JPH0760577B2 - Positioning control device - Google Patents
Positioning control deviceInfo
- Publication number
- JPH0760577B2 JPH0760577B2 JP12434588A JP12434588A JPH0760577B2 JP H0760577 B2 JPH0760577 B2 JP H0760577B2 JP 12434588 A JP12434588 A JP 12434588A JP 12434588 A JP12434588 A JP 12434588A JP H0760577 B2 JPH0760577 B2 JP H0760577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- adder
- signal
- delay
- 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
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
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 本発明は部材を目標位置に位置決めする位置決め装置に
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な手段を用いて
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: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positioning device for positioning a member at a target position. More specifically, information is recorded and / or reproduced by using magnetic, optical or physical means along a concentric circular or spiral information track 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 disk surface, a data transducer for reading / writing data is always held on a target information track in accordance with rotation of the disk, that is, track following. Position control must be performed.
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幅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位置変
動(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 the optical disk device, the information track changes in position (eccentricity) as the disk rotates due to factors such as displacement of the center of rotation when the disk medium is replaced and deviation of the rotation width of the spindle motor that rotates the disk. The amplitude of this eccentricity may be from several tens of μm to one hundred and several tens of μm, and the width of the track to be followed (about 1.
6 μm), which is extremely large, hinders the realization of 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 several tens to several tens of μm at the most. However, this is an obstacle for increasing 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
て十分な制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 fluctuation of the information track due to such eccentricity and realize the track following with sufficient accuracy, various contrivances have been made in the positioning control system. less than,
One of the conventional positioning control devices will be described with reference to the drawings.
第7図は従来の位置決め制御装置のブロック図である。
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101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、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回路、107はアクチュ
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109で示
した支持部材で結合される。補償回路106の出力信号は
分岐して、駆動回路107とアクチュエータ108の合成系の
伝達特性を模擬する模擬回路113に入力される。FIG. 7 is a block diagram of a conventional positioning control device.
In the figure, reference numeral 108 denotes an actuator, which allows the data transducer 103 to freely move on the disk 101. The displacement of the selected information track 102 of the disk 101 immediately below the data transducer 103, that is, the amount of eccentricity of the information track, is r, and the displacement of the data transducer 103 is y.
Express with. Reference numeral 104 is a position error detector for detecting a relative position error e = ry between the information track 102 and the data transducer 103, and 106 is at least one of stabilization compensation and deviation compensation of a position control loop including an analog filter. A compensating circuit for performing the above, and a driving circuit 107 for applying a current to the actuator 108. The data transducer 103 is connected to the actuator 108 by a supporting member shown by a dotted line 109. The output signal of the compensation circuit 106 is branched and input to the simulation circuit 113 that simulates the transfer characteristic of the combined system of the drive circuit 107 and the actuator 108.
第8図は従来の位置決め制御装置のトラック追従サーボ
系の信号伝達ブロック図であり、第7図の中のサーボ信
号の流れを中心に示したものである。このトラック追従
サーボ系は、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1
03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、サーボ信号は補償回路106、駆動回路1
07、アクチュエータ108、さらに支持部材109、位置誤差
検出器104を通る過程で遅れを生じる。そのためデータ
トランスデューサ103の中心位置と情報トラック102の中
心位置とはある値の誤差が保たれたままとなり位置決め
誤差が残留することになる。FIG. 8 is a signal transmission block diagram of a track following servo system of a conventional positioning control device, which mainly shows the flow of servo signals in FIG. This track-following servo system uses the data transducer 1 for the eccentricity r of the information track 102 which is generated as the disk 101 rotates.
Position error signal e to track 03 within a certain error range
= Ry must be operated to be as small as possible. However, the servo signal is the compensation circuit 106, the drive circuit 1
A delay occurs in the process of passing through 07, the actuator 108, the support member 109, and the position error detector 104. Therefore, a certain value of error remains between the center position of the data transducer 103 and the center position of the information track 102, and a positioning error remains.
さて今第7図および第8図において、模擬回路113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。一方位置誤差信号eと模擬回路113の出力yaは加
算器110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。しかし、上記した理由で変
位yには偏心量rに対してある一定の遅れが含まれ、こ
れを推定した量yaにも同様の遅れが含まれる。従って、
偏心推定量raを求めてからこれをある一定時間Lだけ位
相を進めた仮想的な偏心量rdを求め、このrdにデータト
ランスデューサ103を追従させるようなサーボ系を構成
すれば、その変位yはrによく追従することになる。実
際には時間を進めることは不可能であるから、偏心量の
周期性を利用し、遅延器111を用いてこれを次のように
して行なう。即ち、偏心推定量raが偏心量rと同様にデ
ィスクの回転周波数(1/Tとする。)を基本波とする高
調波から構成されるとすれば、この遅延器111の出力rd
は rd=ra・e-(T-L)S=ra・eLS とかける。即ち、raに較べてL時間位相の進んだ偏心推
定量が得られる。この偏心推定量rdとデータトランスデ
ューサの変位の推定量yaとの差を加算器112で求めるこ
とによって、遅れのない位置誤差信号の推定量ea=rd−
yaを得、これを補償回路106を介して駆動回路107に加
え、アクチュエータ108を駆動することにより、データ
トランスデューサ103の追従遅れを解消することが出来
る。〔例えば特開昭和53−106105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。まず、アクチュエータ108、データ
トランスデューサ103、支持部材109、駆動回路107の公
差、経年変化、温度変化等により、これらの合成系の伝
達特性にはばらつきが生ずる。これは裏返せば模擬回路
113の回路定数をこれに合わせて調節しない限り模擬回
路の伝達特性に誤差が含まれ、データトランスデューサ
の変位の推定量yaに誤差が発生することを意味する。推
定量yaにはさらに模擬回路113の回路定数のばらつきお
よび温度ドリフトによる誤差が含まれる。次に、従来例
で示したようなトラック追従サーボ系の場合、位置誤差
信号eを使って直接サーボをかけるのでなく、偏心の推
定量rdとデータトランスデューサ103の変位の推定量ya
から求めた位置誤差信号の推定量eaに基づいてサーボ系
を動作させるため、アクチュエータ108に外乱が加えら
れた場合にそれを抑制する効果がない。Now, in FIGS. 7 and 8, the simulation circuit 113 is
The estimated amount ya of the displacement y of the data transducer 103 is output. On the other hand, the position error signal e and the output ya of the simulation circuit 113 are input to the adder 110, and ra = e + ya, that is, the information track 102.
The estimated amount of displacement (estimated amount of eccentricity) immediately below the data transducer 103 of is output. However, due to the above reason, the displacement y includes a certain delay with respect to the eccentricity amount r, and the estimated amount ya also includes the same delay. Therefore,
If the eccentricity estimation amount ra is obtained, then a virtual eccentricity amount rd obtained by advancing the phase by a certain time L is obtained, and if a servo system is configured to cause the data transducer 103 to follow this rd, the displacement y will be Will follow r well. In reality, it is impossible to advance the time, and therefore the periodicity of the eccentricity is used, and this is performed using the delay device 111 as follows. That is, if the estimated eccentricity ra is composed of harmonics having the fundamental frequency of the disk rotation frequency (1 / T) as with the eccentricity r, the output rd of the delay unit 111
Is rd = ra · e - multiplying the (TL) S = ra · e LS. That is, an eccentricity estimation amount with an advanced L time phase compared to ra can be obtained. By obtaining the difference between the estimated amount eccentricity rd and the estimated amount ya of displacement of the data transducer by the adder 112, the estimated amount ea = rd− of the position error signal without delay is obtained.
By obtaining ya and adding it to the drive circuit 107 via the compensation circuit 106 to drive the actuator 108, the tracking delay of the data transducer 103 can be eliminated. [For example, JP-A-53-106105] Problems to be Solved by the Invention However, the above-described configuration has problems as described below. First, due to the tolerances of the actuator 108, the data transducer 103, the support member 109, the drive circuit 107, changes over time, changes in temperature, and the like, the transfer characteristics of these combined systems vary. This is a simulated circuit if turned over
Unless the circuit constant of 113 is adjusted accordingly, an error is included in the transfer characteristic of the simulation circuit, and an error occurs in the estimated amount ya of displacement of the data transducer. The estimated amount ya further includes an error due to variation in the circuit constant of the simulation circuit 113 and temperature drift. Next, in the case of the track following servo system as shown in the conventional example, the estimated amount rd of the eccentricity and the estimated amount ya of the displacement of the data transducer 103 are not directly applied to the servo using the position error signal e.
Since the servo system is operated based on the estimated amount ea of the position error signal obtained from, there is no effect of suppressing the disturbance when the actuator 108 is disturbed.
本発明は上記の課題に鑑み、高精度なトラック追従性能
が得られることはもとより、データトランスデューサの
変位の推定量の誤差が十分小さくでき、アクチュエータ
に外乱が加えられた場合にそれを抑制する効果を持つこ
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 not only high-accuracy track following performance, but also an error in the estimated amount of displacement of the data transducer can be made sufficiently small, and an effect of suppressing it when disturbance is applied to the actuator A positioning control device capable of having
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、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ジ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の加算器と、この第1の加算器の出力に基づいた信号
を遅延する遅延手段と、前記第1の加算器の出力に基づ
いた信号と前記遅延手段の出力に基づいた信号とを加算
する第2の加算器と、前記補償手段の出力に基づいた信
号と前記第2の加算器の出力に基づいた信号とを加算す
る第3の加算器と、この第3の加算器の出力に基づいた
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, a positioning control device of the present invention is a position error detector for detecting a relative position error between an information track to be followed by a target member, that is, a disk and a moving member, that is, a data transducer. 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 adder for adding the position error signal output by the position error detector and the position signal output by the position detector, and a delay for delaying the signal based on the output of the first adder Means, a second adder for adding a signal based on the output of the first adder and a signal based on the output of the delay means, and an output based on the output of the compensating means. And a signal based on the output of the second adder, and an actuator for freely moving the moving member by the signal based on the output of the third adder And a drive circuit for applying a current to the means.
作用 本発明は上記のような構成をとることにより、高精度な
トラック追従性能が得られることはもとより、データト
ランスデューサの変位の推定量の誤差が十分小さくで
き、アクチュエータに外乱が加えられた場合にそれを抑
制する効果を持つ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。Action The present invention, by adopting the above-described configuration, not only provides highly accurate track following performance, but also can sufficiently reduce the error in the estimated amount of displacement of the data transducer, and when disturbance is applied to the actuator. It is possible to provide a positioning control device capable of suppressing the effect.
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
行なうための補償回路、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加算器、13は加
算器11の出力信号を遅延する遅延器、14は加算器11の出
力信号と遅延器13の出力信号を加算する加算器、12は補
償回路6の出力信号と加算器14の出力信号を加算する加
算器、7は加算器12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9で示した支持部材
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. 6 is a compensation circuit for stabilizing and / or deviation compensating the position control loop consisting of an analog filter, and 11 is an adder for adding the output signal of the position error detector 4 and the output signal of the position detector 5. , 13 is a delay device that delays the output signal of the adder 11, 14 is an adder that adds the output signal of the adder 11 and the output signal of the delay device 13, 12 is the output signal of the compensation circuit 6 and the adder 14 An adder 7 for adding output signals is a drive circuit for receiving an output signal from the adder 12 and applying a current to the actuator 8. The data transducer 3 is connected to the actuator 8 by a supporting member shown by a dotted line 9.
第2図は本発明の一実施例における位置決め制御装置の
トラック追従サーボ系の信号伝達ブロック図であり、第
1図の中のサーボ信号の流れを中心に示したものであ
る。FIG. 2 is a signal transmission block diagram of the track following servo system of the positioning control apparatus in one embodiment of the present invention, and mainly shows the flow of the servo signal in FIG.
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、その動作を説明する。The operation of the positioning control device of the present invention configured as described above will be described.
第1図および第2図のトラック追従サーボ系は、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を通る過程で遅れを生じる。つまり、情報トラック
2の偏心の周波数近傍の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伴う。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の中心位置と情報トラック2の中心位置とは
ある値の誤差が保たれたままとなり位置決め誤差が残留
することになる。The track-following servo system shown in FIGS. 1 and 2 positions the data transducer 3 within a certain error range in order 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. Error signal e = r
-Y must be operated to be as small as possible. However, the servo signal is delayed in the process of passing through the drive circuit 7 and the actuator 8. That is, in the relatively low frequency region near the frequency of the eccentricity of the information track 2, the synthetic transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 is accompanied by 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, a certain value of error is maintained between the center position of the data transducer 3 and the center position of the information track 2, and a positioning error remains.
第1図および第2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。
yaを推定量と呼ぶのは、位置検出器5はデータトランス
デューサ3の変位を直接測定するのではなく、伝達部材
10を介してアクチュエータ8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3の変位を推定する
ことによる。次に、位置誤差信号eと推定量yaは加算器
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には情報
トラック2の位置の変動(偏心量)rに対して遅れが含
まれ、これを推定した量yaにも同様の遅れが含まれる。
さらにyaには位置検出器5による推定の際の電気的な遅
れが含まれる。従って、偏心推定量raにもこれらに起因
する遅れが含まれている。この遅れを除くために、偏心
推定量raをある一定時間Mだけ位相を進め、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
上で元の信号raに加算器14で加算することにより、本来
の偏心量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。これを補償回路6の
出力信号に加算器12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 FIGS. 1 and 2, the position detector 5 outputs an estimated amount ya of the absolute position y of the data transducer 3.
The ya is called an estimator because the position detector 5 does not directly measure the displacement of the data transducer 3, but rather the transmission member.
By estimating the displacement of the data transducer 3 by measuring the displacement of the movable part of the actuator 8 via 10. Next, the position error signal e and the estimated amount ya are added by the adder.
It is input to 11, and ra = e + ya, that is, the estimated amount of displacement (estimated amount of eccentricity) of the information track 2 immediately below the data transducer 3 is output. However, due to the above-mentioned reason, the displacement includes a delay with respect to the variation (eccentricity amount) r of the position of the information track 2, and the estimated amount ya also includes a similar delay.
In addition, ya includes an electrical delay when the position detector 5 estimates. Therefore, the eccentricity estimation amount ra also includes the delay caused by these. In order to remove this delay, the phase of the eccentricity estimation amount ra is advanced for a certain period of time M, the signal amplitude is adjusted by an amplifier or attenuator (not shown), and then added to the original signal ra by the adder 14. Thus, an eccentricity estimation amount rc that has a phase approximately the same as the original eccentricity amount or rather a slightly advanced phase is obtained. This is added to the output signal of the compensation circuit 6 by the adder 12 and then input to the drive circuit 7,
By driving the actuator 8, the follow-up delay of the data transducer 3 can be eliminated.
次に、上記した偏心推定量raをある一定時間Mだけ位相
を進める方法について述べる。実際には時間を進めるこ
とは不可能であるから、偏心量の周期性を利用し、遅延
器13を用いてこれを次のようにして行なう。即ち、偏心
推定量raが偏心量rと同様にディスクの回転周波数(1/
Tとする。)を基本波とする高調波から構成されるとす
れば、この遅延器13の出力は ra・e-(T-M)S=ra・eMS とかける。即ち、raに較べてM時間位相の進んだ偏心推
定量が得られる。これにある係数をかけて元のraに加え
ることにより、raの位相を進めることができる。Next, a method of advancing the phase of the above-described eccentricity estimation amount ra for a certain fixed time M will be described. In reality, it is impossible to advance the time, so this is performed as follows using the delay device 13 by utilizing the periodicity of the eccentricity amount. That is, the estimated eccentricity ra is the same as the eccentricity r, and the rotation frequency of the disk (1 /
Let T. ) As a fundamental wave, the output of the delay unit 13 is multiplied by ra · e − (TM) S = ra · e MS . That is, an eccentricity estimator having an advanced M time phase compared to ra can be obtained. By multiplying this by a coefficient and adding it to the original ra, the phase of ra can be advanced.
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図および第2図において、偏心推定量rcを加算器12
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、補償回路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。ただし、情報トラック2
の偏心の周波数近傍の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
が位相遅れがほぼ零でゲインがほぼ1であるならば、第
1図および第2図で示したような遅延器13での進相を行
なわなくとも偏心推定量raに適当なゲインを掛けて加算
器12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=rとなるときには、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、このときの補償回路6の出力は零
となるが、補償回路6は、第1図および第2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を通る過程で遅れを生じる。つまり、情報トラ
ック2の偏心の周波数近傍の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、必ずしも位相遅れ零でゲインが1とはなら
ず、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の中心位置と情報トラッ
ク2の中心位置とはある値の誤差が保たれたままとなり
位置決め誤差が残留することになる。従って、第1図お
よび第2図に示したように、偏心推定量raを遅延器13で
進相したものを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。1 and 2, the eccentricity estimation amount rc is added to the adder 12
The remaining servo loop, which is obtained by removing the eccentricity estimation loop added to, is a normal track following servo system. In this normal servo system, in order to make the tracking error e = ry of the data transducer 3 to the information track 2 zero, the compensation circuit 6
It is necessary to make the gain of infinity. 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, information track 2
In the relatively low frequency region near the frequency of the eccentricity of
If the combined transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 is such that the phase delay is almost zero and the gain is almost 1, the phase advance by the delay device 13 as shown in FIGS. 1 and 2 is not performed. In both cases, it is possible to set y = ra by multiplying the eccentricity estimation amount ra by an appropriate gain and adding it to the adder 12. Further, at this time, the estimation accuracy of the eccentricity estimation amount ra is extremely high, and when ra = r, y = r, which is e =
No other than r−y = 0, that is, the tracking error can be zero. (By the way, although the output of the compensating circuit 6 at this time becomes zero, the compensating circuit 6 does not show the loop stability, the disturbance suppression and the central position of the data transducer 3 and the information track 2 in FIGS. 1 and 2. However, as described above, the servo signal causes a delay in the process of passing through the drive circuit 7 and the actuator 8. That is, in a relatively low frequency region near the frequency of the eccentricity of the information track 2, the combined transfer characteristic from the drive circuit 7 to the actuator 8 does not necessarily have a phase delay of zero and a gain of 1, and the servo system is discrete. When configured in time system,
A phase delay due to the sample holder adds to this. Therefore, a certain value of error is maintained between the center position of the data transducer 3 and the center position of the information track 2, and a positioning error remains. Therefore, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is necessary to add a value obtained by advancing the eccentricity estimation amount ra by the delay device 13 to ra to advance the phase of ra.
次に、本発明の位置決め制御装置のトラック追従サーボ
系における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 in the track following servo system of the positioning control device of the present invention will be shown based on a specific example.
第3図は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。20はサンプラー、21はサーボ系の偏差補償を行なう
ための積分器、22はループゲインを調整するための乗算
器、24はサンプルホルダーである。また13はnサンプル
時間の遅延を行なう遅延器であり、1サンプル時間の遅
延器Z-1をn個直列に接続した構成になっている。23は
遅延器13の出力の大きさを調節するための乗算器であ
る。第2図で示した駆動回路7、アクチュエータ8の伝
達関数は全体が2次遅れ系で、定数p、qはカットオフ
周波数が300Hzとなるような値である。ディスクの回転
数は600rpm、セクタ数は34、サンプリング周波数を340H
z、情報トラック2の変位rは振幅が20μm、周波数が1
0Hzの正弦波で与えられるものとする。(ただし、ki=
1、kd=0.2、n=26とする。)なお、遅延器の数nお
よび乗算器の係数kdは偏心の周波数に相当する10Hz付近
でのトラック追従性が最適になるように決めた。FIG. 3 is a block diagram of a concrete track following servo system. 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. Reference numeral 20 is a sampler, 21 is an integrator for compensating the deviation of the servo system, 22 is a multiplier for adjusting the loop gain, and 24 is a sample holder. Reference numeral 13 is a delay device for delaying n sample times, which has a configuration in which n delay devices Z -1 of 1 sample time are connected in series. Reference numeral 23 is a multiplier for adjusting the magnitude of the output of the delay device 13. The transfer functions of the drive circuit 7 and the actuator 8 shown in FIG. 2 are second-order delay systems as a whole, and the constants p and q are values such that the cutoff frequency is 300 Hz. Disk rotation speed is 600 rpm, sector number is 34, sampling frequency is 340H
z, the displacement r of the information track 2 has an amplitude of 20 μm and a frequency of 1
It shall be given as a 0 Hz sine wave. (However, ki =
1, kd = 0.2, n = 26. Note that the number n of delay devices and the coefficient kd of the multipliers are determined so that the track followability near 10 Hz, which corresponds to the frequency of eccentricity, is optimum.
第3図に示したトラック追従サーボ系を計算機プログラ
ム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。FIG. 4 (a) shows the signal track displacement r, the data transducer displacement y, the position error detector output e, and the respective signal waveforms when the track following servo system shown in FIG. 3 is simulated on a computer program. ~ (C)
Shown in. In the figure, 0.1 [sec] corresponds to one rotation of the disk.
比較のために、偏心推定量rcを乗算器22の出力に加えな
い場合の構成を第5図に示す。またこの場合のシミュレ
ーションによる各部の波形を第6図(a)〜(c)に示
す。ただし、第4図および第6図における位置誤差信号
eはサンプラー20を通った後の信号を示した。For comparison, FIG. 5 shows a configuration in which the eccentricity estimation amount rc is not added to the output of the multiplier 22. Further, the waveforms of the respective parts by the simulation in this case are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). However, the position error signal e in FIGS. 4 and 6 is a signal after passing through the sampler 20.
位置誤差信号eを第4図と第6図とで比較すると、第6
図ではその振幅が約3.5μmあるのに対し、第4図では
約0.15μmであり、第3図のサーボ系構成を採用するこ
とで、位置偏差が約1/23になるというすぐれた効果があ
る。When the position error signal e is compared between FIG. 4 and FIG.
In the figure, the amplitude is about 3.5 μm, while in FIG. 4, it is about 0.15 μm, and by adopting the servo system configuration in FIG. 3, the excellent effect that the position deviation becomes about 1/23 is there.
以上に示したように、本発明の位置決め制御装置では、
データトランスデューサ3の変位の推定を位置検出器5
を用いて間接的に行なっている。そのため位置検出器
5、支持部材9および伝達部材10の機械的精度を十分高
めることによって、データトランスデューサ3の変位の
推定量yaの誤差を十分小さくできる。また第2図のサー
ボ系のブロック図において明らかなように、アクチュエ
ータ8に外乱が加えられた場合でも、位置誤差検出器
4、補償回路6、駆動回路7、アクチュエータ8という
通常のサーボループの働きで、これを抑制する効果を持
つ。As described above, in the positioning control device of the present invention,
The position detector 5 estimates the displacement of the data transducer 3.
Is done indirectly using. Therefore, by sufficiently increasing the mechanical accuracy of the position detector 5, the support member 9, and the transmission member 10, the error in the estimated amount ya of the displacement of the data transducer 3 can be made sufficiently small. Further, as is apparent from the block diagram of the servo system in FIG. 2, even when a disturbance is applied to the actuator 8, the normal servo loop functions of the position error detector 4, the compensation circuit 6, the drive circuit 7, and the actuator 8 are performed. It has the effect of suppressing this.
なお、実施例の具体的構成例のトラック追従制御系は離
散時間系で構成したが、これは連続時間系で構成しても
よい。Although the track following control system of the specific configuration example of the embodiment is configured by the discrete time system, it may be configured by the continuous time system.
発明の効果 以上説明してきたように、本発明の位置決め制御装置
は、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の加算器と、この第1の加算器の出力に基づいた信号
を遅延する遅延手段と、前記第1の加算器の出力に基づ
いた信号と前記遅延手段の出力に基づいた信号とを加算
する第2の加算器と、前記補償手段の出力に基づいた信
号と前記第2の加算器の出力に基づいた信号とを加算す
る第3の加算器と、この第3の加算器の出力に基づいた
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、高精度なトラック追従性能が得
られることはもとより、データトランスデューサの変位
の推定量の誤差が十分小さくでき、アクチュエータに外
乱が加えられた場合にそれを抑制する効果を持つ。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, the positioning control device of the present invention includes a position error detector that detects a relative position error between a target member, that is, an information track to be followed by a disk and a moving member, that is, a data transducer, and a moving member. A position detector for detecting the absolute position of the position error compensation means, 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 adder for adding the position error signal output by the error detector and the position signal output by the position detector; delay means for delaying the signal based on the output of the first adder; A second adder for adding a signal based on the output of the first adder and a signal based on the output of the delay means; a signal based on the output of the compensating means; A current is supplied to a third adder for adding a signal based on the output of the second adder and an actuator means for freely moving the moving member by the signal based on the output of the third adder. By including the drive circuit to be added, high-precision track following performance can be obtained, and the error in the estimated amount of displacement of the data transducer can be made sufficiently small, and it is possible to reduce the error when the actuator is disturbed. Has the effect of suppressing.
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図は第1図に示す本発明の一実施例に
おける位置決め制御装置のトラック追従サーボ系の信号
伝達ブロック図、第3図は第2図に示す本発明の一実施
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図は通常のトラック追従サーボ系のブロック図、第
6図は第5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7図は従来例における
位置決め制御装置のブロック図、第8図は第7図に示す
従来例における位置決め制御装置のトラック追従サーボ
系の信号伝達ブロック図である。 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……補償回路、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、
14……加算器、13……遅延器。FIG. 1 is a block diagram of a positioning control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a signal transmission block diagram of a track following servo system of the positioning control device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram of a concrete track following servo system of the positioning control device in one embodiment of the present invention shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a signal waveform diagram of each part by simulation on a computer in the configuration of FIG. ,
FIG. 5 is a block diagram of a normal track following servo system, FIG. 6 is a signal waveform diagram of each part by simulation on a computer in the configuration of FIG. 5, FIG. 7 is a block diagram of a positioning control device in a conventional example, FIG. 8 is a signal transmission block diagram of the track following servo system of the positioning control device in the conventional example shown in FIG. 1 ... Disk, 2 ... Information track, 3 ... Data transducer, 4 ... Position error detector, 5 ... Position detector, 6 ... Compensation circuit, 7 ... Drive circuit, 8 ... Actuator, 9 ...... Support member, 10 ...... Transmission member, 11, 12,
14 ... Adder, 13 ... Delay device.
Claims (1)
繰り返す目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、前記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の加算器と、こ
の第1の加算器の出力に基づいた信号を、前記目標部材
の位置変動の周期と目標進み時間との差だけ遅延する遅
延手段と、前記第1の加算器の出力に基づいた信号と前
記遅延手段の出力に基づいた信号とを加算する第2の加
算器と、前記補償手段の出力に基づいた信号と前記第2
の加算器の出力に基づいた信号とを加算する第3の加算
器と、この第3の加算器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、前
記目標進み時間は、第2の加算器の出力に基づいた信号
を第1の加算器の出力に基づいた信号よりも、少なくと
も前記アクチュエータ手段の遅れ時間と前記駆動手段の
遅れ時間とを含んでなる位置制御ループの遅れ時間分だ
け進むように設定することを特徴とする位置決め制御装
置。1. A positioning control device for positioning a moving member with respect to a target member that repeats substantially equal position fluctuations at a fixed cycle, and a position error for detecting a relative position error between the target positioning position of the target member and the moving member. A 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, a first adder for adding the position error signal output by the position error detector and the position signal output by the position detector, and a signal based on the output of the first adder. A delay means for delaying by a difference between a cycle of the position variation of the target member and a target advance time, a signal based on the output of the first adder, and an output of the delay means A second adder for adding the signals and based on the signal and the second based on the output of said compensating means
A current is applied to a third adder for adding a signal based on the output of the adder and an actuator means for freely moving the moving member by the signal based on the output of the third adder. A drive circuit, and the target advance time is at least the delay time of the actuator means and the delay time of the actuator means more than the signal based on the output of the second adder. A positioning control device, wherein the position control loop is set so as to advance by a delay time of a position control loop including a delay time of a driving means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12434588A JPH0760577B2 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Positioning control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12434588A JPH0760577B2 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Positioning control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294281A JPH01294281A (en) | 1989-11-28 |
| JPH0760577B2 true JPH0760577B2 (en) | 1995-06-28 |
Family
ID=14883065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12434588A Expired - Fee Related JPH0760577B2 (en) | 1988-05-20 | 1988-05-20 | Positioning control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760577B2 (en) |
-
1988
- 1988-05-20 JP JP12434588A patent/JPH0760577B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01294281A (en) | 1989-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2539951B2 (en) | Disk file for data recording | |
| US5065263A (en) | Track following transducer position control system for a disk storage drive system | |
| KR100272194B1 (en) | Method of positionally controlling magnetic head and magnetic disk apparatus | |
| JPS6216464B2 (en) | ||
| Yada et al. | Head positioning servo and data channel for HDDs with multiple spindle speeds | |
| JP2001256741A (en) | Head positioning control method and apparatus for disk drive | |
| US5323368A (en) | Track crossing apparatus and method using the difference between pick-up velocity and a predetermined velocity | |
| US5625508A (en) | Method and apparatus for servo demodulation in a direct access storage device | |
| JPS607664A (en) | Method for positioning of head | |
| JPH0760577B2 (en) | Positioning control device | |
| JPH0731550B2 (en) | Positioning control device | |
| WO1998015956A1 (en) | Clock generating apparatus and disk driving apparatus | |
| JPH0731551B2 (en) | Positioning control device | |
| JPH0769743B2 (en) | Positioning control device | |
| JP2553721B2 (en) | Track following control device | |
| JP2636833B2 (en) | Optical disk drive | |
| JPH0416872B2 (en) | ||
| JP2586605B2 (en) | Disk device positioning device | |
| JP2621439B2 (en) | Disk device positioning device | |
| KR100523013B1 (en) | Clock generating apparatus and disk driving apparatus | |
| JP2586651B2 (en) | Track following control device for disk drive | |
| JPS6047275A (en) | Head positioning system | |
| JPS60101778A (en) | Magnetic head positioning method | |
| JPS6344327A (en) | Tracking device for optical information recording and reproducing device | |
| JPH06243618A (en) | Magnetic disk unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |