(57)【要約】      （修正有）【課題】シーク距離及び方向に関係なくトラックシーク時にヘッドを目的トラックの中央に迅速で且つ正確に導くための安着サーボ制御方法を提供する。【解決手段】ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と，ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と，安着サーボ制御モードが始まる時点でヘッドの初期位置情報，初期速度情報のみならず，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，及び以前の制御入力情報のうち少なくとも一つを用いて極点を相殺するためのパルス信号を発生するパルス発生器と，前記状態フィードバック利得器の出力，前記状態推定器から提供される外乱情報，及び前記パルス発生器において発生されたパルス信号を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器とを備える。【選択図】  図９
2004199762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブの安着サーボが始まる時点で遅い極点を消去するためにボイスコイルモーターアクチュエータにパルス信号を印加する安着サーボ制御方法であって：
前記パルス信号の大きさは，ヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，初期ＶＣＭ電流情報，初期外乱情報及び以前の制御入力のうち少なくとも一つに基づき決定されることを特徴とする，安着サーボ制御方法。
【請求項２】
前記パルス信号は，ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000076
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000077
,初期速度情報
2004199762.tif 000078
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000079
，初期外乱情報
2004199762.tif 000080
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000081
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項１に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項３】
ハードディスクドライブの安着サーボが始まる時点で遅い極点を消去するためにＶＣＭアクチュエータにパルス信号を印加する安着サーボ制御方法であって：
前記安着サーボ制御が始まる時点から位置エラー信号の多数のサンプル期間に亘ってパルス信号を連続的に印加することを特徴とする，安着サーボ制御方法。
【請求項４】
前記安着サーボ制御が始まる時点からＰＥＳの２サンプル期間に亘ってパルス信号を連続的に印加することを特徴とする，請求項３に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項５】
前記パルス信号の大きさは，ヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，初期ＶＣＭ電流情報，初期外乱情報，及び以前の制御入力のうち少なくとも一つに基づき決定されることを特徴とする，請求項３又は４に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項６】
最初のサンプル区間に印加されるパルス信号の大きさと２番目のサンプル区間に印加されるパルス信号の大きさとは，いずれもＰＥＳの最初のサンプルに基づいて決定されることを特徴とする，請求項３，４，または５項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項７】
最初のサンプル区間に印加されるパルス信号はＰＥＳの最初のサンプルに基づき決定され，２番目のサンプル区間に印加されるパルス信号はＰＥＳの２番目のサンプルに基づき決定されることを特徴とする請求項３，４，５，また６項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項８】
前記パルス発生器において発生するパルス信号は，
ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000082
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000083
，初期速度情報
2004199762.tif 000084
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000085
，初期外乱情報
2004199762.tif 000086
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000087
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項３，４，５，６，または７項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項９】
ハードディスクドライブの安着サーボ制御方法であって：
安着制御モードが始まればヘッドの位置信号であるＰＥＳ信号を得る過程と；
前記ＰＥＳ信号を用いてヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流及び外乱値を推定する過程と；
前記ヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱値に各々の制御利得を各々かけてから和して状態フィードバック制御信号を得る過程と；
前記安着制御モードの時点で遅い極点を除去するためのパルス信号を発生して前記状態フィードバック信号に加算し，ここで，前記安着制御モードの最初のサンプル及び２番目のサンプルでパルス信号を連続的に印加する過程と；
前記制御入力でＶＣＭアクチュエータを駆動する過程と，を含むことを特徴とする，安着サーボ制御方法。
【請求項１０】
前記パルス発生器において発生するパルス信号は，
ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000088
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000089
，初期速度情報
2004199762.tif 000090
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000091
，初期外乱情報
2004199762.tif 000092
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000093
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項９に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項１１】
前記パルス発生器において発生するパルス信号は，
ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000094
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000095
，初期速度情報
2004199762.tif 000096
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000097
，初期外乱情報
2004199762.tif 000098
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000099
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項９又は１０に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項１２】
ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と；
前記ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と；
安着サーボ制御モードが始まる時点で前記ヘッドの初期位置情報，初期速度情報のみならず，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，及び以前の制御入力情報のうち少なくとも一つを用いて極点を相殺するためのパルス信号を発生するパルス発生器と；
前記状態フィードバック利得器の出力，前記状態推定器から提供される外乱情報，及び前記パルス発生器において発生したパルス信号を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器とを備えることを特徴とする，安着サーボ制御装置。
【請求項１３】
前記パルス発生器において発生するパルス信号は，
ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000100
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000101
，初期速度情報
2004199762.tif 000102
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000103
，初期外乱情報
2004199762.tif 000104
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000105
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項１２に記載の安着サーボ制御装置。
【請求項１４】
前記パルス発生器において発生するパルス信号は，
ｕｓ（ｎ）＝Φδ（ｎ）（ここで，δ（ｎ）は単位大きさを有するパルス信号であり，
2004199762.tif 000106
であり，ｋｓｘ，ｋｓｖ，ｋｓｉ，ｋｓｗ，及びｋｓｕは各々ヘッドの初期位置情報
2004199762.tif 000107
，初期速度情報
2004199762.tif 000108
，初期ＶＣＭ電流情報
2004199762.tif 000109
，初期外乱情報
2004199762.tif 000110
，及び以前の制御入力情報
2004199762.tif 000111
