JPH0731551B2 - Positioning control device - Google Patents
Positioning control deviceInfo
- Publication number
- JPH0731551B2 JPH0731551B2 JP19653188A JP19653188A JPH0731551B2 JP H0731551 B2 JPH0731551 B2 JP H0731551B2 JP 19653188 A JP19653188 A JP 19653188A JP 19653188 A JP19653188 A JP 19653188A JP H0731551 B2 JPH0731551 B2 JP H0731551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- signal
- control device
- position error
- eccentricity
- 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
Landscapes
- Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は部材を一定の周期をもって位置変動を繰り返す
目標位置に位置決めする位置決め制御装置に関する。さ
らに具体的には、ディスク状の媒体面上に設けられた同
心円状あるいはスパイラル状の情報トラックに沿って磁
気的、光学的あるいは物理的は手段を用いて情報を記録
または再生、あるいはその両方を可能にする磁気ディス
ク装置、光ディスク装置などの位置決め制御装置に関す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning control device for positioning a member at a target position where position fluctuations are repeated at regular intervals. More specifically, information is recorded and / or reproduced by using magnetic, optical or physical means along the concentric circular or spiral information tracks provided on the disk-shaped medium surface. The present invention relates to a positioning control device such as a magnetic disk device or an optical disk device that enables the positioning.
従来の技術 ディスク面上の情報トラックに沿って情報を記録・再生
するためには、データを読み取り・書き込みするデータ
トランスデューサをディスクの回転に応じて目標の情報
トラック上に常に保持、即ちトラックを追従するように
位置決め制御しなければならない。2. Description of the Related Art In order to record / reproduce information along an information track on a disc surface, a data transducer for reading / writing data is always held on a target information track according to the rotation of the disc, that is, the track is followed. Positioning must be controlled so that
次にトラック追従をするためのデータトランスデューサ
のディスク面上での位置検出方式について述べる。フロ
ッピーディスク装置(FDD)やハードディスク装置(HD
D)などの磁気ディスク装置では、セクタサーボ方式と
言って、ディスクを扇形のセクタと呼ばれる領域に等分
割し、各セクタ毎に分割された情報トラックの一部にセ
クタサーボ信号と呼ばれる識別データを磁気的に記録し
ておき、ディスクの回転に応じてデータトランスデュー
サによりこの信号をセクタ毎に読み取ることにより、情
報トラックとの相対的位置誤差をサンプリング的に検出
認識してトラック追従を行うものがある。また、光ディ
スク装置では、サンプリングサーボ方式と言って、ディ
スク面上の情報トラックに一定間隔でトラック追従用の
ピットを設けておき、これを光学的に検出して上記と同
じく識別データとして利用する場合と、連続サーボ方式
と言って、ディスク面上にスパイラル状あるいは同心円
状に刻まれた案内溝を設けておき、この溝を光学的に検
出してトラック追従を行なう場合がある。Next, the position detecting method on the disk surface of the data transducer for tracking the track will be described. Floppy disk drive (FDD) and hard disk drive (HD
In magnetic disk devices such as D), called the sector servo system, the disk is equally divided into areas called fan-shaped sectors, and identification data called sector servo signals are magnetically recorded on a part of the information track divided for each sector. In some cases, the signal is read for each sector by a data transducer according to the rotation of the disk, and the relative position error with respect to the information track is detected and recognized in a sampling manner to perform track following. Further, in the optical disk device, in the case of the sampling servo system, when the information tracks on the disk surface are provided with track-following pits at regular intervals and are optically detected and used as the identification data in the same manner as above. In the continuous servo system, there is a case in which a spiral or concentric guide groove is provided on the disk surface and the groove is optically detected to follow the track.
さらにトラック追従の際に発生する情報トラックの位置
変動について述べる。光ディスク装置では、ディスク媒
体を交換した際の回転中心のずれおよびディスクを回転
させるスピンドルモータの回転軸のぶれ等の要因によっ
て、情報トラックがディスクの回転にともなって一定の
周期で位置変動、即ち偏心する。この偏心の振幅は数十
μmから百数十μmになることがあり、追従すべきトラ
ックの幅(約1.6μm)に対して極めて大きいため、ト
ラック追従を実現する際の妨げとなる。磁気ディスク装
置のうちFDDでは、光ディスク装置と同様の偏心に加え
て、熱の影響でディスク媒体のベースフィルムが膨張ま
たは伸縮して歪むことに起因する別種の偏心が発生す
る。各偏心の振幅は光ディスク装置の場合と比較すると
小さく、それぞれ高々十数から数十μm程度であるが、
これは高トラック密度化によって大記録容量化を計る際
の障害となる。Furthermore, the position fluctuation of the information track that occurs during track following is described. In an optical disk device, due to factors such as displacement of the center of rotation when the disk medium is replaced and wobbling of the rotation axis of the spindle motor that rotates the disk, the information track moves in a fixed cycle with eccentricity, that is, eccentricity. To do. The amplitude of this eccentricity may be from several tens of μm to one hundred and several tens of μm, which is extremely large with respect to the width of the track to be followed (about 1.6 μm), which is an obstacle to realizing track following. In the FDD of the magnetic disk devices, in addition to the eccentricity similar to that of the optical disk device, another type of eccentricity occurs due to the base film of the disk medium expanding or contracting and being distorted by the influence of heat. The eccentricity of each eccentricity is smaller than that of the optical disk device, and is about 10 to several tens of μm at the most,
This is an obstacle when trying to increase the recording capacity by increasing the track density.
このような偏心による情報トラックの位置変動を抑制し
て十分な精度でトラック追従を実現するために、位置決
め制御系に従来様々な工夫が凝らされてきた。以下に、
その従来の位置決め制御装置の1つについて図面を参照
しながら説明する。In order to suppress the position variation of the information track due to such eccentricity and realize the track following with sufficient accuracy, the positioning control system has been variously devised conventionally. less than,
One of the conventional positioning control devices will be described with reference to the drawings.
第6図は従来の位置決め制御装置のブロック図であり、
一般にトラック追従サーボ系と呼ばれる。図中、108は
アクチュエータで、103のデータトランスデューサを101
のディスクの上で自在に移動可能にさせる。ディスク10
1の選択された情報トラック102のデータトランスデュー
サ103の直下での変位即ち情報トラックの偏心量をr、
データトランスデューサ103の変位をyで表わす。104
は、情報トラック102とデータトランスデューサ103との
相対的な位置誤差e=r−yを検出する位置誤差検出
器、105はデータトランスデューサ103の絶対位置を検出
する位置検出器であり、アクチュエータ108の可動部と
伝達部材110で機械的に結合されている。106はアナログ
フィルタからなる位置制御ループの安定化補償あるいは
偏差補償のうち少なくともいずれかを行なうための補償
手段、111は位置誤差検出器104の出力信号と位置検出器
105の出力信号を加算する加算手段、117は加算手段111
の出力信号を増幅する増幅手段、112は補償回路106の出
力信号と増幅手段117の出力信号を加算する加算手段、1
07は加算手段112の出力信号を受けてアクチュエータ108
に電流を付与する駆動回路である。データトランスデュ
ーサ103はアクチュエータ108と点線で示した支持部材10
9で結合される。FIG. 6 is a block diagram of a conventional positioning control device,
It is generally called a track following servo system. In the figure, 108 is an actuator, 103 is a data transducer of 101
It can be freely moved on the disc. Disc 10
1, the displacement of the selected information track 102 immediately below the data transducer 103, that is, the eccentricity of the information track is r,
The displacement of the data transducer 103 is represented by y. 104
Is a position error detector that detects a relative position error e = ry between the information track 102 and the data transducer 103, and 105 is a position detector that detects the absolute position of the data transducer 103. And the transmission member 110 are mechanically coupled to each other. Reference numeral 106 denotes a compensation means for performing at least one of stabilization compensation and deviation compensation of a position control loop formed of an analog filter, and 111 an output signal of the position error detector 104 and a position detector.
Addition means for adding the output signals of 105, 117 is addition means 111
Amplification means for amplifying the output signal of the compensation circuit 106, addition means 112 for adding the output signal of the compensation circuit 106 and the output signal of the amplification means 117, 1
07 receives the output signal of the addition means 112 and the actuator 108
It is a drive circuit that applies a current to the. The data transducer 103 includes an actuator 108 and a support member 10 shown by a dotted line.
Combined at 9.
以下のように構成された従来の位置決め制御装置につい
て、その動作原理を説明する。The operation principle of the conventional positioning control device configured as described below will be described.
第6図の位置決め制御装置は、ディスク101の回転にと
もなって生じる情報トラック102の偏心量rに、データ
トランスデューサ103をある誤差範囲内で追従させるべ
く、位置誤差信号e=r−yをできるだけ小さくするよ
うに動作せねばならない。The positioning control device shown in FIG. 6 minimizes the position error signal e = ry to make the data transducer 103 follow the eccentricity r of the information track 102 generated by the rotation of the disk 101 within a certain error range. Have to work like you do.
第6図において、位置検出器105は、データトランスデ
ューサ103の変位yの推定量yaを出力する。yaを推定量
と呼ぶのは、位置検出器105はデータトランスデューサ1
03の変位を直接測定するのではなく、伝達部材110を介
してアクチュエータ108の可動部の変位を測定すること
によりデータトランスデューサ103の変位を推定するこ
とによる。一方位置誤差信号eと位置検出器105の出力y
aは加算手段111に入力され、ra=e+ya、即ち情報トラ
ック102のデータトランスデューサ103の直下での変位の
推定量(偏心推定量)を出力する。これを増幅手段117
で増幅した信号と補償回路106の出力信号とを加算手段1
12で加算した後に駆動回路107に入力し、アクチュエー
タ108を駆動することによって、データトランスデュー
サ103の追従動作が可能になる。〔例えば特開 昭63−1
24346号公報〕 発明が解決しようとする課題 ところが、上記のような構成では、以下に述べるような
課題を持っていた。In FIG. 6, the position detector 105 outputs the estimated amount ya of the displacement y of the data transducer 103. The ya is called the estimator because the position detector 105 is the data transducer 1
By estimating the displacement of the data transducer 103 by measuring the displacement of the movable part of the actuator 108 via the transmission member 110, rather than directly measuring the displacement of 03. On the other hand, the position error signal e and the output y of the position detector 105
The value a is input to the adding means 111 and outputs ra = e + ya, that is, the estimated amount of displacement (estimated amount of eccentricity) of the information track 102 immediately below the data transducer 103. This is amplification means 117
The addition means 1 for adding the signal amplified by and the output signal of the compensation circuit 106
After the addition in 12, the signal is input to the drive circuit 107 and the actuator 108 is driven, whereby the tracking operation of the data transducer 103 becomes possible. [For example, JP-A-63-1
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, the above-described configuration has the following problems.
第6図において、サーボ信号は駆動回路107、アクチュ
エータ108を通る過程で位相遅れを生じる。つまり、情
報トラック102の偏心量rが変動する比較的低い周波数
領域において、駆動回路107からアクチュエータ108に至
る合成の伝達特性は、なにがしかの位相遅れを有してい
る。さらにサーボ系を離散時間系で構成した場合には、
サンプルホルダーによる位相遅れがこれに加わる。その
ためのデータトランスデューサ103の中心位置がある程
度以上は情報トラック102の中心位置に追従せず、位置
誤差信号eの振幅がある大きさ以下にはならないことが
ある。In FIG. 6, the servo signal causes a phase delay while passing through the drive circuit 107 and the actuator 108. That is, in the comparatively low frequency range in which the eccentricity r of the information track 102 fluctuates, the combined transfer characteristic from the drive circuit 107 to the actuator 108 has some phase delay. Furthermore, when the servo system is composed of a discrete time system,
A phase delay due to the sample holder adds to this. For that reason, the center position of the data transducer 103 may not follow the center position of the information track 102 to some extent or more, and the amplitude of the position error signal e may not fall below a certain magnitude.
本発明は上記の課題に鑑み、より高精度なトラック追従
性能が得られることが可能な位置決め制御装置を提供す
るものである。In view of the above problems, the present invention provides a positioning control device capable of obtaining a more accurate track following performance.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の位置決め制御装置
は、一定の周期をもって位置変動を繰り返す目標部材即
ちディスクの追従すべきトラックと移動部材即ちデータ
トランスデューサとの相対位置誤差を検出する位置誤差
検出器と、移動部材の絶対位置を検出する位置検出器
と、前記位置誤差検出器の出力する位置誤差信号に基づ
いて位置制御ループの安定化補償あるいは偏差補償のう
ち少なくともいずれかを行なうような補償手段と、前記
位置誤差検出器の出力する位置誤差信号と、前記位置検
出器の出力する位置信号とを加算する第1の加算手段
と、前記目標部材の位置変動を保持するメモリ手段と、
前記第1の加算手段の出力に基づいた信号と前記目標部
材の移動に同期して出力される前記メモリ手段の出力に
基づいた信号とを加算する第2の加算手段と、前記補償
手段の出力に基づいた信号と前記第2の加算手段の出力
に基づいた信号とを加算する第3の加算手段と、この第
3の加算手段の出力に基づいた信号によって前記移動部
材を自在に移動可能にさせるアクチュエータ手段に電流
を付与する駆動回路とを含んで構成される。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the positioning control device of the present invention has a relative position error between a track to be followed by a target member, that is, a disk, and a moving member, that is, a data transducer, which repeats position fluctuations at a constant cycle. A position error detector for detecting the position error, a position detector for detecting the absolute position of the moving member, and at least one of stabilization compensation and deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector. And a first adding means for adding a position error signal output by the position error detector and a position signal output by the position detector, and a position variation of the target member. Memory means to
Second adding means for adding a signal based on the output of the first adding means and a signal based on the output of the memory means, which is output in synchronization with the movement of the target member, and the output of the compensating means. And the signal based on the output of the second adding means, and the signal based on the output of the third adding means to move the moving member freely. And a drive circuit for applying a current to the actuator means.
作用 本発明は上記のような構成をとることにより、より高精
度なトラック追従性能を得ることが可能な位置決め制御
装置を提供することができる。Effect The present invention can provide a positioning control device capable of obtaining a more accurate track following performance by adopting the above-mentioned configuration.
実施例 以下本発明の一実施例の位置決め制御装置について図面
を参照しながら説明する。Embodiment Hereinafter, a positioning control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
ブロック図である。図中、8はアクチュエータで、3の
データトランスデューサを1のディスクの上で自在に移
動可能にさせるものである。ディスク1の選択された情
報トラック2のデータトランスデューサ3の直下での変
位即ち情報トラックの偏心量をr、データトランスデュ
ーサ3の変位をyで表わす。4は情報トラック2とデー
タトランスデューサ3との相対的な位置誤差e=r−y
を検出する位置誤差検出器、5はデータトランスデュー
サ3の絶対位置を検出する位置検出器であり、アクチュ
エータ8の可動部と伝達部材10で機械的に結合されてい
る。6はアナログフィルタからなる位置制御ループの安
定化補償あるいは偏差補償のうち少なくともいずれかを
行なうための補償手段、11は位置誤差検出器4の出力信
号と位置検出器5の出力信号を加算する第1の加算手
段、14はディスク1の回転に伴って一定の周期で変動を
繰り返す情報トラック2の位置変化を保持するメモリ手
段、12は第1の加算手段11の出力信号とディスク1の回
転に同期して出力されるメモリ手段14の出力信号とを加
算する第2の加算手段、13は補償手段6の出力信号と第
2の加算手段12の出力信号を加算する第3の加算手段、
7は第3の加算手段13の出力信号を受けてアクチュエー
タ8に電流を付与する駆動回路である。データトランス
デューサ3はアクチュエータ8と点線で示した支持部材
9で結合される。FIG. 1 is a block diagram of a positioning control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 8 denotes an actuator which allows the data transducer 3 to freely move on the disk 1. The displacement of the selected information track 2 of the disk 1 immediately below the data transducer 3, that is, the amount of eccentricity of the information track is represented by r, and the displacement of the data transducer 3 is represented by y. 4 is a relative position error e = r−y between the information track 2 and the data transducer 3.
Is a position detector that detects the absolute position of the data transducer 3, and is mechanically coupled to the movable portion of the actuator 8 by the transmission member 10. Reference numeral 6 is a compensation means for performing at least one of stabilization compensation and deviation compensation of a position control loop composed of an analog filter, and 11 is a unit for adding an output signal of the position error detector 4 and an output signal of the position detector 5. 1 is an adding means, 14 is a memory means for holding the position change of the information track 2 which repeats a fluctuation at a constant cycle with the rotation of the disk 1, and 12 is an output signal of the first adding means 11 and the rotation of the disk 1. Second adding means for adding the output signal of the memory means 14 output in synchronization, 13 is a third adding means for adding the output signal of the compensating means 6 and the output signal of the second adding means 12,
A drive circuit 7 receives the output signal of the third adding means 13 and applies a current to the actuator 8. The data transducer 3 is connected to the actuator 8 by a support member 9 shown by a dotted line.
以上のように構成された本発明の位置決め制御装置につ
いて、その動作原理を説明する。The operation principle of the positioning control device of the present invention configured as described above will be described.
第1図の位置決め制御装置は、ディスク1の回転にとも
なって生じる情報トラック2の絶対位置の変動即ち偏心
量rに、データトランスデューサ3をある誤差範囲内で
追従させるべく、位置誤差信号e=r−yをできるだけ
小さくするように動作せねばならない。しかるに、サー
ボ信号は駆動回路7、アクチュエータ8を通る過程で位
相遅れを生じる。つまり、情報トラック2の偏心量rが
変動する比較的低い周波数領域において、駆動回路7か
らアクチュエータ8に至る合成の伝達特性は、なにがし
かの位相遅れを有している。さらにサーボ系を離散時間
系で構成した場合には、サンプルホルダーによる位相遅
れがこれに加わる。そのためデータトランスデューサ3
の中心位置がある程度以上は情報トラック2の中心位置
に追従せず、位置誤差信号eの振幅がある大きさ以下に
はならないことがある。The positioning control device of FIG. 1 uses the position error signal e = r in order to cause the data transducer 3 to follow the fluctuation of the absolute position of the information track 2 caused by the rotation of the disk 1, that is, the eccentricity r within a certain error range. -Y must be operated to be as small as possible. However, the servo signal causes a phase delay while passing through the drive circuit 7 and the actuator 8. That is, in the comparatively low frequency region where the eccentricity r of the information track 2 fluctuates, the combined transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 has some phase delay. Further, when the servo system is a discrete time system, a phase delay due to the sample holder is added to this. Therefore, the data transducer 3
When the center position of the position error signal e does not follow the center position of the information track 2 beyond a certain level, the amplitude of the position error signal e may not be less than a certain magnitude.
第1図において、位置検出器5はデータトランスデュー
サ3の絶対位置yの推定量yaを出力する。次に位置誤差
信号eと推定量yaは第1の加算手段11に入力され、ra=
e+ya、即ち情報トラック2のデータトランスデューサ
3の直下での変位の推定量(偏心推定量)を出力する。
しかし、上記した理由で変位yは情報トラック2の位置
の変動(偏心量)rに対して位相が遅れており、これを
推定したyaは、位置検出器5による推定の際の電気的な
遅れによって、さらにそれよりも位相が遅れる。従っ
て、偏心推定量raにもこれらに起因する位相遅れが含ま
れている。In FIG. 1, the position detector 5 outputs an estimated amount ya of the absolute position y of the data transducer 3. Next, the position error signal e and the estimated amount ya are input to the first adding means 11 and ra =
e + ya, that is, the estimated amount of displacement (estimated amount of eccentricity) immediately below the data transducer 3 of the information track 2 is output.
However, due to the above reason, the displacement y is delayed in phase with respect to the fluctuation (eccentricity amount) r of the position of the information track 2, and ya which estimated this is an electrical delay at the time of estimation by the position detector 5. Causes the phase to be delayed further than that. Therefore, the eccentricity estimation amount ra also includes the phase delay caused by these.
この位相遅れを取り戻すために、偏心推定量raをあらか
じめディスク1回転に相当する分だけメモリ手段14に保
持しておき、トラック追従動作時に、ディスク1の回転
に同期して、しかもそのときの偏心推定量raの位相より
も位相を進めたタイミングで、この保持した信号を取り
出し、さらに図示しない増幅器または減衰器で信号振幅
の調節を行なった上でその時の信号raに第2の加算手段
12で加算することにより、本来の偏心量rと同程度の位
相もしくはそれよりもむしろやや位相を進めた偏心推定
量rcを得る。これを補償手段6の出力信号に第3の加算
手段13で加えた後に駆動回路7に入力し、アクチュエー
タ8を駆動することにより、データトランスデューサ3
の追従遅れを解消することが可能になる。In order to recover this phase delay, the eccentricity estimation amount ra is held in the memory means 14 in advance by an amount corresponding to one rotation of the disk, and the eccentricity at that time is synchronized with the rotation of the disk 1 during the track following operation. The held signal is taken out at a timing that is ahead of the phase of the estimated amount ra, the signal amplitude is adjusted by an amplifier or attenuator (not shown), and second addition means is added to the signal ra at that time.
By adding in 12, the estimated amount of eccentricity rc that is approximately the same phase as the original amount of eccentricity r, or rather a little advanced, is obtained. By adding this to the output signal of the compensating means 6 by the third adding means 13, it is input to the drive circuit 7 and the actuator 8 is driven, whereby the data transducer 3
It becomes possible to eliminate the following delay.
第2図は、上記の方法で偏心推定量raの位相を進めた場
合の各部の信号波形図である。図中、(a)は偏心推定
量ra、(b)はメモリ手段14から、raよりも90゜位相を
進めて取り出した偏心推定量にある大きさの係数を掛け
た信号、(c)はこれらの2つの信号を加算した信号で
あり、それぞれ次のような式で記述することが出来る。FIG. 2 is a signal waveform diagram of each part when the phase of the eccentricity estimation amount ra is advanced by the above method. In the figure, (a) is an eccentricity estimation amount ra, (b) is a signal obtained by multiplying the eccentricity estimation amount obtained by advancing the phase by 90 degrees from ra from the memory means 14, and (c) is a signal. It is a signal obtained by adding these two signals, and each can be described by the following equations.
(a): A・sin(ωt) (b): B・cos(ωt) (c): C・sin(ωt+φ) これらの式の間には C・sin(ωt+φ)=A・sin(ωt)+B・cos(ω
t)なる関係があるから、この式を整理して係数を比較
すると A=C・cos(φ) B=C・sin(φ) を得て、さらにこれらより tan(φ)=B/A を得る。(A): A · sin (ωt) (b): B · cos (ωt) (c): C · sin (ωt + φ) C−sin (ωt + φ) = A · sin (ωt) between these expressions + B ・ cos (ω
Since there is a relation of t), by rearranging this equation and comparing the coefficients, we obtain A = C · cos (φ) B = C · sin (φ), and from these, tan (φ) = B / A obtain.
今、B=0.1・Aの場合を考えると、上式より φ=5.7゜、C=1.005・A を得る、即ち、元の信号raよりも位相が5.7゜進み、振
幅がほとんど同じ信号が得られることになる。なお、第
2図において(b)の信号は(a)の信号に対して90゜
位相を進めた場合を示したが、必ずしもこの限りではな
い。Now, considering the case of B = 0.1 · A, φ = 5.7 ° and C = 1.005 · A are obtained from the above formula, that is, the phase is advanced by 5.7 ° from the original signal ra and the signal with almost the same amplitude is obtained. Will be done. In FIG. 2, the signal (b) is shown as being advanced by 90 ° in phase with respect to the signal (a), but this is not always the case.
本発明の位置決め制御装置の動作原理について、別の角
度からさらに詳しく説明する。The operating principle of the positioning control device of the present invention will be described in more detail from another angle.
第1図において、偏心推定量rcを第3の加算手段13に加
える偏心推定ループを取り除いた残りのサーボループ
は、通常のトラック追従サーボ系である。この通常のサ
ーボ系で、データトランスデューサ3の情報トラック2
への追従誤差e=r−yを零にするには、補償手段6の
ゲインを無限大にする必要がある。しかし現実にはゲイ
ンを無限大にするのは不可能であるために、わずかな誤
差が残る。本発明では、情報トラック2の偏心を推定し
て偏心推定量raを得、これを通常ループの操作量に足し
合わせて駆動回路7に付与することで、追従誤差をさら
に少なくしようとしている。しかし、情報トラック2の
偏心量rが変動する比較的低い周波数領域において、駆
動回路7からアクチュエータ8に至る合成の伝達特性の
位相遅れがほぼ零でゲインがほぼ1であるならば、偏心
推定量raを第3の加算手段13に加えることにより、y=
raとなるように設定できる。さらにこのとき、偏心推定
量raの推定精度が極めて高く、ra=yなるときには、y
=rとなり、これはe=r−y=0に他ならず、即ち追
従誤差を零にすることができる。(ちなみに、このとき
の補償手段6の出力は零となるが、補償手段6は、第1
図において、ループ安定性の確保、外乱抑制およびデー
タトランスデューサ3の中心位置と情報トラック2の中
心位置との直流的なずれの除去等の働きをもつ。)しか
しながら、前記したように、サーボ信号は駆動回路7、
アクチュエータ8を通る過程で位相遅れを生じ、さらに
サーボ系を離散時間系で構成した場合には、サンプルホ
ルダーによる位相遅れがこれに加わるため、データトラ
ンスデューサ3の中心位置がある程度以上は情報トラッ
ク2の中心位置に追従せず、位置誤差信号eの振幅があ
る大きさ以上にはならないことがある。従って、第1図
に示したように、メモリ手段14にあらかじめ蓄えられた
偏心量をそのときの偏心推定量raよりも進相したうえで
このraに加えることにより、raの位相を進めるという構
成が必要になる。In FIG. 1, the remaining servo loop obtained by removing the eccentricity estimation loop for adding the eccentricity estimation amount rc to the third adding means 13 is a normal track following servo system. In this normal servo system, the information track 2 of the data transducer 3
In order to make the tracking error e = ry equal to zero, the gain of the compensating means 6 must be infinite. However, since it is impossible to make the gain infinite in reality, a slight error remains. In the present invention, the eccentricity of the information track 2 is estimated to obtain the estimated eccentricity ra, which is added to the operation amount of the normal loop and applied to the drive circuit 7 to further reduce the tracking error. However, in a relatively low frequency region where the eccentricity amount r of the information track 2 fluctuates, if the phase delay of the combined transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 is almost zero and the gain is almost 1, the eccentricity estimation amount is By adding ra to the third adding means 13, y =
Can be set to be ra. Further, at this time, the estimation accuracy of the eccentricity estimation amount ra is extremely high, and when ra = y, y
= R, which is none other than e = r−y = 0, that is, the tracking error can be zero. (By the way, the output of the compensation means 6 at this time becomes zero, but the compensation means 6
In the figure, it has functions of ensuring loop stability, suppressing disturbance, and eliminating direct current deviation between the central position of the data transducer 3 and the central position of the information track 2. ) However, as described above, the servo signal is transmitted to the drive circuit 7,
When a phase delay occurs in the process of passing through the actuator 8 and the servo system is constituted by a discrete time system, a phase delay due to the sample holder is added to this, so that the center position of the data transducer 3 exceeds a certain level of the information track 2. The center position may not be followed and the amplitude of the position error signal e may not exceed a certain level. Therefore, as shown in FIG. 1, the phase of ra is advanced by advancing the eccentricity amount previously stored in the memory means 14 more than the eccentricity estimation amount ra at that time and then adding to this ra. Will be required.
次に、本発明の位置決め制御装置の各部の信号波形を具
体例を基にして示す。Next, the signal waveform of each part of the positioning control device of the present invention will be shown based on a specific example.
第3図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
具体的なトラック追従サーボ系のブロック図である。こ
の場合、FDDのセクタサーボ系を想定しており、離散時
間サーボ系の構成になっている。ZはZ変換のZを意味
し、Z-1は1サンプル時間の遅れを意味する。15、16は
サンプラー、17はサンプルホルダーである。補償手段6
は、この場合サーボ系の偏差補償を行なうための積分
器、18はメモリ手段14の出力の大きさを調節するための
乗算器である。駆動回路7、アクチュエータ8の合成伝
達関数は2次遅れ系で、定数p、qはカットオフ周波数
が400Hzとなるような値である。ディスクの回転数は600
rpm、セクタ数は30、サンプリング周波数を300Hz、情報
トラック2の変位rは振幅が20μm、周波数が10Hzの正
弦波で与えられるものとする。なお、メモリ手段14のデ
ータは、偏心推定量raに対する位相がディスク1周分の
データ数30に対して8個分進めて取り出し、さらにこれ
を乗算器18で、0.2倍したうえで第2の加算手段に加え
るものとする。FIG. 3 is a block diagram of a specific track following servo system of the positioning control device in one embodiment of the present invention. In this case, an FDD sector servo system is assumed, and the configuration is a discrete time servo system. Z means Z of Z transform, and Z −1 means delay of one sample time. 15 and 16 are samplers, and 17 is a sample holder. Compensation means 6
In this case, is an integrator for compensating the deviation of the servo system, and 18 is a multiplier for adjusting the magnitude of the output of the memory means 14. The combined transfer function of the drive circuit 7 and the actuator 8 is a second-order lag system, and the constants p and q are values such that the cutoff frequency is 400 Hz. Disc rotation speed is 600
It is assumed that rpm, the number of sectors is 30, the sampling frequency is 300 Hz, and the displacement r of the information track 2 is a sine wave having an amplitude of 20 μm and a frequency of 10 Hz. The data of the memory means 14 is extracted by advancing the phase with respect to the estimated eccentricity ra by 8 with respect to the data number 30 for one round of the disk, further multiplied by 0.2 by the multiplier 18, and then the second data is obtained. It shall be added to the addition means.
第3図に示したトラック追従サーボ系を計算機上でシミ
ュレーションしたときの情報トラックの変位r、データ
トランスデューサの変位y、位置誤差検出器の出力e、
それぞれの信号波形を第4図(a)〜(c)に示す。図
中、0.1〔sec〕がディスク1回転に相当する。When the track following servo system shown in FIG. 3 is simulated on a computer, the displacement r of the information track, the displacement y of the data transducer, the output e of the position error detector,
The respective signal waveforms are shown in FIGS. 4 (a) to (c). In the figure, 0.1 [sec] corresponds to one rotation of the disk.
比較のために、メモリ手段14の出力を乗算器18に加えな
いという従来構成の場合のシミュレーションによる各部
の波形を第5図(a)〜(c)に示す。ただし、第4図
および第5図における位置誤差信号eはサンプラー15を
通った後の信号を示した。For comparison, waveforms of respective parts by simulation in the case of the conventional configuration in which the output of the memory means 14 is not applied to the multiplier 18 are shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). However, the position error signal e in FIGS. 4 and 5 is a signal after passing through the sampler 15.
位置誤差信号eを第4図と第5図とで比較すると、第5
図ではその振幅が0.9μmあるのに対し、第4図では約
0.06μmであり、第3図のサーボ系構成を採用すること
で、従来に比べて位置偏差が約1/15になるというすぐれ
た効果がある。Comparing the position error signal e between FIG. 4 and FIG.
In the figure, the amplitude is 0.9 μm, while in FIG.
It is 0.06 μm, and by adopting the servo system configuration of FIG. 3, there is an excellent effect that the position deviation becomes about 1/15 compared to the conventional one.
なお、実施例において具体的なトラック追従サーボ系は
離散時間系で構成したが、これは連続時間系でしてもよ
い。Although the specific track following servo system is a discrete time system in the embodiment, it may be a continuous time system.
さらに、メモリ手段14にあらかじめ偏心量rを保持させ
る方法については特に示さなかったが、例えば、第1図
においてメモリ手段14の出力を第2の加算器12に加えな
い状態で、サーボ系を動作させた時の偏心推定量raをメ
モリ手段14に入力してこれを行なうことが考えられる。Further, although the method of holding the eccentricity amount r in the memory means 14 in advance is not shown, for example, in FIG. 1, the servo system is operated in a state where the output of the memory means 14 is not added to the second adder 12. It is conceivable to input the estimated eccentricity ra at that time into the memory means 14 to perform this.
発明の効果 以上説明したきたように、本発明の位置決め制御装置
は、一定の周期をもって位置変動を繰り返す目標部材即
ちディスクの追従すべき情報トラックと移動部材即ちデ
ータトランスデューサとの相対位置誤差を検出する位置
誤差検出器と、移動部材の絶対位置を検出する位置検出
器と、前記位置誤差検出器の出力する位置誤差信号に基
づいて位置制御ループの安定化補償あるいは偏差補償の
うち少なくともいずれかを行なうような補償手段と、前
記位置誤差検出器の出力する位置誤差信号と前記位置検
出器の出力する位置信号とを加算する第1の加算手段
と、前記目標部材の位置変動を保持するメモリ手段と、
前記第1の加算手段の出力に基づいた信号と前記目標部
材の移動に同期して出力される前記メモリ手段の出力に
基づいた信号とを加算する第2の加算手段と、前記補償
手段の出力に基づいた信号と前記第2の加算手段の出力
に基づいた信号とを加算する第3の加算手段と、この第
3の加算手段の出力に基づいた信号によって前記移動部
材を自在に移動可能にさせるアクチュエータ手段に電流
を付与する駆動回路とを含んで構成することによって、
より高精度なトラック追従性能が得られるという効果を
持つ。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the positioning control device of the present invention detects the relative position error between the information member to be tracked on the target member, that is, the disk, and the moving member, that is, the data transducer, which repeats the position fluctuation at a constant cycle. A position error detector, a position detector that detects the absolute position of the moving member, and at least one of stabilization compensation and deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector. Compensating means, first adding means for adding the position error signal output by the position error detector and the position signal output by the position detector, and memory means for holding the position fluctuation of the target member. ,
Second adding means for adding a signal based on the output of the first adding means and a signal based on the output of the memory means, which is output in synchronization with the movement of the target member, and the output of the compensating means. And the signal based on the output of the second adding means, and the signal based on the output of the third adding means to move the moving member freely. By including a drive circuit for applying a current to the actuator means for
This has the effect that a more accurate track following performance can be obtained.
第1図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
ブロック図、第2図は偏心推定量raの位相の進め方を説
明するための信号波形図、第3図は本発明の一実施例に
おける位置決め制御装置の具体的なトラック追従サーボ
系のブロック図、第4図は第3図の構成における計算機
上でのシミュレーションによる各部の信号波形図、第5
図は第3図の構成において、メモリ手段の出力を乗算器
に加えないという従来構成の場合の計算機上でのシミュ
レーションによる各部の信号波形図、第6図は従来例に
おける位置決め制御装置のブロック図である。 1……ディスク、2……情報トラック、3……データト
ランスデューサ、4……位置誤差検出器、5……位置検
出器、6……補償手段、7……駆動回路、8……アクチ
ュエータ、9……支持部材、10……伝達部材、11,12,13
……第1,第2,第3の加算手段、14……メモリ手段。FIG. 1 is a block diagram of a positioning control device in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining how to advance the phase of the eccentricity estimation amount ra, and FIG. 3 is in one embodiment of the present invention. A block diagram of a specific track following servo system of the positioning control device, FIG. 4 is a signal waveform diagram of each part by simulation on a computer in the configuration of FIG. 3, and FIG.
FIG. 6 is a signal waveform diagram of each part by simulation on a computer in the case of the conventional configuration in which the output of the memory means is not added to the multiplier in the configuration of FIG. 3, and FIG. 6 is a block diagram of the positioning control device in the conventional example. Is. 1 ... Disk, 2 ... Information track, 3 ... Data transducer, 4 ... Position error detector, 5 ... Position detector, 6 ... Compensating means, 7 ... Drive circuit, 8 ... Actuator, 9 …… Support member, 10 …… Transmission member, 11,12,13
...... First, second and third adding means, 14 ...... Memory means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 博美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−80167(JP,A) 特開 昭60−15872(JP,A) 特開 平1−92813(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Hiromi Onodera 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) Reference JP-A-58-80167 (JP, A) JP-A-60-15872 (JP, A) JP-A-1-92813 (JP, A)
Claims (2)
標部材に対し移動部材を位置決めする位置決め制御装置
において、前記目標部材の目標位置決め位置と前記移動
部材との相対位置誤差を検出する位置誤差検出器と、移
動部材の絶対位置を検出する位置検出器と、前記位置誤
差検出器の出力する位置誤差信号に基づいて位置制御ル
ープの安定化補償あるいは偏差補償のうち少なくともい
ずれかを行なうような補償手段と、前記位置誤差検出器
の出力する位置誤差信号と前記位置検出器の出力する位
置信号とを加算する第1の加算手段と、前記目標部材の
位置変動を保持するメモリ手段と、前記第1の加算手段
の出力に基づいた信号と前記目標部材の移動に同期して
出力される前記メモリ手段の出力に基づいた信号とを加
算する第2の加算手段と、前記補償手段の出力に基づい
た信号と前記第2の加算手段の出力に基づいた信号とを
加算する第3の加算手段と、この第3の加算手段の出力
に基づいた信号によって前記移動部材を自在に移動可能
にさせるアクチュエータ手段に電流を付与する駆動回路
とを含んで構成されることを特徴とする位置決め制御装
置。1. A position control device for positioning a moving member with respect to a target member that repeats position fluctuations at regular intervals, and a position error detector for detecting a relative position error between the target positioning position of the target member and the moving member. A position detector for detecting the absolute position of the moving member, and a compensation means for performing at least one of stabilization compensation and deviation compensation of the position control loop based on the position error signal output from the position error detector. A first addition means for adding the position error signal output by the position error detector and the position signal output by the position detector, a memory means for holding the position variation of the target member, and the first Second addition for adding the signal based on the output of the adding means and the signal based on the output of the memory means output in synchronization with the movement of the target member. A stage, a third adding means for adding a signal based on the output of the compensating means and a signal based on the output of the second adding means, and a signal based on the output of the third adding means. A positioning control device comprising: a drive circuit that applies a current to an actuator means that allows the moving member to move freely.
メモリ手段に保持させることを特徴とする請求の項
(1)記載の位置決め制御装置。2. A signal based on the output of the first adding means,
The positioning control device according to claim 1, wherein the positioning control device is held in a memory means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19653188A JPH0731551B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Positioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19653188A JPH0731551B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Positioning control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244411A JPH0244411A (en) | 1990-02-14 |
| JPH0731551B2 true JPH0731551B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=16359288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19653188A Expired - Fee Related JPH0731551B2 (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Positioning control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731551B2 (en) |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP19653188A patent/JPH0731551B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244411A (en) | 1990-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100518293B1 (en) | Magnetic disk device and method of controlling rotation synchronous vibration | |
| US5754358A (en) | Head positioning system and method for use in disk recording/reproducing apparatus | |
| Yada et al. | Head positioning servo and data channel for HDDs with multiple spindle speeds | |
| JP2003249045A (en) | Disk unit | |
| US6549492B1 (en) | Method and apparatus for run-out correction in a disk drive | |
| JP2001256741A (en) | Head positioning control method and apparatus for disk drive | |
| US5625508A (en) | Method and apparatus for servo demodulation in a direct access storage device | |
| JPS607664A (en) | Method for positioning of head | |
| JPH0731551B2 (en) | Positioning control device | |
| JPH0760577B2 (en) | Positioning control device | |
| JPH0731550B2 (en) | Positioning control device | |
| JPH0769743B2 (en) | Positioning control device | |
| JP2553721B2 (en) | Track following control device | |
| JP2586605B2 (en) | Disk device positioning device | |
| JPS6047275A (en) | Head positioning system | |
| JP3097372B2 (en) | Recording and playback device | |
| JP2598090B2 (en) | Disk unit | |
| JP2621439B2 (en) | Disk device positioning device | |
| JP2586651B2 (en) | Track following control device for disk drive | |
| JPH01100777A (en) | flexible magnetic disk | |
| JPS60101778A (en) | Magnetic head positioning method | |
| JPH08321148A (en) | Disk storage | |
| JP2002140876A (en) | Information recording / reproducing device | |
| JPH06243618A (en) | Magnetic disk unit | |
| JPS62114173A (en) | Controlling device for positioning magnetic head |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |