圧(トラツク中心よりある距離)を超えるとその
ゲインは1以上となるものである。従つてヘツド
がトラツク中心近傍で追従制御に入つているとき
は、位置偏差も速度もかなり小さいので上記非線
形性の影響は無く、従来のトラツク追従制御回路
と同じように臨界制動(クリテイカルダンピン
グ)に近い状態で制御される。ところが、ヘツド
がある目標トラツクに向けてアクセスされ、その
目標トラツクに進入してくるような場合には、ア
クセス速度制御からトラツク追従制御に切換る時
点(第2図で言うと時刻t=tpで点Pの位置に来
た時)での位置電圧が大きいために、非線形性を
与える非線形回路22によつて更に大きな位置電
圧が得られ、これを微分する回路23によつて得
た速度ダンピング電圧のゲイン及び量は更に一層
増大する。即ち、速い最終速度で目標トラツクに
進入してきた時、非常に大きなブレーキ力を発生
せしめる事が可能となる。そのため、ヘツド・ポ
ジシヨナは急速に速度を減じながらトラツク中心
に近づいていく。トラツク中心に近づけば、位置
電圧は充分小さい値になつているので、臨界制動
に近い状態で制御され、オーバーシユートなどせ
ずに安定にオントラツクする。このことは逆に最
終速度が設定値からばらついても、整定はいつも
安定である事を意味する。即ち最終速度が速けれ
ば、それに応じてブレーキ力は一層大きくなるか
らである。
The nonlinear circuit 22 providing nonlinearity has a gain of 1 in the region where the position voltage is small, but the gain becomes 1 or more when a certain voltage (a certain distance from the track center) is exceeded. Therefore, when the head is in tracking control near the track center, the position error and speed are quite small, so there is no effect of the nonlinearity mentioned above, and critical damping is performed as in the conventional track tracking control circuit. controlled in a state close to . However, when the head is accessed toward a certain target track and enters the target track, the point at which access speed control is switched to track following control (time t=t p in FIG. 2) Since the position voltage at point P is large, an even larger position voltage is obtained by the nonlinear circuit 22 that provides nonlinearity, and the speed damping obtained by the circuit 23 that differentiates this. The gain and amount of voltage increases even further. That is, when the vehicle approaches the target track at a high final speed, it is possible to generate a very large braking force. Therefore, the head positioner approaches the center of the track while rapidly decreasing its speed. When the vehicle approaches the center of the track, the position voltage has a sufficiently small value, so it is controlled in a state close to critical braking, and the vehicle stably on-tracks without overshooting. This means that even if the final speed varies from the set value, the settling is always stable. That is, the higher the final speed, the greater the braking force will be.

又、本発明における速度ダンピングを作る回路
(第7図の22と23)においては、非線性を与
える非線形回路22が、速度ダンピング電圧を得
る回路23の前に設けられている。そのため、例
えば、本発明の構成と逆の構成(最初に位置電圧
を微分して速度ダンピング電圧を得る回路を設
け、次にこの速度ダンピング電圧に非線形性を与
える非線形回路を設けるという構成)と比べる
と、本発明と逆のこの回路構成は、微分機能に伴
つて増幅生成されるノイズにも非線形性を与えて
いるため、ノイズのゲインを増大させ、S/N比
を極めて悪化させてしまい、その結果、ヘツドが
目標トラツクへ進入する際に、振動的かつ不安定
に進入しやすく、又追従制御を行つている際に
も、微分されたノイズは非線形領域まで及ぶこと
があるので、非線形回路によりこのノイズは一層
増幅され、その結果ヘツドは振動しやすく不安定
になるという欠点がある。その点、本発明の構成
では、位置信号に非線形性をまず与えてから微分
するので、ノイズをより大きくするような機能は
存在せず、通常考えられるノイズ除去及び機械的
共振防止の簡単なローパスフイルタをトラツク追
従制御回路の後線部に設けるだけで、ヘツドを振
動させたり不安定におとしこむことなく、臨界制
動に近い状態で、ヘツドを目標トラツクへ進入さ
せ、かつ追従制御させる事が可能となるものであ
る。
Further, in the circuit for producing speed damping (22 and 23 in FIG. 7) in the present invention, the nonlinear circuit 22 providing nonlinearity is provided before the circuit 23 for obtaining the speed damping voltage. Therefore, for example, compared with the configuration opposite to the configuration of the present invention (a configuration in which a circuit is first provided to obtain a speed damping voltage by differentiating the position voltage, and then a nonlinear circuit is provided to provide nonlinearity to this speed damping voltage). This circuit configuration, which is the opposite of the present invention, also imparts nonlinearity to the noise that is amplified and generated along with the differential function, which increases the gain of the noise and extremely deteriorates the S/N ratio. As a result, when the head approaches the target track, it tends to enter the target track in an oscillatory and unstable manner, and even when performing follow-up control, the differentiated noise may extend into the nonlinear region, so the nonlinear circuit As a result, this noise is further amplified, and as a result, the head tends to vibrate and become unstable. On this point, in the configuration of the present invention, since nonlinearity is first given to the position signal and then differentiated, there is no function that increases noise, and a simple low-pass function for noise removal and mechanical resonance prevention, which is normally thought of, is not present. By simply installing a filter at the rear of the track following control circuit, it is possible to cause the head to approach the target track and perform follow-up control in a state close to critical braking without causing the head to vibrate or become unstable. This is the result.

加えて、本発明の構成では、上記ノイズ増大作
用がないため、非線形性を与える非線形回路の非
線形領域のゲインを充分大きくとる事が可能にな
り、かなり速い最終速度にも対応する事が可能と
なるものである。
In addition, the configuration of the present invention does not have the above-mentioned noise increasing effect, so it is possible to make the gain in the nonlinear region of the nonlinear circuit that provides nonlinearity sufficiently large, and it is possible to cope with a considerably high final speed. It is what it is.

第8図は上記本発明を適用した場合のヘツドの
整定の実測図であり、第4図の従来例と対比され
るべきものである。この例では、位置電圧が
0.3Volt(トラツク中心より3.75μm)を超えると
ゲインが1を越えて、数倍に増大するような非線
形回路を用いている。この例から明らかなよう
に、格段の改善がみとめられる。
FIG. 8 is an actual measurement diagram of the head setting when the present invention is applied, and should be compared with the conventional example shown in FIG. In this example, the position voltage is
A nonlinear circuit is used in which the gain exceeds 1 and increases several times when the voltage exceeds 0.3 Volt (3.75 μm from the track center). As is clear from this example, a significant improvement can be seen.

第9図は第7図に示す本発明の原理的構成の具
体的実施例である。第9図において、31は位置
に関する帰還の電圧を得る回路で、第7図の21
に対応し、演算増幅器35と抵抗で構成された公
知の非反転アンプである。32は位置信号の電圧
に非線形性を与える非線形回路で、第7図の22
に対応し、演算増幅器36と抵抗及び非線形素子
としてのダイオード37,38から構成された公
知の非線形アンプである。33は非線形回路32
により非線形性が与えられた位置電圧を微分して
速度ダンピング電圧を得る回路で、第7図の23
に対応し、演算増幅器39と抵抗及び微分用のコ
ンデンサで構成された公知の微分回路である。3
4は前記位置に関する帰還の電圧を与える回路3
1の出力と非線形性を与えられた速度ダンピング
電圧を得る回路33の出力の2つを合成加算する
回路で、第7図の24に対応し、演算増幅器40
と抵抗で構成される公知の加算アンプである。
FIG. 9 shows a specific embodiment of the basic configuration of the present invention shown in FIG. In FIG. 9, 31 is a circuit for obtaining a feedback voltage related to the position, and 21 in FIG.
This is a known non-inverting amplifier consisting of an operational amplifier 35 and a resistor. 32 is a nonlinear circuit that gives nonlinearity to the voltage of the position signal, and 22 in FIG.
This is a known nonlinear amplifier that corresponds to the above and is composed of an operational amplifier 36, a resistor, and diodes 37 and 38 as nonlinear elements. 33 is a nonlinear circuit 32
This circuit obtains the speed damping voltage by differentiating the position voltage given nonlinearity by 23 in Figure 7.
This is a well-known differentiating circuit that corresponds to the above and is composed of an operational amplifier 39, a resistor, and a differentiating capacitor. 3
4 is a circuit 3 that provides a feedback voltage regarding the position.
1 and the output of the circuit 33 for obtaining a speed damping voltage given non-linearity, this circuit corresponds to 24 in FIG.
This is a well-known summing amplifier consisting of a resistor and a resistor.

以上詳細に説明したように本発明によれば、 (1) トラツクアクセスの速度制御からトラツク追
従制御へ切換る時の最終速度を上昇させること
によつてトラツクアクセス時間を短縮すること
ができる。
As described in detail above, according to the present invention, (1) track access time can be shortened by increasing the final speed when switching from track access speed control to track following control;

(2) 最終速度を上昇させることにより、ペデスタ
ル区間での失速による事故を起こりにくくし、
シークエラー率を低減させ、信頼性を高めるこ
とができる。
(2) By increasing the final speed, accidents due to stalling in the pedestal section are less likely to occur,
Seek error rate can be reduced and reliability can be increased.

(3) 最終速度の速度ばらつきが、ある程度許され
るようになるため、速度管理が楽になる。
(3) Velocity management becomes easier because variations in final velocity are allowed to some extent.

(4) 目標トラツクの中心に整定する時、オーバー
シユート現象を防ぎ整定時間を短縮させると同
時に、安定な整定を可能にし、オントラツク失
敗、シークエラーといつた事故を防ぐことがで
きる。
(4) When settling at the center of the target track, it is possible to prevent the overshoot phenomenon and shorten the settling time, and at the same time enable stable settling and prevent accidents such as on-track failure and seek error.

(5) トラツク中心近傍で追従制御されている時
は、臨界制動(クリテイカルダンピング)に近
い最適な位置制御を実現出来、特に本発明を適
用することによつて、この位置制御に悪い影響
を及ぼすことはない。
(5) When follow-up control is performed near the track center, optimal position control close to critical damping can be achieved, and in particular by applying the present invention, it is possible to eliminate negative effects on this position control. It will not affect you.

(6) 非線形性を与える非線形回路の非線形領域の
ゲインを充分大きくとる事が可能なため、かな
り速い最終速度に対応することができる。
(6) Since the gain in the nonlinear region of the nonlinear circuit that provides nonlinearity can be made sufficiently large, it is possible to support a considerably high final speed.

(7) 割合簡単な回路で実現出来るため、コスト面
で不利になることはない。
(7) Since it can be realized with a relatively simple circuit, there is no disadvantage in terms of cost.

の様な数々のすぐれた特徴を持つ磁気デイスク装
置を実現できるものである。
This makes it possible to realize a magnetic disk device with many excellent features such as.

なお、本発明は必ずしも磁気デイスクを使用し
たものに限定されることはなく、一般に記録トラ
ツクを有するものであつて、速度制御を用いてヘ
ツドのランダムアクセスを行い、次いで目標トラ
ツク上を追従制御させる如き閉ループサーボ方式
を用いたデイスク装置全般に適用されることは言
うまでもない。
Note that the present invention is not necessarily limited to those using magnetic disks, but generally has a recording track, and performs random access of the head using speed control, and then performs follow-up control on the target track. Needless to say, the present invention can be applied to all disk devices using the closed-loop servo system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のデイスク装置のヘツドの位置決
めのための閉ループサーボ系のブロツク図、第2
図は第1図の場合のトラツクアクセス時の各部電
圧波形を示し、第2図aは位置信号Ep、第2図
bは速度信号Evの波形図、第3図は位置信号Ep
を、N番目のトラツクを中心に拡大した図、第4
図は第1図、第2図に関連して目標トラツクの中
心にヘツドが整定するまでの位置信号の様子の実
測例を示す波形図、第5図は従来のトラツク追従
制御回路を実現する基本的な回路例図、第6図a
は第5図の回路の周波数特性図、第6図b及びc
はこれを分解した特性図、第7図は本発明の原理
的構成の一例を示すブロツク図、第8図は第7図
に示す本発明を適用した場合のヘツドの整定の実
測図を示す波形図、第9図は第7図に示す本発明
の原理的構成の一具体実施例を示す回路図であ
る。 1……サーボヘツド、2……位置信号復調回
路、3……トラツク追従制御回路、4……速度信
号復調回路、5……トラツクカウンタ、6……速
度基準発生回路、8……アクセス速度制御区間と
トラツク追従制御区間の切換えスイツチ、21,
31……位置に関する帰還電圧を得る回路、2
2,32……非線形性を与える非線形回路、2
3,33……位置を微分して速度ダンピング電圧
を得る回路、24,34……位置に関する帰還の
電圧を得る回路の出力と、非線形性を与えられた
速度ダンピング電圧を得る回路の出力を合成加算
する回路。
Figure 1 is a block diagram of a closed-loop servo system for positioning the head of a conventional disk device.
The figures show the voltage waveforms of various parts during track access in the case of Fig. 1, Fig. 2 a is a waveform diagram of the position signal E p , Fig. 2 b is a waveform diagram of the speed signal E v , and Fig. 3 is a waveform diagram of the position signal E p
The fourth figure is an enlarged diagram centered on the Nth track.
The figure is a waveform diagram showing an actual measurement example of the state of the position signal until the head settles at the center of the target track in relation to Figures 1 and 2. Figure 5 is the basics for realizing a conventional track following control circuit. Example circuit diagram, Figure 6a
are the frequency characteristics diagram of the circuit in Fig. 5, and Fig. 6 b and c.
7 is a block diagram showing an example of the basic configuration of the present invention, and FIG. 8 is a waveform showing an actual measurement diagram of the head setting when the present invention shown in FIG. 7 is applied. 9 are circuit diagrams showing a specific embodiment of the basic configuration of the present invention shown in FIG. 7. 1... Servo head, 2... Position signal demodulation circuit, 3... Track following control circuit, 4... Speed signal demodulation circuit, 5... Track counter, 6... Speed reference generation circuit, 8... Access speed control section and a track following control section changeover switch, 21,
31...Circuit for obtaining feedback voltage related to position, 2
2, 32...Nonlinear circuit providing nonlinearity, 2
3, 33...A circuit that differentiates the position to obtain a speed damping voltage, 24, 34...Synthesizes the output of a circuit that obtains a position-related feedback voltage and the output of a circuit that obtains a speed damping voltage given nonlinearity. A circuit that adds.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 閉ループサーボ方式を用いて記録又は再生ト
ラツクにヘツドを位置決めするように構成され、
かつ位置を認識するヘツドと、このヘツドから得
られる位置情報を復調して位置信号を得る位置信
号復調回路と、この位置信号に基づいてトラツク
追従時に位置制御を行わしめるためのトラツク追
従制御回路とを具備し、このトラツク追従制御回
路は、前記位置信号に基づいて、追従位置偏差を
とり出しこれを増幅して位置に関する帰還の電圧
を得る回路と、前記位置信号の電圧に非線形性を
与える非線形回路と、この非線形性が与えられた
位置信号を微分して速度ダンピング電圧を得る回
路と、前記位置に関する帰還電圧と非線形性が与
えられた速度ダンピング電圧を加算する回路とを
含めて構成されるデイスク装置の制御装置。
1 configured to position the head on a recording or playback track using a closed-loop servo method;
and a position recognition head, a position signal demodulation circuit for demodulating position information obtained from this head to obtain a position signal, and a track following control circuit for performing position control during track following based on this position signal. The track following control circuit includes a circuit that extracts a tracking position deviation based on the position signal and amplifies it to obtain a position-related feedback voltage, and a non-linear circuit that provides non-linearity to the voltage of the position signal. a circuit that obtains a speed damping voltage by differentiating the position signal given the nonlinearity, and a circuit that adds the feedback voltage related to the position and the speed damping voltage given the nonlinearity. Control device for disk devices.
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