のための定数である。）として決定されることを特徴とする，請求項１２又は１３に記載の安着サーボ制御装置。
【請求項１５】
前記状態推定器から提供される速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報及び制御入力に基づきＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定する加速度定数識別器と；
前記加算器から出力される制御入力に前記加速度定数識別器から提供される推定値の逆数を適用して加速度定数の変動を補償する加速度定数補償器とをさらに備えることを特徴とする，請求項１２，１３，または１４項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御装置。
【請求項１６】
前記加速度定数は下記式により推定されることを特徴とする，請求項１２，１３，１４，または１５項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御装置。
2004199762.tif 000112
（ここで，
2004199762.tif 000113
と，
2004199762.tif 000114
と，
2004199762.tif 000115
とは各々ｎ番目のサンプル区間で推定された位置情報と，推定された速度情報と，推定された外乱情報とであり，
定数ｂ１，ｂ２，ｂ３，及びｂ４は，
2004199762.tif 000116
2004199762.tif 000117
2004199762.tif 000118
2004199762.tif 000119
である。）
【請求項１７】
前記加速度定数識別器は，
ディスク上で選定された代表トラック間で均一の距離だけヘッドを移動させる時のＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定し，推定された加速度定数を線形補間により全てのトラックにおける加速度定数を推定することを特徴とする，請求項１２，１３，１４，１５，または１６項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御装置。
【請求項１８】
前記加速度定数識別器は，ディスクドライブに電源が入るつど代表トラックにおける加速度定数推定を行うことを特徴とする請求項１２，１３，１４，１５，１６，または１７項のうちいずれか１項に記載の安着サーボ制御装置。
【請求項１９】
ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と，ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と，安着サーボ制御モードが始まる時点でヘッドの初期位置情報，初期速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，以前の制御入力情報を用いて極点を相殺するためのパルス信号を発生するパルス発生器と，前記状態フィードバック利得器の出力，前記状態推定器から提供される外乱情報，及び前記パルス発生器で発生したパルス信号を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器と，を備える安着サーボ制御装置を用いて安着サーボを制御する安着サーボ制御方法であって：
安着制御モードが始まればまず，ヘッドの位置信号のＰＥＳ信号を得る過程と；
ＰＥＳ信号を前記状態推定器に入力してヘッドの位置，ヘッドの速度，ＶＣＭ電流，外乱を決定する過程と；
前記状態推定器の出力を前記状態フィードバック利得器に入力して制御信号を得る過程と；
安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルであれば，前記状態推定器から出力されるヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱，以前の制御入力値を前記パルス発生器に入力して極点を消去するためのパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これをＶＣＭアクチュエータを駆動する電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程と；
安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルであれば，前記状態推定器から出力されるヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱，以前の制御入力値を前記パルス発生器に入力して極点を消去するためのパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程と；
安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルでもなければ，前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程とを含むことを特徴とする，安着サーボ制御方法。
【請求項２０】
前記安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルであれば，最初のＰＥＳサンプルに基づき決定された大きさを有するパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加することを特徴とする，請求項１９に記載の安着サーボ制御方法。
【請求項２１】
ディスクドライブのＶＣＭアクチュエータ加速度定数を推定／補償する方法であって：
ディスク上で均一の距離だけ離隔された代表トラックを選定する過程と；
ＶＣＭアクチュエータにＶＣＭ電流を印加することによりヘッドを代表トラックの間で移動させつつ加速度定数値を推定する過程とを含むことを特徴とする，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
【請求項２２】
前記加速度定数は下記式により推定されることを特徴とする，請求項２１に記載のＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
2004199762.tif 000120
（ここで，
2004199762.tif 000121
と，
2004199762.tif 000122
と，
2004199762.tif 000123
とは各々ｎ番目のサンプル区間で推定された位置情報と，推定された速度情報と，推定された外乱情報とであり，
定数ｂ１，ｂ２，ｂ３，及びｂ４は，
2004199762.tif 000124
2004199762.tif 000125
2004199762.tif 000126
2004199762.tif 000127
である。）
【請求項２３】
前記ディスク上で選定された代表トラックの間で均一の距離だけヘッドを移動させる時の前記ＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定し，推定された加速度定数を線形補間することにより全てのトラックにおける加速度定数を推定することを特徴とする，請求項２１に記載のＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
【請求項２４】
前記ＶＣＭアクチュエータに印加されるＶＣＭ電流の方向を変えて加速度定数を推定することを特徴とする，請求項２１，２２，または２３項のうちいずれか１項に記載のＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
【請求項２５】
前記ディスクドライブに電源が入るつど代表トラックにおける加速度定数推定を行うことを特徴とする，請求項２１，２２，２３，または２４項のうちいずれか１項に記載のＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
【請求項２６】
前記加速度定数推定過程の結果をメモリに貯蔵する過程と；
サーボ動作においてヘッド位置，速度，及びＶＣＭ電流を推定する過程と；
推定されたヘッド位置，速度，ＶＣＭ電流によって前記メモリから推定された加速度定数を得る過程と；
ＶＣＭアクチュエータを駆動するための制御入力信号に推定された加速度定数と代表加速度定数との比率を適用させる過程とをさらに含むことを特徴とする，請求項２１に記載のＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法。
【請求項２７】
ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と；
ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と；
前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から提供される外乱情報を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器と；
前記状態推定器から出力されるヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報を用いてＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定したり推定された加速度定数を出力する加速度定数識別器と；
前記加算器の出力に代表加速度定数値
2004199762.tif 000128
及び
2004199762.tif 000129
間の比率を適用させてＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動を補償する加速度定数変動補償器とを備えることを特徴とする，ディスクドライブ。
【請求項２８】
前記加速度定数識別器は，下記式により加速度定数を推定することを特徴とする請求項２７に記載のディスクドライブ。
2004199762.tif 000130
（ここで，
2004199762.tif 000131
と，
2004199762.tif 000132
と，
2004199762.tif 000133
とは各々ｎ番目のサンプル区間で推定された位置情報と，推定された速度情報と，推定された外乱情報とであり，
定数ｂ１，ｂ２，ｂ３，及びｂ４は，
2004199762.tif 000134
2004199762.tif 000135
2004199762.tif 000136
2004199762.tif 000137
である。）
【請求項２９】
前記加速度定数識別器は，
ディスク上で選定された代表トラック間で均一の距離だけヘッドを移動させる時のＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定し，推定された加速度定数を線形補間することにより全てのトラックにおける加速度定数を推定することを特徴とする，請求項２７に記載のディスクドライブ。
【請求項３０】
前記加速度定数識別器は，
ＶＣＭアクチュエータに印加されるＶＣＭ電流の方向を変えて行きつつ加速度定数を推定することを特徴とする，請求項２７に記載のディスクドライブ。
【請求項３１】
前記ディスクドライブに電源が入るつど代表トラックにおける加速度定数推定を行うことを特徴とする，請求項２７，２８，２９，または３０項のうちいずれか１項に記載のディスクドライブ。
【請求項３２】
ディスクドライブのサーボ制御方法であって：
ヘッドをディスク上で選定された代表トラック間で移動させる過程と；
ＰＥＳ信号を読み込んで状態推定器から位置値，速度値，外乱値を取ってＶＣＭアクチュエータを駆動するための制御入力信号を算出する過程と；
加速度定数推定モードが設定されていれば，制御入力信号に１をかけてＶＣＭアクチュエータに印加して，状態推定器から加速度定数推定に必要な速度値，ＶＣＭ電流値，外乱値，制御入力値，以前の制御入力値を取ってメモリに貯蔵し，推定用データサンプル数がＮ個であれば，Ｎ個のサンプルのデータを用いて加速度定数値を計算してメモリに貯蔵する過程と；
全ての代表トラックに対する加速度推定作業が完了したならば，加速度定数推定モードをクリアする過程と；
加速度定数推定モードが設定されていなければ，加速度定数の補償のために現在トラックに該当する加速度定数推定値を前記メモリから読み込む過程と；
制御入力信号に代表加速度定数値と推定値との比率をかけてＶＣＭアクチュエータに印加する過程とを含むことを特徴とする，ディスクドライブの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ディスクドライブのサーボ制御装置に係り，特に，トラックシーク時にヘッドを目的トラックにできる限り安定で且つ迅速に移動させるための高速安着サーボ制御方法及び装置，ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）アクチュエータの加速度定数推定方法及びこれに適した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクドライブは，情報の貯蔵に使われるマグネチック記録装置であって，同心円状のディスク（通常，メディアと呼ばれる。）が複数重なった構造を有する。
【０００３】
情報はディスクの表面に形成された同心円状のトラックに記録される。規則的な方法としてのデータの貯蔵及び検索をするために，ディスクのトラックはセクタと呼ばれるブロックに区切られる。
【０００４】
これらのセクタの位置情報はシリンダ（または，トラック），ヘッド（ディスクの各表面にアクセスするための装置）及びセクタ番号と呼ばれる固有な識別子によって表わされる。
【０００５】
ディスクはスピンドルモーターにより回転駆動され，情報はアクチュエータアームに取り付けられる読出し／書込みヘッドによってアクセスされる。
【０００６】
ディスクドライブは２種のモードのうち一つで運用される。上記モードのうち一つはシークモードであってヘッドを初期トラックから目標トラックに移動させるモードであり，もう一つは追跡モードであって，ヘッドが目標トラックに達してからトラックに追従するモードである。
【０００７】
ディスクドライブにおいて，トラックシーク制御の目的は，ヘッドを現在位置から目的位置までできる限り迅速に移動させることである。一般に，トラックシーク制御には２種の制御モードが使われるが，一つは加減速制御モードであり，もう一つは安着制御モードである。なお，本願発明に関連する先行技術文献情報には，次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第６,１１８,６１６号公報
【特許文献２】
米国特許第６,０４６,８７８号公報
【特許文献３】
大韓民国特許公開第２００１−４１３０７号公報
【特許文献４】
大韓民国特許公開第１９９７−７１７３１号公報
加減速制御モードは，ヘッドを目的トラックの近くまで移動させるためにＶＣＭアクチュエータを加減速するためのものであり，安着制御モードは，加減速制御後にヘッドを目的トラックの中央に迅速で且つ正確に導くためのものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，安着制御モードが始まる時点におけるヘッドの現在速度及び現在位置はシーク距離及び方向に応じて変わり，このような初期値の変動によりトラック中央を基準としてオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生して安着時間が延び，オフトラック書き込みなどの致命的なエラーが発生する恐れがあった。
【００１０】
従って，ヘッドの現在状態に関係なくオーバーシュートあるいはアンダーシュート現象なしに迅速で且つ正確にヘッドをトラックの中央へ導ける新しい安着サーボ制御器の開発が望まれていた。なお従来の技術では，零点追加による極点消去技法を用いて安着サーボの性能を改善しようとしていたが，零点追加による正確な極点消去のためには，ＶＣＭアクチュエータ及び安着サーボ制御装置に関する正確な情報が必要である。しかし，零点追加による極点消去技法において，電力増幅器の動的特性，マイクロプロセッサーの演算により発生する制御信号の遅延の影響などの実際の要素が制御器の設計に反映できず，極点消去の正確性が落ちてしまう場合があった。
【００１１】
そして，零点追加による極点消去技法を用いる場合，極点消去のためにＶＣＭアクチュエータに印加されるパルス信号が大きく現れてＶＣＭアクチュエータの高周波振動モードを刺激して振動現象を引き起こすことがある。
【００１２】
したがって，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数は製作偏差のゆえにドライブごとに異なり，また同一ドライブ内でもアクチュエータの位置，ＶＣＭ電流の方向，周辺温度によって変わってしまう。
【００１３】
このような上記パラメータの変動が，反映できず，零点による極点消去の正確度が落ちてしまうという問題点があった。
【００１４】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり，その目的は，シーク距離及び方向に関係なくトラックシーク時にヘッドを目的トラックの中央に迅速で且つ正確に導くための安着サーボ制御方法を提供するところにある。
【００１５】
本発明の他の目的は，前記安着サーボ制御方法に適した安着サーボ制御装置を提供するところにある。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は，ハードディスクドライブの安着サーボ制御方法を提供するところにある。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は，サーボ制御装置に適したＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法を提供するところにある。
【００１８】
本発明のさらに他の目的は，前記ＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定方法に適したディスクドライブを提供するところにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，安着サーボ制御方法が提供される。上記安着サーボ制御方法は，ハードディスクドライブの安着サーボが始まる時点で遅い極点を消去するためにＶＣＭアクチュエータにパルス信号を印加する安着サーボ制御方法であって，パルス信号の大きさは，ヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，初期ＶＣＭ電流情報，初期外乱情報及び以前の制御入力のうち少なくとも一つに基づき決定されることを特徴とする。
【００２０】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，ハードディスクドライブの安着サーボが始まる時点で遅い極点を消去するためにＶＣＭアクチュエータにパルス信号を印加する安着サーボ制御方法が提供される。上記安着サーボ制御方法は，安着サーボ制御が始まる時点から位置エラー信号（ＰＥＳ）の多数のサンプル期間に亘ってパルス信号を連続的に印加することを特徴とする。なお望ましくは，安着サーボ制御が始まる時点からＰＥＳ信号の２サンプル期間に亘ってパルス信号を連続的に印加される。また，パルス信号の大きさは，ヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，初期ＶＣＭ電流情報，初期外乱情報，及び以前の制御入力のうち少なくとも一つに基づき決定されることが望ましい。
【００２１】
また，最初のサンプル区間に印加されるパルス信号の大きさ及び２番目のサンプル区間に印加されるパルス信号の大きさはいずれもＰＥＳ信号の最初のサンプルに基づき決定されることが望ましいが，最初のサンプル区間に印加されるパルス信号はＰＥＳ信号の最初のサンプルに基づき決定され，２番目のサンプル区間に印加されるパルス信号はＰＥＳ信号の２番目のサンプルに基づき決定されることも可能である。
【００２２】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，安着サーボ制御装置は，ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と，ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と，安着サーボ制御モードが始まる時点でヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，及び以前の制御入力情報のうち少なくとも一つを用いて極点を相殺するためのパルス信号を発生するパルス発生器と，状態フィードバック利得器の出力，状態推定器から提供される外乱情報，及び前記パルス発生器において発生したパルス信号を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器とを備えることを特徴とする。
【００２３】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，ディスクドライブ制御方法が提供される。上記ディスクドライブ制御方法は，ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と，ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と，安着サーボ制御モードが始まる時点でヘッドの初期位置情報，初期速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，以前の制御入力情報を用いて極点を相殺するためのパルス信号を発生するパルス発生器と，状態フィードバック利得器の出力，状態推定器から提供される外乱情報，及び前記パルス発生器において発生したパルス信号を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器とを備えるディスクドライブであって，安着制御モードが始まればまず，ヘッドの位置信号のＰＥＳ信号を得る過程と，ＰＥＳ信号を前記状態推定器に入力してヘッドの位置，ヘッドの速度，ＶＣＭ電流，外乱を決定する過程と，前記状態推定器の出力を前記状態フィードバック利得器に入力して制御信号を得る過程と，安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルであれば，前記状態推定器から出力されるヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱，以前の制御入力値を前記パルス発生器に入力して極点を消去するためのパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これをＶＣＭアクチュエータを駆動する電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程と，安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルであれば，前記状態推定器から出力されるヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱，以前の制御入力値を前記パルス発生器に入力して極点を消去するためのパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程と，安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルでもなければ，前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加してＰＥＳ信号の１サンプルを待って前記ＰＥＳ信号を得る過程へ戻る過程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
ここで，安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルであれば，最初のＰＥＳサンプルに基づき決定された大きさを有するパルス信号を発生し，前記パルス信号と前記状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から出力される外乱を前記加算器に入力して制御入力信号を決定し，これを前記電力増幅器に印加することが望ましい。
【００２５】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法が提供される。ＶＣＭアクチュエータの加速度定数推定／補償方法は，ディスクドライブのＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定する方法であって，ディスク上で均一の距離だけ離隔された代表トラックを選定する過程と，ＶＣＭアクチュエータに電流を印加することによりヘッドを代表トラック間で移動させつつ加速度定数値を推定する過程とを含むことを特徴とする。
【００２６】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，ディスクドライブは，ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を推定する状態推定器と，ヘッドの位置情報，速度情報に所定の状態フィードバック利得を各々適用して制御信号を発生する状態フィードバック利得器と，状態フィードバック利得器から出力される制御信号及び前記状態推定器から提供される外乱情報を加算してＶＣＭアクチュエータに提供される制御入力情報を発生する加算器と，前記状態推定器から出力されるヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報を用いてＶＣＭアクチュエータの加速度定数を推定したり推定された加速度定数を出力する加速度定数識別器と，前記加算器の出力に代表加速度定数値
及び 間の比率を適用させてＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動を補償する加速度定数変動補償器とを備えることを特徴とする。
【００２７】
さらに，上記課題を解決するための，本発明の別の観点によれば，ディスクドライブのサーボ制御方法が提供され，上記ディスクドライブのサーボ制御方法は，ヘッドをディスク上で選定された代表トラック間で移動させる過程と，ＰＥＳ信号を読み込んで状態推定器から位置値，速度値，外乱値を取ってＶＣＭアクチュエータを駆動するための制御入力信号を算出する過程と，加速度定数推定モードが設定されていれば，制御入力信号に１をかけてＶＣＭアクチュエータに印加し，状態推定器から加速度定数推定に必要な速度値，ＶＣＭ電流値，外乱値，制御入力値，以前の制御入力値を取ってメモリに貯蔵し，推定用データサンプルの数がＮ個であれば，Ｎ個のサンプルのデータを用いて加速度定数値を計算してメモリに貯蔵する過程と，全ての代表トラックに対する加速度推定作業が完了したならば，加速度定数推定モードをクリアする過程と，加速度定数推定モードが設定されていなければ，加速度定数の補償のために現在トラックに該当する加速度定数推定値を前記メモリから読み込む過程と，制御入力信号に代表加速度定数値及び推定値間の比率をかけてＶＣＭアクチュエータに印加する過程とを含むことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００２９】
なお本実施の形態にかかる説明において，遅い極点を正確に消去することにより，安着性能を顕著に向上できる安着サーボ制御方法及び装置を提案する。極点を効果的に消去するために，電力増幅器の動的特性，制御信号遅延の影響など，実際の要素を制御器の設計時に考慮に入れた。
【００３０】
また，大きいパルス信号の印加によって引き起こされるＶＣＭ（ボイスコイルモーター）アクチュエータの振動現象を防止するために，印加されるパルス信号の大きさを調節する方法も提示した。そして，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動に対する制御器の強靭性のために加速度定数の変動を正確に測定して変動を補償する適応制御技法も提示した。
【００３１】
まず図１は，一般的なハードディスクドライブ１０の構成を示している。ドライブ１０は，スピンドルモーター１４によって回転する少なくとも一つの磁気ディスク１２を備えている。ドライブ１０は，ディスクの表面１８に隣接して位置したヘッド１６をも備えている。
【００３２】
ヘッド１６は，各々のディスク１２の磁界を感知して磁化させることにより，回転するディスク１２から情報を読み込んだり書き込んだりできる。典型的に，ヘッド１６は，各ディスクの表面１８に結合されている。たとえ，単一のヘッド１６として図示されて説明されていても，これはディスク１２を磁化させるための記録用ヘッドとディスク１２との磁界を感知するための分離された読込み用ヘッドとよりなっていると理解すべきである。読込み用ヘッドは，通常，磁気抵抗（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子よりなる。
【００３３】
ヘッド１６はスライダー２０に組み入れられる。スライダー２０はヘッド１６とディスク表面１８との間に空気ベアリングを生成させるような構造となっている。スライダー２０はヘッドジンバルアセンブリ２２に結合されている。ヘッドジンバルアセンブリ２２はボイスコイル２６を有するアクチュエータアーム２４に取り付けられている。ボイスコイル２６はＶＣＭ
３０を特定するマグネチックアセンブリ２８に隣接して位置している。ボイスコイル２６に供給されるＶＣＭ電流はベアリングアセンブリ３２に対してアクチュエータアーム２４を回転させるトルクを発生させる。アクチュエータアーム２４の回転はディスクの表面１８を横切ってヘッド１６を移動させる。
【００３４】
例えば，データである情報は，典型的に，ディスク１２の環状トラック３４内に貯蔵される。各トラック３４は，一般に，複数のセクタを含んでいる。各セクタは，データフィールド及び識別フィールドを含んでいる。識別フィールドは，セクタ及びトラックシリンダを識別するグレーコードよりなっている。また，トラックには，ヘッドの正確な位置を判別するためのサーボマークが周期的に記録されている。ヘッド１６は，他のトラックにある情報を読み込んだり書き込んだりするためにディスクの表面１８を横切って移動する。普通，トラックを横切ってヘッドを移動させることをシークルーチンと呼ぶ。
【００３５】
つぎに図２は，図１に示されたハードディスクドライブ１０を制御可能なシステム４０を示している。システム４０は，読み出し／書き込み（Ｒ／Ｗ）チャンネル回路４４及びプレアンプ回路４６によりヘッド１６に結合されたコントローラ４２を備えている。コントローラ４２には，例えば，デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ），マイクロプロセッサー，マイクロコントローラなどが備えられる。
【００３６】
コントローラ４２は，ディスク１２から読み込んだりディスク１２に情報を書き込んだりするためにＲ／Ｗチャンネル４４に制御信号を供給する。情報は，典型的に，Ｒ／Ｗチャンネル４４からホストインタフェース回路４７に送られる。
【００３７】
ホストインタフェース回路４７は，例えば，パソコンなどのシステムにインタフェースするためにディスクドライブを許容するバッファメモリ及び制御回路を備えている。
【００３８】
コントローラ４２は，ボイスコイル２６にＶＣＭ電流を供給するＶＣＭ駆動回路４８にも結合されている。コントローラ４２は，例えば，ＶＣＭの励起及びヘッド１６の動きを制御するために，駆動回路４８で制御信号を供給する。
【００３９】
Ｒ／Ｗチャンネル回路４４は，再生モードではヘッド１６から読み込まれてプレアンプ回路４６で増幅されたアナログ信号をホストコンピュータ（図示せず。）が判読できるデジタル信号に変調してホストインタフェース回路４７に出力し，ホストコンピュータからユーザデータを，ホストインタフェース回路４７を介して受け取り，ディスクに書き込めるように記録電流に変換してプレアンプ回路４６に出力するように信号処理を行う。
【００４０】
コントローラ４２は，読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ素子５０などの不揮発性メモリ及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５２に結合されている。
【００４１】
メモリ５０，ランダムアクセスメモリ５２はソフトウェアルーチンを実行させるために，コントローラ４２によって使われる命令語及びデータを含んでいる。ソフトウェアルーチンの一種として，あるトラックから他のトラックにヘッド１６を移動させるシークルーチンがある。上記シークルーチンは，ヘッド１６をトラックに正確に移動させることを保証するために，サーボ制御ルーチンを含んでいる。
【００４２】
次に図３は，シークモードにおけるヘッド速度の変化を示すグラフである。図３を参照すれば，ヘッドが初期トラックｘ０から移動を始めて目標トラックｘｔに安着するシーク動作中にヘッドの速度に変化が見られ，初期トラックｘ０から転移点ｘ４（目標トラックｘ０から所定距離，例えば１トラックだけ離れたところ）までは加減速制御モードで制御され，転移点ｘ４から目標トラックｘｔまでは安着制御モードで制御される。
【００４３】
ヘッドをトラックｘ０から転移点ｘｔまで移動させる加減速制御モードにおいて，まずヘッドはトラックｘ０を発ってから最大速度ＶＭＡＸまで加速され，減速転換点ｘ３まで最大速度ＶＭＡＸを保持する。減速転換点ｘ３は目標トラックｘｔから所定の距離だけ離れたところ，例えば目標トラックｘｔから１６トラック離れた位置として選定される。
【００４４】
ヘッドが減速転換点ｘ３を過ぎてからは減速され，転移点ｘ４に達した後には安着制御モードに切り替わる。安着制御モードではできる限り短時間内にヘッドを目標トラックｘｔ上に安着させようとする。
【００４５】
次に，図４は，トラックシークモードにおいてＶＣＭアクチュエータに印加されるＶＣＭ電流の変化を示すグラフである。初期トラックｘ０を発して目標トラックｘｔに向かってヘッドを加速するように，初期に大きいＶＣＭ電流がＶＣＭアクチュエータに印加される。ヘッドの移動速度がＶＭＡＸに達すれば，この速度を保持するために相対的に小さいＶＣＭ電流が要求される。
【００４６】
減速転換点ｘ３に達すれば，目標トラックｘｔまでヘッドを減速させるために反対極性の大きいＶＣＭ電流がＶＣＭアクチュエータに印加される。
【００４７】
ヘッドが目標トラックｘｔから所定距離だけ離れた転移点ｘ４に達すれば，サーボ回路は加減速制御モードから安着制御モードに切り替わり，サーボ制御装置はできる限り短時間内にヘッドを目標トラックｘｔ上に安着させようとする。
【００４８】
この時，加減速制御モードから安着制御モードに切り替わる転移点ｘ４でヘッドは，望ましくは，図３に示すように，速度Ｖｓを有さなければならない。
【００４９】
しかしながら，安着制御モードが始まる時点におけるヘッドの初期速度及び初期位置はシーク距離及び方向によって変わり，このような初期値の変動によってトラック中央を基準としてオーバーシュートあるいはアンダーシュートが発生して安着時間が延び，オフトラック記録などの致命的なエラーが発生する恐れがある。
【００５０】
次に，図５は，転移点におけるアンダーシュート及びオーバーシュートによるヘッドの移動軌跡を示すグラフである。転移点Ｘ４でヘッドの初期速度が低過ぎる時には（Ｖ＜Ｖｓ，Ｖはヘッドの速度），図５示すアンダーシュート軌跡曲線５０２が現れ，この時，ヘッドは，目標トラックに安着するには十分ではない速度を有することとなる。
【００５１】
これとは逆に，転移点においてヘッドの初期速度が高過ぎる時には（Ｖ＞Ｖｓ），図５に示すオーバーシュート軌跡曲線５０４が現れ，この時，ヘッドはトラックの中心に対して望ましくなく振動する。
【００５２】
次に，図６は，従来の安着サーボ制御装置の構成を示すブロック図である。図６に示された装置は，状態推定器６２，状態フィードバック利得器６４ａ，状態フィードバック利得器６４ｂ，加算器６６ａ，加算器６６ｂを備え，極点除去機能を有さない。
【００５３】
状態推定器６２は，ＰＥＳ（位置エラー信号）からヘッドの位置情報，速度情報，外乱情報を推定するためのものであり，状態フィードバック利得器６４ａ，６４ｂは位置情報及び速度情報に各々の利得をかけて制御入力を印加する。ここで，Ｐｅｓｔ，Ｖｅｓｔ，およびＷｅｓｔは各々状態推定器６２により推定された位置情報，速度情報，及び外乱情報である。
【００５４】
ＶＣＭアクチュエータ６８に印加される制御入力は，状態フィードバックにより得られる通常の制御入力である。加算器６６ａ，加算器６６ｂは，状態フィードバック利得器６４ａ，状態フィードバック利得器６４ｂの出力及び状態推定器６２により推定された外乱情報を和する（例えば加算など。）。
【００５５】
次に，図７は，従来の安着サーボ制御装置の他の構成を示すブロック図である。図７に示された装置は，図６に示された装置とは異なって，極点除去機能を有する。すなわち，図７に示す安着サーボ制御装置は，安着サーボ制御装置の応答性を高めるために，遅い極点を相殺させる零点を発生するためのパルス信号を印加することを特徴とする。
【００５６】
サーボ制御装置は，その特性上遅い極点を含み，この遅い極点は安着サーボ制御装置の応答を遅らせる原因となる。
【００５７】
次に，図８は，ＶＣＭアクチュエータの利得−位相特性を示すボード線図である。図８に示されたように，周波数ｆｏ（極点）で共振が起こる。従って，ＶＣＭアクチュエータに振動が起こって精度良い安着サーボ制御が不能になり，正確ではない位相補償がなされ，且つ，ショックに弱いといった問題点があった。
【００５８】
図７に示す安着サーボ制御装置は，安着制御モードの初期に印加されるパルス信号により発生する零点により遅い極点を相殺させて安着サーボ制御装置の応答性を改善する。
【００５９】
図７に示す安着サーボ制御装置は，状態推定器７２，状態フィードバック利得器７４，パルス発生器７６及び加算器７８を備える。
【００６０】
状態推定器７２は，ＰＥＳからヘッドの位置情報，速度情報，外乱情報を推定するためのものであり，状態フィードバック利得器７４は，位置情報及び速度情報に各々の利得をかけて制御入力を印加するためのものである。
【００６１】
【数１】
2004199762.tif 000003
，
2004199762.tif 000004
，
2004199762.tif 000005
2004199762.tif 000006
上記式１は左から，各々ｎ番目のサンプル区間で状態推定器７２により推定された位置情報，速度情報，及び外乱情報である。
【００６２】
パルス発生器７６は，安着サーボモードが始まる時点でパルスを発生する。ここで，パルスの大きさは，下記式４に示すように，安着サーボモードが始まる時点の初期位置情報及び初期速度情報に特定の定数ｋｓｘ，ｋｓｖを各々かけて得られる。
【００６３】
なお初期位置情報は以下式２のように示される。
【００６４】
【数２】
2004199762.tif 000007
2004199762.tif 000008
さらに初期速度情報は，以下式３のように示される。
【００６５】
【数３】
2004199762.tif 000009
2004199762.tif 000010
【００６６】
【数４】
2004199762.tif 000011
2004199762.tif 000012
なお上記式４におけるδ（ｎ）は大きさが１であるパルス信号を表わし，時間０は安着サーボモードが始まる時点を表わす。
【００６７】
ＶＣＭアクチュエータ８２に印加される制御入力は，状態フィードバックにより得られる通常の制御入力と，パルス発生器７６で発生したパルス信号（上記式４に示すパルス信号）との和として与えられる。状態推定器７２は，ＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，外乱情報を推定する。このような３つの情報に各々状態フィードバック制御利得がかけられて状態フィードバック制御入力となる。
【００６８】
パルス発生器７６は，安着サーボモードが始まる時点で状態推定器７２からヘッドの初期位置及び初期速度情報を得，前記式１に示されたように，所定の定数ｋｓｘ，ｋｓｖをかけてパルスを発生する。
【００６９】
加算器７８は，状態フィードバック利得器７４の出力，状態推定器７２により推定された外乱情報及びパルス発生器７６から出力されるパルス信号ｕｓ（ｎ）を加算する。
【００７０】
なお，外乱情報は，以下式５に示すように表わされる。
【００７１】
【数５】
2004199762.tif 000013
2004199762.tif 000014
ＶＣＭアクチュエータ８２にパルス信号ｕｓ（ｎ）を印加する理由は，零点を追加して反応が遅い極点を消去することにより，位置応答性を改善するためである。発生されたパルス信号は加算器７８を介して状態フィードバック制御信号に加算されて最終的な制御信号となり，電力増幅器８０を介して該当強さのＶＣＭ電流がＶＣＭアクチュエータ８２に供給される。
【００７２】
図７に示すように，従来の安着サーボ制御装置は，零点追加による極点消去技法を用いて安着サーボの性能を改善しようとしていた。零点追加による正確な極点消去のためには，安着サーボ制御装置に関する正確な情報が必要である。
【００７３】
しかしながら，従来の技術では，電力増幅器の動的な特性，マイクロプロセッサーあるいはＤＳＰの演算により発生する制御信号の遅延の影響など，実際の要素が制御器の設計に反映できず，極点消去の正確性が落ちていた。そして，極点消去のために印加されるパルス信号が大きくてＶＣＭアクチュエータ８２の高周波振動モードを刺激し，振動現象を引き起こしうる。
【００７４】
特に，ディスクの外周領域のように記録密度が高くなるか，あるいはサーボマークが稠密になるほどパルス信号が大きくなるため，振動現象は一層激しくなる。
【００７５】
一方，ＶＣＭアクチュエータ８２の加速度定数はハードディスクドライブの偏差のゆえにドライブごとに異なり，また，同一ドライブ内においてもＶＣＭアクチュエータ８２の位置，ＶＣＭ電流の方向，周辺温度によって異なってくる。このようなパラメータの変動が従来の技術では反映できず，サーボ制御の正確度が落ちる。
【００７６】
本実施の形態では，遅い極点を正確に消去することにより安着性能を顕著に向上できる，改善された安着サーボ制御方法及び装置を提案する。極点を効果的に消去するために，電力増幅器の動的特性，制御信号遅延の影響など，実際の要素を制御器の設計時に考慮に入れた。
【００７７】
また，大きいパルス信号の印加により引き起こされうるＶＣＭアクチュエータの振動現象を防止するために，印加されるパルス信号の大きさを調節する方法も提示する。
【００７８】
なお，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動に対する制御器の強靭性のために，加速度定数の変動を正確に測定して変動を適応的に補償する加速度定数推定／補償方法及びこれに適した装置をも提示する。
【００７９】
本実施の形態にかかる安着サーボ制御方法は，安着制御モードが始まる時点で遅い極点を消去するために印加するパルス信号の大きさを，ヘッドの初期位置情報，初期速度情報，初期ＶＣＭ電流情報，初期外乱情報，以前の制御入力に基づき決定することを特徴とする。
【００８０】
また，本実施の形態にかかる安着サーボ制御方法は，安着制御モードが始まる時点でＰＥＳの多数のサンプル期間中に連続的にパルス信号を印加することにより，ＶＣＭアクチュエータの機械的な振動を抑えることを特徴とする。
【００８１】
ここで，サンプル期間とは，ＰＥＳ信号がサンプリングされる期間を言い，望ましくは，２サンプル期間中に連続的にパルス信号を印加する。また，望ましくは，最初のサンプル期間に印加される最初のパルス信号の大きさと，２番目のサンプル期間に印加される２番目のパルス信号の大きさとは同じであるが，互いに異なっても構わない。
【００８２】
次に図９は，本実施の形態にかかる安着サーボ制御方法の具体的な実施の形態を示すフローチャートであり，安着サーボ制御が始まる時点からＰＥＳ信号の２サンプル期間中に連続的にパルス信号を印加し，各々のパルス信号の大きさは同じであることを示す例である。
【００８３】
図９に示すように，安着制御モードが始まると，まず，ヘッドの位置信号であるＰＥＳ信号を得る（Ｓ９０２）。
【００８４】
つぎに，ＰＥＳ信号を用いてヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流及び外乱を決定する（Ｓ９０４）。
【００８５】
得られたヘッドの位置，速度，外乱値に所定の制御利得を各々かけてから和し，状態フィードバック制御信号を得る（Ｓ９０６）。
【００８６】
安着制御モードの最初及び２番目のＰＥＳサンプル区間であればパルス信号を発生し，これを制御入力信号に加算してＶＣＭアクチュエータを駆動する電力増幅器に印加する（Ｓ９０８）。
【００８７】
さらに具体的に説明すると，安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルであれば，状態フィードバック器から出力されるヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱及び以前の制御入力値に所定の利得定数を各々かけてパルス信号の大きさを決定し，これをメモリに貯蔵する。
【００８８】
決定された大きさを有するパルス信号を状態フィードバック制御信号に加算して最終的な制御入力信号として決定し，これをＶＣＭアクチュエータを駆動するための電力増幅器に印加する。
【００８９】
もし，安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルの場合，メモリに貯蔵されたパルス信号の大きさ（最初のＰＥＳサンプルに基づき決定されたパルス信号の大きさ）に基づき２番目のパルス信号を発生し，これを状態フィードバック制御信号に加算して最終的な制御入力信号として決定し，これを電力増幅器に印加する。
２番目のＰＥＳサンプルでもなければ，状態フィードバック制御信号を最終的な制御入力信号として決定し，これを電力増幅器に印加する。
【００９０】
図９及び図１０を参照しながら，安着制御モードの最初のサンプル期間及び２番目のサンプル期間中に印加されるパルス信号の大きさについて詳細に説明する。図１０は，本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【００９１】
図１０に示すように，安着サーボ制御装置は，状態推定器９２，状態フィードバック利得器９４，パルス発生器９６，加速度定数識別器９８，加算器１００及び加速度定数変動補償器１０２を備える。
【００９２】
状態推定器９２は，ＰＥＳ信号及び以前の制御入力情報からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報及び外乱情報を推定し，状態フィードバック利得器９４は，ヘッドの位置情報及び速度情報に状態フィードバック利得を各々かけて制御信号を発生する。状態推定器９２は，ヘッドがディスク上に形成されたサーボマークを過ぎるつど発生するＰＥＳ信号を入力し，このＰＥＳ信号からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報及び外乱情報を推定して出力する。
【００９３】
そして，パルス発生器９６は，安着サーボモードが始まる時点でヘッドの初期位置情報，初期速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報，以前の制御入力情報を用いて２サンプル区間中にパルスを発生する。ここで，サンプル区間とは，状態推定器９２が出力を提供する区間であって，ヘッドがあるサーボマークから次のサーボマークに達する時間に相当する。
【００９４】
図１１は，図１０に示すパルス発生器９６で発生するパルス信号を示す波形図である。図１１に示すように，パルス発生器９６は，安着サーボ制御モードが始まる時点から２サンプル区間中にパルス信号を発生する。各パルス信号の持続区間は１サンプル区間であり，各パルス信号の大きさは，望ましくは同じであるが，互いに異なっても構わない。
【００９５】
そして，加速度定数識別器９８は，ＶＣＭアクチュエータ１０６の加速度定数が周辺環境の変化により変わっても加速度定数値を正確に推定し，加速度定数変動補償器１０２は，制御入力に変動分の逆数に該当する定数をかけて加速度定数変動を補償する。加速度定数識別器９８及び加速度定数変動補償器１０２の機能の詳細については，図１３〜図１５に基づき後述する。
【００９６】
トラックシークに際し，ヘッドは，加減速サーボ制御装置により目的トラックの近くまで移動していて，図１０に示すように，安着サーボ制御装置により目的トラックの中央へ導かれる。
【００９７】
図１０の安着サーボ制御装置から出力される信号は，状態フィードバック制御信号とパルス信号との和である。これを表すと，下記式６の通りである。
【００９８】
【数６】
2004199762.tif 000015
2004199762.tif 000016
状態フィードバック制御信号は，状態フィードバック利得器９４で発生し，パルス信号ｕｓ（ｎ）はパルス発生器９６で発生する。パルス信号ｕｓ（ｎ）は，下記式７に示されたように，安着制御モードが始まる時点で２サンプル区間中に現れる信号であって，オーバーシュートあるいはアンダーシュート現象を除去して迅速で且つ正確な安着制御性能を得るために追加される信号である。
【００９９】
【数７】
2004199762.tif 000017
2004199762.tif 000018
ここで，上記式７におけるδ（ｎ）は安着制御モードの開始時点の単位大きさのパルス信号を表わす。上記式７は，同じ大きさΦのパルス信号が安着制御モードが始まるサンプル時間（ｎ＝０）と，その次のサンプル時間（ｎ＝１）とに亘って，すなわち，連続して２サンプル中に発生するということを表わす。
【０１００】
一方，安着制御モードが始まる時点から最初のサンプル区間（ｎ＝０）及びその次のサンプル区間（ｎ＝１）に印加されるパルス信号の大きさを異ならしめることも可能である。この場合には，同じ大きさのパルス信号を用いる場合に比べてパルスが大きくなるため，機械的な振動及び共振を引き起こす可能性があることに注意しなければならない。
【０１０１】
上記パルス信号の大きさΦは，安着制御モード開始時点のヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流値，外乱値及びその以前サンプルの制御入力値から下記式８のように決定される。
【０１０２】
【数８】
2004199762.tif 000019
2004199762.tif 000020
上記式８によれば，パルス信号の大きさΦを決定するために，５つの変数（位置値，速度値，ＶＣＭ電流値，外乱値，及び以前の制御入力値ｕ（ｎ−１））を用いている。
【０１０３】
なお，位置値は，以下式９に示すように表わされる。
【０１０４】
【数９】
2004199762.tif 000021
2004199762.tif 000022
速度値は，以下式１０に示すように表わされる。
【０１０５】
【数１０】
2004199762.tif 000023
2004199762.tif 000024
ＶＣＭ電流値は，以下式１１に示すように表わされる。
【０１０６】
【数１１】
2004199762.tif 000025
2004199762.tif 000026
さらに外乱値は，以下式１２に示すように表わされる。
【０１０７】
【数１２】
2004199762.tif 000027
2004199762.tif 000028
しかし，このうち３つの変数（初期位置値，初期速度値，初期ＶＣＭ電流値）のみを用いても十分な効果が得られる。なぜならば，初期外乱値及び以前の制御入力値ｕ（ｎ−１）にかけられる利得定数ｋｓｗ及びｋｓｕが残りの３つの利得定数に比べて小さく現れるためである。
【０１０８】
上記式８で使われる５つの定数値を決定する方法については，後述する。上記式２で表わされる制御信号は，加速度定数補償器９２により特定比率だけかけられた後に電力増幅器１０４に入力され，電力増幅器１０４は該当するＶＣＭ電流をＶＣＭアクチュエータ１０６に印加する。
【０１０９】
なお，制御入力のうち安着制御モードが始まる直前の制御入力は，以下式１３に示すように表わされる。
【０１１０】
【数１３】
2004199762.tif 000029
2004199762.tif 000030
状態推定器９２は，ＰＥＳ信号からヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱情報を推定する。この状態推定器９２は，下記の如きモデルに基づき設計される。
【０１１１】
まず，電力増幅器１０４の動作特性，制御遅延時間及び外乱を考慮したＶＣＭアクチュエータモデルは，下記式１４のように与えられる。
【０１１２】
【数１４】
2004199762.tif 000031
2004199762.tif 000032
ここで，上記式１４におけるベクトルＸ（ｎ）は，下記式１５で表わされるように，ヘッドの位置変数ｘ（ｎ），ヘッドの速度変数ｖ（ｎ），ＶＣＭ電流変数ｉ（ｎ），外乱変数ｗ（ｎ），以前のサンプルの制御入力変数ｕ（ｎ−１）よりなる状態変数ベクトルである。
【０１１３】
【数１５】
2004199762.tif 000033
2004199762.tif 000034
そして上記式１４におけるＡｄ，Ｂｄそれぞれは，下記式１６に表わされるような行列で定義される。
【０１１４】
【数１６】
2004199762.tif 000035
2004199762.tif 000036
2004199762.tif 000037
ここで，式１６における定数Ｋａ，τ，Ｔ，Ｔｄは各々加速度定数，電力増幅器の時定数，サンプリング時間，制御遅延時間を表わす。上記式１４ないし式１６に基づき，状態推定器８２は下記式１７のように表わされる。
【０１１５】
【数１７】
2004199762.tif 000038
2004199762.tif 000039
ここで，Ｌｅは推定値利得を表わし，ＰＥＳ（ｎ）は現在の位置を表わす。
【０１１６】
なお予測位置は，以下式１８に示すように表わされる。
【０１１７】
【数１８】
2004199762.tif 000040
2004199762.tif 000041
そして予測誤差は，以下式１９に示すように表わされる。
【０１１８】
【数１９】
2004199762.tif 000042
2004199762.tif 000043
また上記式１７における推定値は，以下式２０に示すように表わされる。
【０１１９】
【数２０】
2004199762.tif 000044
2004199762.tif 000045
また上記式１７における予測値は，以下式２１に示すように表わされる。
【０１２０】
【数２１】
2004199762.tif 000046
2004199762.tif 000047
次には，式８におけるパルス信号の大きさを決定する方法を提示する。まず，提案された前記式６ないし８として与えられる安着サーボ制御装置の用いる時，制御系の応答は，下記式２２として与えられる。
【０１２１】
【数２２】
2004199762.tif 000048
2004199762.tif 000049
ここで，ベクトル は，下記式２３で表わされるように，状態フィードバック利得よりなる。
【０１２２】
【数２３】
2004199762.tif 000050
2004199762.tif 000051
前記式１０をＺ−変換してヘッドの位置応答を求めれば，下記式２４の通りである。
【０１２３】
【数２４】
2004199762.tif 000052
2004199762.tif 000053
上記式２４の右辺において，第１の項は初期状態変数値による応答を表わし，第２の項は，パルス信号による応答を表わす。
【０１２４】
上記式２４から，零点は状態変数初期値及びパルス信号の大きさ により決定されることが分かる。
【０１２５】
次には，安着サーボ制御装置の応答性を向上させるためにパルス信号の大きさを決定する方法を提示する。消去しようとする遅い極点の位置が
であるとき，前記式２４に基づき，下記式２５が成り立たなければならない。
【０１２６】
【数２５】
2004199762.tif 000054
2004199762.tif 000055
従って，極点消去のためのパルス信号の大きさは，下記式２６のように選定すればよい。
【０１２７】
【数２６】
2004199762.tif 000056
2004199762.tif 000057
従来の技術においても，安着サーボ性能の改善のために，パルス信号を用いて遅い極点を消去しようとしていた。しかし，パルスの大きさを決定する時，電力増幅器の応答特性，制御遅延時間，外乱など，実際の要素が反映できず，極点消去の正確性が落ちるといった問題点があった。
【０１２８】
そして，従来の技術では，単一パルスが使われるため，サンプリング時間が次第に短くなれば，極点消去に必要なパルス信号が次第に大きくなってＶＣＭアクチュエータの振動現象が引き起こされる恐れがある。
【０１２９】
本実施の形態では，パルス信号が大きくなることを緩和させるために，前記式７で表わされるように，パルス信号を１サンプル期間中ではなく，２つのサンプル期間に亘って印加することにより，ＰＥＳのサンプリング時間が次第に短くなっても，ＶＣＭアクチュエータの振動現象が引き起こされることを防止できる。
【０１３０】
一方，パルス信号の大きさをヘッドの初期位置情報及び初期速度情報のみならず，初期電流情報，初期外乱情報，及び以前の制御入力に基づき決定することにより，より効率的な制御が可能である。
【０１３１】
次に，図１２は，図１０に示された装置を用いて安着サーボ制御を行う方法を示すフローチャートであって，安着サーボ制御が始まる時点からＰＥＳ信号の２サンプル期間中に連続的にパルス信号を印加し，各々のパルス信号の大きさは同じであることを示す例である。
【０１３２】
安着制御モードが始まればまず，ヘッドの位置信号のＰＥＳ信号を得る（Ｓ１２０２）。
【０１３３】
次に，ＰＥＳ信号を状態推定器９４に入力してヘッドの位置，ヘッドの速度，ＶＣＭ電流，外乱値を決定する（Ｓ１２０４）。状態推定器９２は，前記式１４ないし１７で表わされるように，ＶＣＭアクチュエータのモデルによりＰＥＳ信号及び以前の制御入力情報からヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報及び外乱情報を推定する。状態推定器９２から出力されるヘッドの位置情報，速度情報，ＶＣＭ電流情報及び外乱情報は，状態フィードバック利得器９４に入力される。
【０１３４】
状態推定器９２の出力を状態フィードバック利得器９４に入力して状態フィードバック制御信号を得る（ｓ１２０６）。状態フィードバック利得器９４は，得られたヘッドの位置，速度に所定の制御利得を各々かけて和して出力し，状態フィードバック利得器９４の出力及び外乱を和して状態フィードバック制御信号を得る。
【０１３５】
安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルであるか否かをチェックする（Ｓ１２０８）。安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルであれば，上記式８に示されたように，ヘッドの位置，速度，ＶＣＭ電流，外乱及び以前の制御入力値に所定の利得定数を各々かけてパルス信号の大きさを決定し，これをメモリ（図示せず。）に貯蔵する（Ｓ１２１０）。
【０１３６】
Ｓ１２０８過程で決定された大きさを有するパルス信号をＳ１２０４過程で得られた状態フィードバック制御信号に加算して最終的な制御入力信号を決定し，これをＶＣＭアクチュエータを駆動する電力増幅器１０４に印加する。次のＰＥＳサンプルまで待ち，Ｓ１２０２過程へ移る（Ｓ１２１０）。
【０１３７】
Ｓ１２０８過程におけるチェックの結果，安着制御モードの最初のＰＥＳサンプルではなければ，安着制御モードの２番目のサンプルであるか否かをチェックする（Ｓ１２１２）。
【０１３８】
安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルであれば，Ｓ１２１０過程でメモリに貯蔵されたパルス信号の大きさ（最初のＰＥＳサンプルに基づき決定されたパルス信号の大きさ）に基づき２番目のパルス信号を発生し，これをＳ１２０６過程で得られた状態フィードバック制御信号に加算して最終的な制御入力信号を決定し，これを電力増幅器１０４に印加する。次のサンプルまで待ってＳ１２０２過程へ移る（Ｓ１２１４）。
【０１３９】
Ｓ１２１２過程におけるチェックの結果，安着制御モードの２番目のＰＥＳサンプルではなければ，Ｓ１２０６過程で得られた状態フィードバック制御信号を最終的な制御入力信号として決定し，これを電力増幅器１０４に印加する。次のサンプルまで待ってＳ１２０２過程へ移る（Ｓ１２１６）。
【０１４０】
図１０に示された装置において，前記式２６から分かるように，極点消去のためのパルス信号の大きさは安着サーボ制御装置のパラメータに依存する。
【０１４１】
実際に，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数は製作偏差のゆえにハードディスクドライブごとに異なる。また，同じハードディスクドライブにおいてもＶＣＭアクチュエータの位置，ＶＣＭ電流の方向及び周辺温度によって異なる。
【０１４２】
従って，安着制御装置が正確な極点消去を行うためには，このような加速度定数変動を補償する技法が必要である。それにも拘わらず，従来の技術では，制御器の設計に際し，このような加速度定数の変動が考慮に入れていなかった。
【０１４３】
本実施の形態では，ヘッドの位置，速度，及びＶＣＭ電流により効率的に加速度定数を推定して補償する方法を提案する。
【０１４４】
図１３は，本発明の一実施の形態による加速度定数推定方法を示すフローチャートである。図１３を参照しながら，本実施の形態にかかるヘッドの位置，速度，及びＶＣＭ電流により効率的に加速度定数を推定して補償する方法について説明する。
【０１４５】
まず図１３に示すように，ディスク上で均一の距離だけ離隔された代表トラックを選定する（Ｓ１３０２）。
【０１４６】
ＶＣＭアクチュエータ１０６にＶＣＭ電流を印加することにより，ヘッドを代表トラックの間で移動させつつ，すなわちヘッドを均一の距離だけ移動させつつ加速度定数値を推定する（Ｓ１３０４）。
【０１４７】
図１０に示された加速度定数識別器９８は，制御入力，ヘッド速度情報，ＶＣＭ電流情報，外乱情報を用いてＶＣＭアクチュエータ１０６の加速度定数を推定する。このような推定に必要な演算式は，下記式２７の通りである。
【０１４８】
【数２７】
2004199762.tif 000058
2004199762.tif 000059
ここで，定数ｂ１，ｂ２，ｂ３，及びｂ４は，下記式２８〜式３１に示すように定義される。
【０１４９】
【数２８】
2004199762.tif 000060
2004199762.tif 000061
【０１５０】
【数２９】
2004199762.tif 000062
2004199762.tif 000063
【０１５１】
【数３０】
2004199762.tif 000064
2004199762.tif 000065
【０１５２】
【数３１】
2004199762.tif 000066
2004199762.tif 000067
上述したように，加速度定数の識別作業は，ディスクドライブに電源が入るつど行われるウォーミングアップ中になされる。
【０１５３】
加速度定数は，ＶＣＭアクチュエータ１０６の位置により変わるため，幾つかの代表的なトラックを中心として推定を行い，他のトラックにおける推定値は線形補間により近似化する。
【０１５４】
そして，ＶＣＭ電流の方向によっても加速度定数が変わるため，両側の電流方向に対して加速度定数値を推定する。加速度定数の推定のための全ての作業が終わった後には，推定された値が加速度定数の変動の補償のために適応的に適用される。
【０１５５】
代表トラックｘＴａ，ｘＴｂ，ｘＴｃ，及びｘＴｄにおける加速度定数の推定値を貯蔵する（Ｓ１３０６）。実際に測定されていないトラックに対する加速度定数の推定値は，線形補間により得られる。
【０１５６】
次に，図１４Ａ及び図１４Ｂは，図１４に示された本実施の形態にかかる加速度定数の推定方法を図式的に示している。
【０１５７】
加速度定数を推定するために，図１４Ａに示すように，ディスク上において４つの代表トラックｘＴａ，ｘＴｂ，ｘＴｃ，及びｘＴｄが選定される。代表トラックは，均一の距離だけ互いに離れている。
【０１５８】
上記Ｓ１３０４過程の結果として，図１４Ｂに示すように，代表トラックｘＴａ，ｘＴｂ，ｘＴｃ，及びｘＴｄにおける加速度定数の推定値を示すグラフが得られる。図１４Ｂから分かるように，任意のトラックＸａに対する加速度定数の推定値は，代表トラックｘＴｂ，ｘＴｃの加速度定数の推定値により線形補間して得られる。
【０１５９】
図１０に示された装置において，加速度定数識別器９８は，状態推定器９２でから提供される推定された速度情報に基づき，現位置における加速度定数の推定値を出力する。
【０１６０】
なお，上記速度情報は，以下式３２に示すように表わされる。
【０１６１】
【数３２】
2004199762.tif 000068
2004199762.tif 000069
また，上記加速度定数の推定値は，以下式３３に示すように表わされる。
【０１６２】
【数３３】
2004199762.tif 000070
2004199762.tif 000071
図１０に示された装置において，制御入力信号は，加速度定数変動補償器１０２により代表加速度定数値間の比率がかけられた後にＶＣＭアクチュエータ９６を駆動するための電力増幅器１０４に印加される。
【０１６３】
なお，上記代表加速度定数値間は，以下式３４および式３５に示す範囲である。
【０１６４】
【数３４】
2004199762.tif 000072
2004199762.tif 000073
【０１６５】
【数３５】
2004199762.tif 000074
2004199762.tif 000075
次に，図１５は，本実施の形態にかかる加速度定数推定／補償のためのハードディスク制御方法の一実施の形態を示すフローチャートである。
【０１６６】
図１５に示すように，まずトラックシークを始める（Ｓ１５０２）。具体的には，ＶＣＭアクチュエータ１０６にＶＣＭ電流を印加することにより，ヘッドを代表トラックの間で移動させる。
【０１６７】
次に，サンプルを待ってＰＥＳ信号を読み込み，状態推定器９２から位置値，速度値，外乱値を取って制御入力信号を算出する（Ｓ１５０４）。
【０１６８】
加速度定数推定モードが設定されているか否かをチェックする（Ｓ１５０６）。加速度定数推定モードが設定されていれば，制御入力信号に１をかけて電力増幅器１０４に印加する（Ｓ１５１２）。すなわち，加速度定数の補償を行わない。
【０１６９】
つぎに，状態推定器９２から加速度定数推定に必要な速度値，ＶＣＭ電流値，外乱値，制御入力値，以前の制御入力値を取ってメモリに貯蔵する（Ｓ１５１４）
次に，推定用データのサンプル数がＮであるか否かをチェックする（Ｓ１５１６）。
【０１７０】
推定用データのサンプル数がＮであれば，Ｎ個のサンプルのデータを用いて加速度定数値を計算してメモリに貯蔵し（Ｓ１５１８），Ｓ１５２０過程へ移る。
【０１７１】
上記Ｓ１５０６過程において，加速度定数推定モードが設定されていなければ，Ｓ１５０８過程へ移る。
【０１７２】
全ての代表トラックに対して加速度推定の作業が終わったか否かチェックする（Ｓ１５２０）。
【０１７３】
全ての代表トラックに対して加速度推定の作業が終わったならば，加速度定数推定モードをクリアして（Ｓ１５２２）Ｓ１５０４過程へ移る。
Ｓ１５２０過程におけるチェックの結果，全ての代表トラックに対して加速度の推定作業が終わったならば，Ｓ１５０４過程へ移る。
【０１７４】
加速度定数の補償のために，現在トラックに該当する加速度定数推定値をメモリから読み込む（Ｓ１５０８）。
【０１７５】
制御入力信号に代表の加速度定数値と推定値との比率をかけてパワーアンプに印加して（Ｓ１５１０）Ｓ１５０４過程へ移る。
【０１７６】
提示された本発明の一実施の形態において，安着サーボ制御モードに基づく加速度定数を推定して補償する過程が説明されているが，当業者であれば，本発明の加速度定数推定及び補償方法が安着サーボ制御のみならず，通常のサーボ制御にも有用であるということが容易に理解できるであろう。
【０１７７】
本実施の形態において提示した安着サーボ制御装置を用いれば，零点による極点消去機能によりオーバーシュートあるいはアンダーシュート現象を防止してトラックシーク時間の短縮及びディスクドライブの動作信頼性の向上に寄与できる。本発明による安着サーボ性能の向上の例を図１６に示す。
【０１７８】
図１６は，本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置を用いた場合のヘッドの位置応答を示すグラフであって，２０,０００トラックだけ移動させるトラックシークモードの場合のみに対して測定した結果である。図１６中，太線のグラフ（１６２）は，本発明による安着サーボ制御装置を用いた場合の位置応答を表わし，細線のグラフ（１６４）は，図６に示されたように，極点消去機能付きではない通常の安着サーボ制御器を用いた場合の位置応答を表わす。
【０１７９】
図１６から，本発明による安着サーボ制御装置を用いれば，オーバーシュートが防止されて０．５５ミリ秒だけトラックシーク時間を短縮できるということが分かる。
【０１８０】
なお従来の技術でも，パルス信号を用いて応答が遅い極点を適切に消去して安着サーボ性能を改善しようとしていた。しかし，電力増幅器の応答特性，制御遅延時間，外乱，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動など，実際の要素が反映できず，極点消去の正確性が落ちていた。また，単一パルスを用いるがゆえに，サンプリング時間が短くなるほど不連続性の大きい信号が印加され，安着モードにおいてＶＣＭアクチュエータの高周波振動が引き起こされる恐れがある。
【０１８１】
これに対し，本実施の形態では，単一パルスを２サンプルに亘って印加する方法を用いることにより，パルスが大きくなることを緩和し，且つ，ＶＣＭアクチュエータの振動を防止する。従来の技術による安着サーボ性能と，本発明の一実施の形態による安着サーボ制御装置の安着サーボ性能とを比較し，その結果を図１７に示す。
【０１８２】
図１７は，本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置を用いた場合のヘッドの位置応答を示す他のグラフであって，２０,０００トラックだけ移動させるトラックシークモードの場合の測定結果である。図１７中，太線のグラフ（１７４）は，本発明の安着サーボ制御装置による位置応答を表わし，細線のグラフ（１７２）は，図７に示された極点消去機能付き装置による位置応答を表わす。
【０１８３】
図１７から，本実施の形態において提示した安着サーボ制御装置を用いれば，従来の技術に比べて安定した安着サーボ性能が得られるということが分かる。
【０１８４】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例を想定し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８５】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，安着サーボ制御方法は，電力増幅器の動的特性，制御信号遅延の影響など，実際の要素を制御器の設計時に考慮に入れることにより，極点を効果的に消去して安着サーボの応答性を改善する効果を有する。
【０１８６】
また，安着サーボ制御装置における極点除去のために印加されるパルス信号の大きさを調節することにより，大きいパルス信号の印加により引き起こされるＶＣＭアクチュエータの振動現象を防止する効果を有する。
【０１８７】
さらに，ディスクドライブの加速度定数推定／補償方法における加速度定数の変動を測定して補償する適応制御技法を適用することにより，ＶＣＭアクチュエータの加速度定数の変動に対する制御器の強靭性を向上させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なハードディスクドライブ１０の構成を示す図面である。
【図２】図１のハードディスクドライブ１０を制御できるシステム４０を示す図面である。
【図３】シークモードにおけるヘッド速度の変化を示すグラフである。
【図４】トラックシークモードにおいて，ＶＣＭアクチュエータに印加されるＶＣＭ電流の変化を示すグラフである。
【図５】転移点におけるアンダーシュート及びオーバーシュートによるヘッドの移動軌跡を示すグラフである。
【図６】従来における安着サーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来における安着サーボ制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図８】ＶＣＭアクチュエータの特性を示すボード線図である。
【図９】本実施の形態にかかる安着サーボ制御方法の具体的な実施の形態を示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示すパルス発生器９６において発生するパルス信号の波形図である。
【図１２】図１０に示す安着サーボ制御装置を用いて安着サーボ制御を行う方法を示すフローチャートである。
【図１３】本実施の形態にかかる加速度定数の推定方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は，加速度定数の推定方法を図式的に示す説明図である。
【図１５】本実施の形態かかる加速度定数推定／補償のためのハードディスク制御方法を示すフローチャートである。
【図１６】本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置を用いた場合のヘッドの位置応答を示すグラフである。
【図１７】本実施の形態にかかる安着サーボ制御装置を用いた場合のヘッドの位置応答を示す他のグラフである。
【符号の説明】
９２  ：状態推定器
９４  ：状態フィードバック利得器
９６  ：パルス発生器
９８  ：加速度定数識別器
１００：加算器
１０２：加速度定数変動補償器
１０４：電力増幅器
１０６：ＶＣＭアクチュエータ
【図１】
2004199762.tif 000138
【図２】
2004199762.tif 000139
【図３】
2004199762.tif 000140
【図４】
2004199762.tif 000141
【図５】
2004199762.tif 000142
【図６】
2004199762.tif 000143
【図７】
2004199762.tif 000144
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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