(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置において、衝撃印加時にヘッドがトラック中心に復帰する際の応答や目標トラックへのセトリング応答の残留振動を小さくすること。【解決手段】磁気ディスク装置は、情報を記録する磁気ディスクと、情報を読み出しもしくは書き込みを行なう磁気ヘッドと、磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ装置と、アクチュエータ装置の駆動を制御する制御システムとを備える。アクチュエータ装置は、ヘッドを駆動する微動アクチュエータ４０と、微動アクチュエータ４０と共に磁気ヘッドを駆動する粗動アクチュエータ４２とを有する二段アクチュエータで構成されている。制御システムは、微動アクチュエータ４０を駆動するための操作量を生成する微動コントローラ４１と、粗動アクチュエータ４２を駆動するための操作量を制御する粗動コントローラ４３とを有する。制御システムは、微動アクチュエータ４０の印加電圧制限値による飽和の直前もしくは当該飽和から制御範囲に復帰する時に、微動コントローラ４１で生成する操作量を滑らかに変化させる手段を備える。【選択図】図２
2006059427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録する磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの情報を読み出しもしくは情報の書き込みを行なう磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ装置と、
前記アクチュエータ装置の駆動を制御する制御システムとを備え、
前記アクチュエータ装置は、前記ヘッドを駆動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータと共に前記磁気ヘッドを駆動する粗動アクチュエータとを有する二段アクチュエータで構成され、
前記制御システムは、前記微動アクチュエータを駆動するための操作量を生成する微動コントローラと、前記粗動アクチュエータを駆動するための操作量を制御する粗動コントローラとを有する磁気ディスク装置において、
前記制御システムは、前記微動アクチュエータの印加電圧制限値による飽和の直前もしくは当該飽和から制御範囲に復帰する時に、前記微動コントローラで生成する前記操作量を滑らかに変化させる手段を備えた
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気ディスク装置において、前記微動コントローラは内部状態量を微動アクチュエータの印加電圧最大値に対応した値に制限する手段を有する積分器を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項３】
情報を記録する磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの情報を読み出しもしくは情報の書き込みを行なう磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ装置と、
前記アクチュエータ装置の駆動を制御する制御システムとを備え、
前記アクチュエータ装置は、前記ヘッドを駆動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータと共に前記磁気ヘッドを駆動する粗動アクチュエータとを有する二段アクチュエータで構成され、
前記制御システムは、前記微動アクチュエータを駆動するための操作量を生成する微動コントローラと、前記粗動アクチュエータを駆動するための操作量を制御する粗動コントローラとを有する磁気ディスク装置において、
前記微動コントローラは、内部状態量を微動アクチュエータの印加電圧最大値に対応した値に制限する手段を有する積分器と、前記積分器の後段に設けられて生成する操作量の変化を滑らかにするフィルタとを備えた
ことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の磁気ディスク装置において、前記積分器の内部状態量を制限する手段は微動アクチュエータ制御をオンにした状態から次第に制限値を増加していく特性を有するものであることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気ディスク装置において、前記制御システムは、前記微動コントローラと前記粗動コントローラとに、目標値とヘッド移動量の差である位置誤差を独立して加えるものであることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気ディスク装置において、前記制御システムは、微動アクチュエータの印加電圧最大値を特定する出力側飽和手段を、前記微動コントローラと前記微動アクチュエータとの間に設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気ディスク装置において、前記制御システムは、前記出力側飽和手段から前記微動アクチュエータへの出力を微動アクチュエータモデルを介して前記微動コントローラの入力側に加えるものであることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置に係り、特に二段アクチュエータを備えた磁気ディスク装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気ディスク装置における記憶容量の大容量化に伴う高記録密度化に対処するため、二段アクチュエータとよばれるヘッド位置決め機構により所定の位置に磁気ヘッドを位置決めするようにした磁気ディスク装置がある。この種のヘッド移動機構は、可動範囲は大きいが位置決め精度の低い粗動アクチュエータと、可動範囲は小さいが位置決め精度の高い微動アクチュエータとからなり、これらを協調制御することにより広い可動範囲において高い位置決め精度を実現しようとするものである。
【０００３】
従来のこの種の磁気ディスク装置として、特開２００１-６３０５号公報（特許文献１）に示されたものがある。
【０００４】
この磁気ディスク装置は、図７に示すように、サンプラ２１と、Ａ／Ｄ変換器２２と、符号反転器２３と、微動コントローラ２４と、粗動コントローラ２５と、リミッタ２６と、減算器２７と、乗算器２８と、Ｄ／Ａ変換器２９及び３０と、フィルタ３１及び３２とから概略構成されている。サンプラ２１は、ヘッド移動機構１の微動部１４から供給される位置誤差信号ＳＥを所定周期でサンプリングしてＡ／Ｄ変換器２２に供給する。Ａ／Ｄ変換器２２は、サンプラ２１の出力信号を離散的な位置誤差データＤＥにデジタル変換して符号反転器２３に供給する。符号反転器２３は、位置誤差データＤＥの符号を反転して微動コントローラ２４に供給する。
【０００５】
そして、この磁気ディスク装置では、微動制御信号ＤＣ１を微動アクチュエータの稼動範囲に対応した制限内になるように飽和処理して、微動アクチュエータに供給する飽和処理手段２６を持ち、この飽和処理手段２６の出力信号ＤＬと微動制御信号ＤＣ１との差信号に、乗算器２８により適切なゲインを乗じて、上記微動制御信号ＤＣ１を補正するための補正信号ＤＡを生成する補正手段を備えた位置決め制御装置について開示している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１-６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の磁気ディスク装置では、微動アクチュエータが飽和した状態から制御範囲に復帰する場合、その制御入力が急激に変化すると高周波数の振動を励起するため、振動が整定してデータの読み書きができるまでに余分な時間を要していた。
【０００８】
本発明の目的は、衝撃印加時にヘッドがトラック中心に復帰する際の応答や目標トラックへのセトリング応答の残留振動を小さくできる磁気ディスク装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、情報を記録する磁気ディスクと、前記磁気ディスクの情報を読み出しもしくは情報の書き込みを行なう磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ装置と、前記アクチュエータ装置の駆動を制御する制御システムとを備え、前記アクチュエータ装置は、前記ヘッドを駆動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータと共に前記磁気ヘッドを駆動する粗動アクチュエータとを有する二段アクチュエータで構成され、前記制御システムは、前記微動アクチュエータを駆動するための操作量を生成する微動コントローラと、前記粗動アクチュエータを駆動するための操作量を制御する粗動コントローラとを有する磁気ディスク装置において、前記制御システムは、前記微動アクチュエータの印加電圧制限値による飽和の直前もしくは当該飽和から制御範囲に復帰する時に、前記微動コントローラで生成する前記操作量を滑らかに変化させる手段を備えた構成にしたことにある。
【００１０】
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記微動コントローラは内部状態量を微動アクチュエータの印加電圧最大値に対応した値に制限する手段を有する積分器を備えたこと。
【００１１】
また、前記目的を達成するために、本発明は、情報を記録する磁気ディスクと、前記磁気ディスクの情報を読み出しもしくは情報の書き込みを行なう磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを駆動するアクチュエータ装置と、前記アクチュエータ装置の駆動を制御する制御システムとを備え、前記アクチュエータ装置は、前記ヘッドを駆動する微動アクチュエータと、前記微動アクチュエータと共に前記磁気ヘッドを駆動する粗動アクチュエータとを有する二段アクチュエータで構成され、前記制御システムは、前記微動アクチュエータを駆動するための操作量を生成する微動コントローラと、前記粗動アクチュエータを駆動するための操作量を制御する粗動コントローラとを有する磁気ディスク装置において、前記微動コントローラは、内部状態量を微動アクチュエータの印加電圧最大値に対応した値に制限する手段を有する積分器と、前記積分器の後段に設けられて生成する操作量の変化を滑らかにするフィルタとを備えた構成にしたことにある。
【００１２】
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記積分器の内部状態量を制限する手段は微動アクチュエータ制御をオンにした状態から次第に制限値を増加していく特性を有するものであること。
（２）前記（１）に加えて、前記制御システムは、前記微動コントローラと前記粗動コントローラとに、目標値とヘッド移動量の差である位置誤差を独立して加えるものであること。
（３）前記（２）に加えて、前記制御システムは、微動アクチュエータの印加電圧最大値を特定する出力側飽和手段を、前記微動コントローラと前記微動アクチュエータとの間に設けたこと。
（４）前記制御システムは、前記出力側飽和手段から前記微動アクチュエータへの出力を微動アクチュエータモデルを介して前記微動コントローラの入力側に加えるものであること。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、衝撃印加時にヘッドがトラック中心に復帰する際の応答や目標トラックへのセトリング応答の残留振動を小さくできる磁気ディスク装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施例の磁気ディスク装置について図１から図６を用いて説明する。
【００１５】
本実施例のディスク装置１００の全体構成を図１を参照しながら説明する。磁気ディスク装置は、磁気ディスク６４、磁気ヘッド６０、アクチュエータ装置９５、マイクロプロセッサシステム９６を主要構成要素として構成されている。
【００１６】
磁気ディスク６４は、スピンドルモータ６８により高速に一定速で回転され、情報を記録するトラックを有する。各トラックのセクタの先頭には、あらかじめ位置情報７２が記録されている。磁気ヘッド６０は、対向する磁気ディスク６４のトラックに記録されたデータを読み、トラックにデータを書き込むものである。
【００１７】
アクチュエータ装置９５は、微動アクチュエータ４０と粗動アクチュエータ４２とからなる二段アクチュエータで構成されている。
【００１８】
微動アクチュエータ４０は、ばね６５、ピエゾ素子９０、９１、微動アクチュエータ駆動用アンプ９２、Ｄ／Ａ変換回路９３を主要構成要素として構成されている。磁気ヘッド６０はばね６５によって支えられ、ばね６５は２つのピエゾ素子９０、９１によって駆動される。これによって、磁気ヘッド６０はピエゾ素子９０、９１により駆動されることとなる。ピエゾ素子９０、９１は、キャリッジ６７に支持され、微動アクチュエータ４０の駆動部として機能する。すなわち、一方のピエゾ素子９０が伸び、他方のピエゾ素子９１が縮むと、磁気ヘッド６０は微小移動する。逆に、ピエゾ素子９１が伸び、ピエゾ素子９０が縮むと、磁気ヘッド６０は逆方向に微小移動する。
【００１９】
粗動アクチュエータ４２は、キャリッジ６７、ボイスコイルモータ６２、粗動アクチュエータ駆動用アンプ７６、Ｄ／Ａ変換回路８７を主要構成要素として構成されている。キャリッジ６７は磁気ヘッド６０と一体となってボイスコイルモータ６２により駆動される。ボイスコイルモータ６２の移動に伴い、キャリッジ６７は、ピボット軸６３を中心にして、磁気ディスク６４の外周から内周方向あるいはその逆方向に移動される。これに伴って磁気ヘッド６０も同様に移動される。ボイスコイルモータ６２は粗動アクチュエータ４２の駆動部を構成する。
【００２０】
磁気ディスク６４には、サンプリング時刻Ｔｓ毎に位置情報７２が予め記録されている。この位置情報７２には、セクタの先頭を示すマーカ部、ＡＧＣ（オートマティック・ゲイン・コントロール）引き込み部、トラック番号、相対位置を検出するためのバースト信号などが記録されている。磁気ヘッド６０は、サンプリング時刻Ｔｓ毎にディスク面に記録された位置情報７２と磁気ヘッド６０との偏差を検出して、その偏差信号２２をヘッド信号増幅器７３に供給する。ヘッド信号増幅器７３は、偏差信号７２を増幅して、増幅した偏差信号８３をサーボ信号復調器７４に供給する。サーボ信号復調器７４は、ＡＤ変換器を備えており、増幅された偏差信号８３に基づいてヘッド位置信号８４を生成する。
【００２１】
図１において、粗動アクチュエータ用操作量８８（図２におけるｕｐ１）の演算や微動アクチュエータ用操作量９４（図２におけるｕｖ）の演算、および移動のための目標値（図２における４６）の発生は、マイクロプロセッサシステム９６によって実施される。マイクロプロセッサシステム９６は、マイクロプロセッサ７９がバスライン７５を介して、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７７、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）７８に接続されて構成されている。ＲＯＭ７８には各種制御系などのプログラムが格納されている。ＲＡＭ７７には、制御系の状態変数が一時的に格納される。マイクロプロセッサ７９は、各種制御系の演算を実行し、粗動アクチュエータ４２を駆動する操作量８８と微動アクチュエータ４０を駆動する操作量９４を出力する。粗動アクチュエータ操作量８８及び微動アクチュエータ９４は、それぞれＤ／Ａ変換回路８７、９３でデジタル量からアナログ量に変換され、駆動用アンプ７６、９２に送出され、それぞれボイスコイルモータ６２、ピエゾ素子９０、９１が駆動される。インターフェースコントローラ８０は、ホスト側コントローラ８１からの各種指令をマイクロプロセッサ７９に伝達する。
【００２２】
次に、磁気ディスク装置１００の制御系を図２を参照しながら説明する。図２は本実施例の磁気ディスク装置１００のフォロイング制御系のブロック線図である。
【００２３】
制御対象の二段アクチュエータは、微動アクチュエータ４０と粗動アクチュエータ４２との二つのアクチュエータを有する。粗動アクチュエータ４２への操作量をｕｖ、微動アクチュエータ４０への操作量をｕｐ１とする。観測することはできないが、粗動アクチュエータ４２の移動量をｙｖ、微動アクチュエータ４０の移動量をｙｐとする。観測できるのは、粗動アクチュエータ移動量ｙｖと微動アクチュエータ移動量ｙｐを加算したヘッド移動量ｐｏｓである。このように、制御対象の二段アクチュエータ系は、粗動アクチュエータ用操作量ｕｖ及び微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１の２入力系と、ヘッド移動量ｐｏｓの１出力系とからなっている。なお、微動アクチュエータ４０は、通常、高域の１０ｋHｚ程度に機構共振を有する。
【００２４】
本実施例では、微動コントローラ４１と粗動コントローラ４３とを独立に設計可能で、非干渉構造とした二段アクチュエータ制御系である。すなわち、微動コントローラ４１は、図２に示すように、粗動コントローラ４３と独立に構成され、粗動コントローラ４３の粗動アクチュエータ用操作量ｕｖを微動コントローラ４１の制御に直接的に用いないように構成されている。
【００２５】
微動コントローラ４１は、積分器５０、ゲイン４８、フィルタ４９を備えて構成されている。積分器５０は、ゲインP０、P１、Q１、演算子ｑ−１、積分飽和手段４７を備えて構成されており、位置誤差ｐｅｓが入力され、これに基づいて所定の計算をして積算器出力ｕ２を生成し、これをゲイン４８に供給する。演算子q−１は１サンプル遅れを表す演算子である。
【００２６】
ゲイン４８は、積算器出力ｕ２に適切な制御帯域となるようにゲインを乗ずることによりゲイン出力ｕ３を生成し、これをフィルタ４９に供給する。フィルタ４９は、ゲイン出力ｕ３をフィルタリングすることにより微動コントローラ出力ｕｐ０を生成し、これを出力側飽和手段４５に供給する。フィルタ４９は微動アクチュエータ４０の高域の機構共振を安定化する機能を有する。
【００２７】
出力側飽和手段４５は、後述する微動アクチュエータ４０の最大制御入力Ｖｐｚを考慮して最大値ｚを設定したものであり、微動コントローラ出力ｕｐ０が最大値ｚを越えると飽和処理した出力である微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１（図１の微動アクチュエータ用操作量９４）を生成し、これを微動アクチュエータ４０に供給する。
【００２８】
微動アクチュエータ４０は、図３に示すように、Ｄ／Ａ変換回路９３、微動アクチュエータ駆動用アンプ９２、ピエゾ素子９０または９１を直列に接続して構成されている。Ｄ／Ａ変換器９３は、微動アクチュエータ４０に入力された微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１をアナログ量に変換して微動アクチュエータ駆動用アンプ９２に供給する。微動アクチュエータ駆動用アンプ９２は、アナログ量に変換された微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１を増幅して制御入力ｕｐを生成し、これをピエゾ素子９０または９１へ供給する。この微動アクチュエータ駆動用アンプ９２は、最大出力がＶｐｚに制限されるように構成されている。図３に等価回路で示すピエゾ素子９０、９１は、制御入力ｕｐが入力されることで、図２に示す微動アクチュエータ４０の移動量ｙｐを発生する。
【００２９】
本実施例の二段アクチュエータ制御系の構成では、微動アクチュエータ４０の移動量ｙｐが直接観測できないため、微動アクチュエータ４０のモデル４４を用いてその移動量ｙｐを推定している。ピエゾ素子９０、９１を用いた微動アクチュエータ４０は、その入力ｕｐ１から移動量ｙｐまでがほぼゲインとして近似することができるので、微動コントローラ４１の出力ｕｐ１に微動アクチュエータ４０のゲインを乗じたものを微動アクチュエータ４０の移動量ｙｐとみなすことができる。そこで、本実施例では、この条件を満足する微動アクチュエータ４０を出力側飽和手段４５の出力側に接続し、その出力側飽和手段４５の出力ｕｐ２を移動量ｙｐとみなして粗動コントローラ４３への入力に用いている。
【００３０】
粗動コントローラ４３には、微動アクチュエータモデル４４の出力ｕｐ２と位置誤差ｐｅｓとを加算した偏差信号が入力される。粗動コントローラ４３は、微動アクチュエータ４０により位置誤差ｐｅｓが零となった後でも、引き続き微動アクチュエータ４０の移動量ｙｐを減少させるようにフィードバック制御が行われる。これに伴って微動コントローラ４１も動作するので、ヘッド位置誤差信号を目標位置に保ったまま、微動アクチュエータ４０の出力が減少し、やがて零、すなわち可動範囲の中心位置に微動アクチュエータ４０を保持することができる。これにより、ストロークが狭く限られた微動アクチュエータ４０の能力を最大限に生かすことができる。
【００３１】
次に、磁気ディスク装置１００の外部から衝撃が加えられて微動アクチュエータ４０が飽和した状態から制御範囲に復帰する時、制御入力の急激な変化を防止し、振動の励起を防ぐ制御動作について説明する。
【００３２】
積分器飽和手段４７の制限値±ｘは、出力側飽和手段４５の制限値±ｚとループゲインの値ｙとから求められるｘ＝ｚ/ｙとなるように設定されている。これにより微動コントローラ４１の積分器５０の状態量ｕｆｂについても、微動最大制御入力に対応した値に制限される。従って、積分器出力ｕ２が飽和する時には対応する微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１も飽和し、積分器出力ｕ２が飽和から制御範囲に復帰する場合には、微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１も速やかに制御範囲に復帰することになる。このように、本実施例によれば、積分器飽和手段４７を持たない場合に生じる微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１の飽和からの復帰応答遅れの問題を解決することができる。
【００３３】
また、ゲイン４８の後段に設置されたフィルタ４９は、ノッチフィルタと高周波数成分除去のローパスフィルタとからなり、積分器飽和手段４７によりゲイン出力ｕ３が微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１の制限範囲を超えないように設定されている。これにより、積算器出力ｕ２が飽和した時においても、微動アクチュエータ用操作量ｕｐ１に対してフィルタ４９による機構共振成分の除去と高次振動の加振力除去が行なわれ、飽和値近傍や飽和から復帰時の微動操作量が滑らかされる。
【００３４】
フィルタ４９の周波数特性の一例を図４に示す。本実施例でのフィルタ４９は２つのフィルタからなり、周波数に対するゲイン特性はそれぞれ１００と１０２、位相特性はそれぞれ１０１と１０３で表され、それらを直列に結合したフィルタ４９のゲイン特性は１０４で、位相は１０５で表される。このようにフィルタ４９は制御系の安定化を阻害する主要な機構共振のゲインを下げるとともに高周波数のゲインを下げ、飽和値近傍や飽和から復帰時の微動操作量を滑らかにする役割を持つ。
【００３５】
図５（ａ）は積分器飽和手段４７を持たない時に、衝撃を模擬した正弦半波を目標値４６として入力した場合のヘッド移動量ｐｏｓの時間波形１０６、微動アクチュエータ制御入力ｕｐの時間波形１０８、位置誤差ｐｅｓの時間波形１１０の時間応答を示す。微動アクチュエータ制御入力ｕｐの時間波形１０８は、飽和時と飽和から制御範囲に復帰するときに急激に変化し、高次の機構共振を励起して位置誤差ｐｅｓの時間波形１１０の残留振動が発生し、目標位置への整定が遅くなっている。
【００３６】
図５（ｂ）は本実施例の積分器飽和手段４７を設けた時に、衝撃を模擬した正弦半波を目標値４６として入力した場合のヘッド移動量ｐｏｓの時間波形１０７、微動アクチュエータ制御入力ｕｐの時間波形１０９、位置誤差ｐｅｓの時間波形１１１の時間応答を示す。微動アクチュエータ制御入力の時間波形１０９は飽和値（±２５Ｖ）近傍では滑らかに変化し、位置誤差の時間波形１１１において高周波数の残留振動を低減する効果が観測できた。
【００３７】
次に、図６を参照しながらシーク応答について説明する。図６はシーク応答の比較を示す。
【００３８】
まず、シーク制御系について説明する。目標トラックへの残距離が大きい場合は、残距離に応じた速度目標値を与えて、粗動アクチュエータ４２の加速能力を最大限に発揮するように磁気ヘッドを移動させる。目標トラック近傍においてはセトリングモードとよぶ制御に切り換える。セトリングモードでは、図２の制御系の構成で微動アクチュエータ４０を動作させ磁気ヘッドを位置決めする。この切り換え時には、磁気ヘッドの目標トラックに対する残距離と速度から、目標値４６を現在の位置からある一定時間後に目標トラック（最終目標値）へ到達するような時間軌道として与え、それに追従しながら磁気ヘッドを滑らかに目標トラック（最終目標値）へ整定するように制御する。本実施例では、二段アクチュエータの制御はセトリングモード開始時から行なっている。
【００３９】
図６（ａ）は、微動コントローラ４１において、積分器飽和手段４７を持たない場合の目標トラックへの磁気ヘッドのシーク応答を示す。ここでは目標トラックをゼロトラックとして、ヘッド移動量ｐｏｓの時間波形１１２、粗動制御電流の時間波形１１８、微動アクチュエータ制御入力ｕｐの時間波形１１５を示している。微動制御入力の時間波形１１５は飽和時と飽和から制御範囲へ復帰するときに急激に変化し、ヘッド位置の整定応答において高次の機構共振を励起している。
【００４０】
図６（ｂ）は、微動コントローラ４１において、積分器飽和手段４７を持つ場合の目標トラックへの磁気ヘッドのシーク応答を示す。微動制御入力ｕｐの時間波形１１６は飽和値近傍では滑らかに増加し、制御範囲に復帰するときも滑らかに変化している。その結果、ヘッド移動量ｐｏｓの時間波形１１３の残留振動における高周波数成分が減少して、位置の整定応答が滑らかになっていることがわかる。以上がアンチワインドアップ制御の動作である。
【００４１】
さらに、図６（ｃ）は、セトリング切り換え初期の操作量変化を滑らかにするため、積分器飽和手段４７のリミット値±ｘを段階的に増加させ、最終的にｘ=ｚ/ｙとするスルーレイト制御を示す。その制限値ｘを等比率で増加させ０．３２ｍｓで最大値とする場合、図６（ｂ）に比較して、微動アクチュエータ操作量ｕｖの時間波形１１７の変化はさらに滑らかになり、位置の時間波形１１４の残留振動は減少している。
【００４２】
以上の実施例に開示した二段アクチュエータの駆動装置により、衝撃印加時にヘッドがトラック中心に復帰する際の応答や目標トラックへのセトリング応答を、残留振動の小さい望ましいものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施例に係るディスク装置の構成図である。
【図２】本実施例におけるフォロイング制御系のブロック線図である。
【図３】本実施例における微動アクチュエータのブロック図である。
【図４】本実施例おける微動アクチュエータのフィルタの位相、ゲインの周波数特性図である。
【図５Ａ】積分飽和手段を持たない場合における二段アクチュエータ装置の加振入力、微動アクチュエータ用操作量及び位置誤差の時間応答波形図である。
【図５Ｂ】本実施例における積分飽和手段を持った二段アクチュエータ装置の加振入力、微動アクチュエータ用操作量及び位置誤差の時間応答波形図である。
【図６Ａ】積分飽和手段を持たない場合におけるアクチュエータ装置のシーク時の時間応答波形図である。
【図６Ｂ】積分飽和手段を持った場合における二段アクチュエータ装置のシーク時の時間応答波形図である。
【図６Ｃ】本実施例の積分飽和手段を持った場合における二段アクチュエータ装置のシーク時の時間応答波形図である。
【図７】従来のニ段アクチュエータを備えた磁気ディスク装置のヘッド移動機構の位置決め制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
４０…微動アクチュエータ、４１…微動コントローラ、４２…粗動アクチュエータ、４３…粗動コントローラ、４４…微動アクチュエータモデル、４５…出力側飽和手段、４６…目標値、４７…積分飽和手段、４８…ゲイン、４９…フィルタ、５０…積分器、６０…磁気ヘッド、６２…ボイスコイルモータ、６３…ピボット軸、６４…磁気ディスク、６５…ばね、６７…キャリッジ、６８…スピンドルモータ、７２…位置情報、７３…ヘッド信号増幅器、７４…サーボ信号復調器、７５…バスライン、７６…粗動アクチュエータ駆動用アンプ、７７…ＲＡＭ、７８…ＲＯＭ、７９…マイクロプロセッサ、８０…インターフェースコントローラ、８１…ホスト側コントローラ、８２…偏差信号、８３…増幅された偏差信号、８４…ヘッド位置信号、８７…Ｄ／Ａ変換回路、８８…粗動アクチュエータ用操作量、９０、９１…ピエゾ素子、９２…微動アクチュエータ駆動用アンプ、９３…Ｄ／Ａ変換回路、９４…微動アクチュエータ用操作量、９５…アクチュエータ装置、９６…マイクロプロセッサシステム、１００…ディスク装置、ｐｅｓ…位置誤差、ｐｏｓ…ヘッド移動量、Ｔｓ…サンプリング時刻、ｕ２…積分器出力、ｕ３…ゲイン出力、ｕｆｂ…状態量、ｕｐ０…微動コントローラ出力、ｕｐ１…微動アクチュエータ用操作量（出力側飽和手段出力）、ｕｖ…粗動アクチュエータ用操作量（粗動コントローラ出力）、ｘ…積分器飽和手段４７の制限値、ｙｐ…微動アクチュエータ移動量、ｙｖ…粗動アクチュエータ移動量、ｚ…出力側飽和手段４５の制限値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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