(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記憶媒体に対して情報の書き込みまたは読み出しを行うヘッドと、
前記ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、
指令信号に応じて前記ボイスコイルモータを駆動する駆動回路と、
前記駆動回路に対して与える前記指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定する同定部と、
同定された前記パラメータを格納する記憶部と、
前記記憶部が格納する前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定する逆起電圧推定部と、
を備える磁気ディスク装置。
【請求項２】
前記同定部は、
前記ヘッドをロード動作する前に前記ヘッドの速度を０として、前記インダクタンスによる電圧降下量の関係式から前記速度に関する項を打ち消して、前記離散時間モデルのインダクタンスに関するパラメータを同定する請求項１記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記サーボ情報から前記ヘッドの位置を算出する位置算出部と、
前記位置での前記ヘッドの速度を算出する速度算出部と、
を備え、
前記同定部は、
前記ヘッドの前記情報記憶媒体上での動作時に、前記速度算出部が算出する前記速度を用いて前記インダクタンスに関するパラメータを同定する前記請求項１または２記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記同定部は、前記インダクタンスに関するパラメータと前記指令信号のサンプリング周期を用いて表されるパラメータを含めて同定する請求項１乃至３いずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記同定部は、複数の前記サンプリング周期にそれぞれ対応する複数のパラメータをオフラインで算出し、前記逆起電圧推定部は、前記指令信号のサンプリング周期にあわせて前記パラメータを切り替えて用いる請求項１乃至３いずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記ヘッドの目標逆起電圧を生成する生成部と、
前記逆起電圧を用いて前記ヘッドの速度制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記目標逆起電圧と前記逆起電圧の差分を算出し、前記差分が０となる方向に前記ヘッドの速度を制御する請求項１乃至５いずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
情報記憶媒体に対して情報の書き込みまたは読み出しを行うヘッドと、
前記ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、
指令信号に応じて前記ボイスコイルモータを駆動する駆動回路と、
を備える磁気ディスク装置における逆起電圧の推定方法であって、
同定部が、前記駆動回路に対して与える指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定するステップと、
逆起電圧推定部が、前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定するステップと、
を有する逆起電圧の推定方法。
【請求項８】
情報記憶媒体に対して情報の書き込みまたは読み出しを行うヘッドと、
前記ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、
指令信号に応じて前記ボイスコイルモータを駆動する駆動回路と、
前記ヘッドの目標逆起電圧を生成する生成部と、
前記逆起電圧を用いて前記ヘッドの速度制御を行う制御部と、
を備える磁気ディスク装置におけるヘッドの速度制御方法であって、
同定部が、前記駆動回路に対して与える指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定するステップと、
逆起電圧推定部が、前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定するステップと、
生成部が、前記ヘッドの目標逆起電圧を生成するステップと、
制御部が、前記目標速度と前記逆起電圧の差分を算出し、前記差分が０となる方向に前記ヘッドの速度を制御するステップと、
を有するヘッドの速度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気ディスク装置、逆起電圧の推定方法及びヘッドの速度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置におけるヘッドの位置決め制御及び速度制御には、ディスク面上のサーボセクタに含まれるサーボ情報の再生により得られるヘッド位置誤差信号が用いられる。しかし、アンロード動作時に、ヘッドがランプ機構内に入った後にはヘッド位置誤差信号を得ることができない。
【０００３】
このため、アンロード動作時には、ランプ機構内においてもヘッドの速度制御を行えるように、ボイスコイルモータに発生する逆起電圧から推定されるヘッド速度を用いたヘッドの速度制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９３８３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、逆起電圧の算出式には、コイルのインダクタンス項が含まれている。このインダクタンス項による影響を考慮して逆起電圧を推定することは困難であるために、従来は制御入力のサンプリング周期を長くすることで、インダクタンス項を打ち消して逆起電圧の推定を行っていた。
【０００６】
したがって、前述のような推定では、制御入力のサンプリング周期を短くする場合には高精度に逆起電圧を推定することができない。
【０００７】
そこで、本実施形態は、高精度に逆起電圧を推定することができる磁気ディスク装置、逆起電圧の推定方法及びヘッドの速度制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の磁気ディスク装置は、情報記憶媒体に対して情報の書き込みまたは読み出しを行うヘッドと、前記ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、指令信号に応じて前記ボイスコイルモータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路に対して与える前記指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定する同定部と、同定された前記パラメータを格納する記憶部と、前記記憶部が格納する前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定する逆起電圧推定部とを備える。
【０００９】
実施形態の磁気ディスク装置における逆起電圧の推定方法は、同定部が、前記駆動回路に対して与える指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定するステップと、逆起電圧推定部が、前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定するステップとを有する。
【００１０】
実施形態の磁気ディスク装置におけるヘッドの速度制御方法は、同定部が、前記駆動回路に対して与える指令信号から前記ボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定するステップと、逆起電圧推定部が、前記パラメータを用いて表される前記離散時間モデルに基づいて前記コイルの逆起電圧を推定するステップと、生成部が、前記ヘッドの目標逆起電圧を生成するステップと、制御部が、前記目標速度と前記逆起電圧の差分を算出し、前記差分が０となる方向に前記ヘッドの速度を制御するステップとを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図。
【図２】第一の実施形態に用いられるVCMの等価回路図。
【図３】コイルの端子間電圧の時間応答を示す図。
【図４】指令電圧波形の例を示す図。
【図５】第一の実施形態に用いられるMPUのシステム構成図。
【図６】ゲイン同定時のコイルの端子間電圧の時間応答を示す図。
【図７】同定されたゲインの値を示す図。
【図８】第二の実施形態に用いられるMPUのシステム構成図。
【図９】シーク時の指令電圧波形を示す図。
【図１０】シーク時のインダクタンスによる電圧降下分の時間応答を示す図。
【図１１】同定されたインダクタンスによる電圧降下分の時間応答を示す図。
【図１２】第三の実施形態に用いられるMPUのシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【００１３】
（第一の実施形態）
図１において、本実施形態に係る磁気ディスク装置の概略構成図、図２は本実施形態に係る磁気ディスク装置のボイスコイルモータ（以下、VCM）４の等価回路図である。
【００１４】
図１の磁気ディスク装置は、複数のサーボセクタを有する磁気ディスクなどの情報記憶媒体５に対して情報の書き込みと読み出しを行うヘッド１と、ヘッド１を支持するアーム２と、アーム２を移動させるVCM４と、VCM４を駆動するVCM駆動回路７と、VCM４におけるコイルの端子間電圧を検出する電圧検出器８と、メモリ９と、情報記憶媒体（以下、ディスク）５のサーボセクタに予め磁気記録されているサーボ情報を基にヘッド１の位置決め制御及び速度制御を行うMPU１０とを有する。
【００１５】
ヘッド１は、アーム２の先端に支持されている。VCM４によって、アーム２が回動軸３を中心に回動すると、ヘッド１は、図示しないスピンドルモータにより回転しているディスク５の面上を半径方向に移動することでシーク動作及びフォロイング動作を行う。
【００１６】
これにより、ヘッド１は、ディスク５上の任意の場所において情報の書き込みと読み出しを行うことができる。この通常のシーク動作時及びフォロイング動作時には、MPU１０が、サーボ情報から得られる位置誤差信号を用いて、ヘッド１の位置決め制御を行っている。
【００１７】
また、例えば図示しない衝撃検知センサが本装置に加わる衝撃を検知した際や、ユーザーが電源をオフした際には、MPU１０は上記の位置決め制御から速度制御へ制御系を切り替えることで、ヘッド１をランプ機構６へ退避させるためのアンロード動作を行う。
【００１８】
逆に、アンロードからの復帰（ロード動作）が指示された際や、ユーザーが電源をオンした際には、MPU１０は、シーク動作時及びフォロイング動作時の位置決め制御に変えて、速度制御を行うことでヘッド１をランプ機構６からディスク５上へ移動させる。
【００１９】
VCM４は、例えば基部に固定する磁石と、軸支するアーム２に備えられるコイルとを対向配置するコイルモータであり、コイルに電流を流すことでアーム２に回転力を与える（駆動する）アクチュエータとして機能する。
【００２０】
VCM４のモデルとしては、図２に示す等価回路図を用いて表すことができる。ここで、Lはインダクタンス、Rvcmはコイル抵抗、Rsはセンス抵抗をそれぞれ表す。また、Vbemfは逆起電圧、Ivcmはコイルに流れる電流（以下、コイル電流）、Vmeasは検出可能なコイルの端子間電圧、Vcはコイルとセンス抵抗間の電圧をそれぞれ表す。
【００２１】
VCM駆動回路７は、位置決め制御および速度制御のいずれの場合でも、MPU１０からの指令電圧を受け取り、コイルに対してコイル電流Ivcmを流すことでアーム２を駆動する。
【００２２】
ここで、VCM駆動回路７は、ローパスフィルタ（LPF）を有するADC回路及び電流フィードバック回路等を含むものである。また、VCM４はＶＣＭ駆動回路７と別の構成としているが、実際にはVCM駆動回路７とVCM４とは接続されているので、VCM駆動回路７の一部にVCM４のコイルが含まれるものであってもよい。
【００２３】
電圧検出器８は、後述の逆起電圧推定時などにコイルの端子間電圧Vmeasを検出する。なお、ここでは検出器８を一つの構成として挙げているが、上記のVCM駆動回路７の一部として設けられるものであってもよい。
【００２４】
次に、図３乃至図８を参照して、本実施形態に係る磁気ディスク装置のMPU１０のシステム構成及び動作について説明する。
【００２５】
一般的に、ロード動作時あるいはアンロード動作時のヘッド１の速度制御には、VCM４におけるコイルの逆起電圧が用いられることは前述した通りである。
【００２６】
ここで、図２の等価回路図に示すVCM４モデルでは、コイルに発生する逆起電圧Vbemfは次式により表される。
【数１】
0004792130.tif 000002
【００２７】
逆起電圧Vbemfはヘッド速度Velに比例することから、ヘッド速度Velは、トルク定数Kt及び（数１）を用いることで次式により表される。
【数２】
0004792130.tif 000003
【００２８】
このとき、電流フィードバックが十分に効いている状況下では、コイル電流Ivcmと制御入力である指令電圧Vcmoutは比例し、比例係数αを用いてIvcm=α・Vcmoutと表せるため、（数２）は次式に書き換えられる。
【数３】
0004792130.tif 000004
【００２９】
従来では、指令電圧Vcmoutの時間変化によって生じるインダクタンス項の過渡応答が十分に減衰する程度にサンプリング周期を長くする、または指令電圧Vcmoutを一定にすることで、上式における右辺第３項のインダクタンス項を除去していた。
【００３０】
そのため、指令電圧Vcmoutのサンプリング周期を短くする際には、（数２）におけるインダクタンス項の影響を考慮する必要があり、正確なヘッド速度（逆起電圧）の推定を行うことは困難であった。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、MPU１０は、VCM４及びVCM駆動回路７の離散時間系でのモデルを用いて、ヘッド１がディスク５上にあるときに、このモデルの未知パラメータ（例えばインダクタンスLを含むパラメータ）の同定を行う。そして、例えばアンロード動作時に、この同定された未知パラメータを用いて表されるモデル（ディジタルフィルタ）により逆起電圧を推定する。また、MPU１０は、この推定された逆起電圧を用いてヘッド１の速度制御を行う。
【００３２】
ここで、本実施形態で用いられる、VCM４及びVCM駆動回路７のモデルについて説明する。まず、入力を指令電圧Vcmout、出力を端子間電圧Vmeasとした伝達関数は次式で表される。
【数４】
0004792130.tif 000005
【００３３】
ただし、Kt：トルク定数、J：慣性モーメント、a、b：ADC出力段のLPFの定数、fcfb：電流フィードバックを１次遅れに近似した場合のカットオフ周波数、Cfbg：電流フィードバックゲインである。また、Lはコイルのインダクタンス、Rはコイル抵抗を表している。なお、sはラプラス演算子を示している。
【００３４】
ここで、指令電圧Vcmoutとして、大きさgのステップ入力が加わった場合の端子間電圧の応答は、（数４）のVcmoutをg/sとすることで、次式で表される。
【数５】
0004792130.tif 000006
【００３５】
（数５）を逆ラプラス変換により、時間領域に変換する。ADC出力段のLPF、電流フィードバックのうちカットオフ周波数の高いLPFの過渡応答は短時間で減衰してしまうため無視することができる。
【００３６】
ここで、カットオフ周波数が低いフィルタを1/(as+1)として、他の２つのフィルタのカットオフ周波数が十分高い場合には、指令電圧が加わったタイミングから時刻tにおけるコイルの端子間電圧Vmeasは次式のように表される。
【数６】
0004792130.tif 000007
【００３７】
なお、1/ (as+1)以外のフィルタのカットオフ周波数が低い場合には（数６）において、a=bあるいはa=1/fcfbと置き換えることが可能である。
【００３８】
また、（数６）は単発の指令電圧に対しての応答を表したものであるが、実際の離散時間制御系ではこの指令電圧が連続して入ってくるものとみなせる。
【００３９】
そこで、図３のようにサンプリング周期Ts、指令電圧の入力から検出までの時間遅れをTdとすると、現在時刻ｉＴｓより時刻Td+nTs（n=１、２、・・・）前に入力された大きさgn＝ｇ(ｉＴｓ−Ｔｄ−ｎＴｓ)のステップ入力に対する現在時刻ｉＴｓの端子間電圧の値は次式となる。
【数７】
0004792130.tif 000008
【００４０】
時刻Td+nTs前のステップ入力による応答は現在時刻ｉＴｓにおいて線形であるので、現在時刻ｉＴｓにおける端子間電圧の値は、次式のように過去の応答の総和で表すことができる。
【数８】
0004792130.tif 000009
【００４１】
右辺第２項はステップ入力の時間積分である事からヘッド速度に比例し、右辺第３項はステップ入力の和であることから指令電圧そのものである。そこで、（数８）は次式のように書き換えられる。
【数９】
0004792130.tif 000010
【００４２】
図４はヘッド１がアンロード動作時にランプ機構６に進入する際のVCM駆動回路７に対して与える指令電圧Vcmoutの波形例の一例を示している。ランプ機構６に乗り上げる際に一旦ヘッド１の速度を落として（T1）、その後一定速度でストッパーに向かう（T2）。そして、ストッパーに到達した後は、ヘッド１をストッパーに押し付けた状態で、指令電圧を与える（T3）。
【００４３】
このとき、図４の波形の一部を拡大した図からわかるように、ここではサンプリング周期毎の指令電圧を一定の大きさg、一定のサンプリング周期Tsで変化させると仮定すると、（数９）はさらに次式で書き換えられる。
【数１０】
0004792130.tif 000011
【００４４】
（数１０）におけるGLはインダクタンスLに係数がかかったものであり、インダクタンス項は上式の第１項に集約される。そこで（数１０）の端子間電圧Vmeasのうちインダクタンスによる電圧降下量のみを抽出すると次式となる。
【数１１】
0004792130.tif 000012
【００４５】
ここで、
【数１２】
0004792130.tif 000013
【００４６】
であるため、nを十分大きな値とすることで、n以上次数の範囲は0とみなせる。したがって、（数１１）は次式に書き換えられる。
【数１３】
0004792130.tif 000014
【００４７】
なお、（数１３）におけるzはz変換の演算子を示している。１/zは１サンプル分データを遅らせるオペレータとみなすことができる。
【数１４】
0004792130.tif 000015
【００４８】
本実施形態においては、（数１４）のように入力を指令電圧Vcmout、出力をインダクタンスによる電圧降下量とする伝達関数GL・L(z)を離散時間モデルと定義する。
【００４９】
図５は、MPU１０のシステム構成図である。
【００５０】
MPU１０は、離散時間モデルのパラメータの同定を行う同定部１１と、コイルの逆起電圧を推定する逆起電圧推定部１２と、目標逆起電圧値を生成する目標逆起電圧生成部１３と、ヘッド１の速度制御を行うための指令電圧値を算出し、算出した指令電圧をVCM駆動回路７へ出力する制御部１４を有する。
【００５１】
同定部１１は、ヘッド１がランプ機構６内にある状態で、例えばロード動作前に、アーム２をストッパー（図示せず）に押し付けることで、ヘッド１の速度を0として、離散時間モデルのパラメータの同定を行う。なお、本実施形態においては、サンプリング周期Ts、時間遅れTd、LPFの定数aは既知として扱う。
【００５２】
したがって、（数１４）におけるL(z)は、Ts、Td、aから決定されるため既知であるので、ここでは未知パラメータであるインダクタンスに関するゲインGLを同定する。
【００５３】
インダクタンスによる電圧降下量VmeasLは、（数１０）及び（数１１）より次式で与えられる。
【数１５】
0004792130.tif 000016
【００５４】
ここで、ランプ機構６内で、アーム１をストッパーに押し付けているときには、ヘッド１の速度が0となるため、（数１５）は次式に書き換えられる。
【数１６】
0004792130.tif 000017
【００５５】
したがって、（数１４）及び（数１６）により、インダクタンスに関するゲインGLは次式で与えられる。
【数１７】
0004792130.tif 000018
【００５６】
同定部１１は、指令電圧Vcmoutを入力した際に、検出部８が検出する端子間電圧Vmeasを得て、この指令電圧Vcmoutと端子間電圧Vmeasを（数１７）に適用することにより、インダクタンスに関するゲインGLを同定する。
【００５７】
なお、GLを同定するためには、コイル抵抗に関するゲインGRを明らかにする必要がある。この際、GLの同定にさきがけて、例えばアーム２をストッパーに押し付けた状態で、一定の指令電圧を加える。これにより、インダクタンス項は０とみなせ、ヘッド１の速度は０となるため、（数１７）を変形して得られる次式により、GRを同定することができる。
【数１８】
0004792130.tif 000019
【００５８】
上述のGLの同定にあたっては、アーム２をストッパーに押し付ける間に、サンプリング時間毎に得られる複数のGLの平均や、その他統計的な処理を加えることによって、より正確なGL の同定を行うことができる。この同定されたGLは一旦メモリ９に格納される。
【００５９】
図６にロード動作前にストッパーへ押し付けた時に検出した端子間電圧を示す。データは１００回分の試行の重ね合わせである。数サンプル経過した後には、定常状態になり一定の値をとっていることがわかる。また、図７は定常状態となる区間のデータをそれぞれの試行において平均しGLを求めた結果である。毎回同程度の値をとなっていることから、安定したGLの同定が行えることがわかる。
【００６０】
このように、GLの同定をオンボードで行うことができるために、インダクタンスが動作中に変動してしまう場合や、固体差の影響などを含めたインダクタンス項の推定が可能となる。
【００６１】
逆起電圧推定部１２は、例えばアンロード動作時など、ヘッド１の速度を得る必要のあるタイミングにおいて、上記の同定されたGLに基づいて逆起電圧Vbemfを推定する。
【００６２】
ここで、（数１０）における右辺第２項が逆起電圧に相当することから、（数１０）及び（数１４）により、逆起電圧Vbemfは次式で表される。
【数１９】
0004792130.tif 000020
【００６３】
逆起電圧推定部１２は、上式に従い、インダクタンスによる電圧降下量及びコイル抵抗による電圧降下量を、端子間電圧Vmeasからそれぞれ減算することにより、逆起電圧Vbemfを推定する。
【００６４】
この際、GLの値としては、同定部１１が同定しメモリ９に格納されている値を用いる。端子間電圧Vmeasの値としては、検出器８が実際に検出する値を用いる。
【００６５】
なお、L(z)の値としては、Ts、Td、aを基にあらかじめ算出し、メモリ９に格納しておいてもよいし、Ts、Td、aの値をメモリ９に格納しておき、オンボードで算出してもよい。
【００６６】
次に、逆起電圧推定部１２が推定する逆起電圧を用いたヘッド１の速度制御について説明する。なお、ヘッド１の速度制御を行うタイミングとしては、ロード動作時、アンロード動作時など様々なタイミングが考えられるが、ここではアンロード動作時の例を示す。
【００６７】
目標逆起電圧生成部１３は、アンロード動作時のヘッド１の目標速度すなわち目標逆起電圧の値Vbemf0を生成する。この際、目標逆起電圧生成部１３は、目標逆起電圧の値Vbemf0を一定値として生成してもよいし、時間の関数として変化する値を生成してもよい。ここで生成される値Vbemf0は、サンプリング周期毎に後述の制御部１４に出力される。
【００６８】
制御部１４は、目標逆起電圧生成部１３が生成する目標逆起電圧Vbemf0を受け取る。また、逆起電圧推定部１２が推定する逆起電圧Vbemfをフィードバック信号として受け取る。そして、目標逆起電圧Vbemf0と推定された逆起電圧Vbemfの差分（Vbemf0-Vbemf）を算出し、上記の差分に対して公知の制御則を適用することで、指令電圧Vcmoutを算出する。
【００６９】
制御部１４は、この指令電圧Vcmoutを制御入力としてVCM駆動回路７に対して与え、上記の差分が0となる方向にヘッド１の速度を制御することで、アンロード動作を行う。
【００７０】
本実施形態の磁気ディスク装置によれば、同定部１１が、離散時間系モデルを基に、インダクタンスに関するゲインGLの同定を行うことができるため、サンプリング周期を早くした場合であっても正確な逆起電圧の推定を行うことができる。
【００７１】
また、この正確な逆起電圧を用いてヘッド１の速度制御を行うことで、ヘッド１の安定した動作を実現することができる。さらに、サンプリング周期を速くすることで、ヘッド１の速度制御の追従性を向上させることができる。
【００７２】
（第二の実施形態）
図８は、本実施形態のMPU１０のシステム構成図である。第一の実施形態のシステム構成に加えて、ヘッド１の位置を算出する位置算出部１５と、ヘッド１の位置を用いてヘッド１の速度を算出する速度算出部１６を有する。
【００７３】
位置算出部１５は、シーク時にヘッド１がサーボ情報を再生することで得られるヘッド位置誤差信号を基にヘッド１の位置信号を算出する。
【００７４】
速度算出部１６は、シーク動作時に例えば位置算出部１５が算出するヘッド１の位置信号とその１サンプル前の位置信号との差分からヘッド１の速度信号Velをサンプリング周期毎に算出する。
【００７５】
本実施形態では、同定部２１が、ヘッド１のディスク５上での動作時のデータを用いて、（数１４）おけるインダクタンスに関するゲインGLの同定を行う。以下の説明は、ヘッド１のシーク動作中にGLの同定を行う例である。なお、本実施形態においては、サンプリング周期Ts、時間遅れTd、LPFの定数aは既知として扱う。
【００７６】
ここで、第一の実施形態と同様に、（数１４）をインダクタンスに関するゲインGLについて解くことで次式が得られる。
【数２０】
0004792130.tif 000021
【００７７】
本実施形態においては、同定部２１は（数２０）に従い、シーク時に指令電圧Vcmoutを与える際に、速度算出部１６が算出するヘッド１の速度信号Velと、検出器８が実際に検出するコイルの端子間電圧Vmeasを用いて、GL を同定する。なお、（数２０）において、トルク定数に関するゲインGK及びコイル抵抗に関するゲインGRは、公知の技術（例えば特許文献２）を用いて同定することができる。
【００７８】
また、L(z)の値としては、Ts、Td、aを基にあらかじめ算出し、メモリ９に格納しておいてもよいし、Ts、Td、aの値をメモリ９に格納しておき、オンボードで算出してもよい。
【００７９】
図９にシーク時の指令電圧Vcmoutの波形の一例を、図１０にその際のVmeasLの波形の一例を示す。同定部２１は、この波形のうち複数点でデータを検出し、それらの平均値をGLとして同定することや、波形の全部もしくは一区間のデータから最小2乗法などによってGLを同定してもよい。
【００８０】
図１１は、シーク時のデータからGLを同定した場合の結果である。破線はコイルの端子間電圧Vmeas、ヘッド速度Vel、指令電圧Vcmoutから算出したVmeasL（真値）であり、実線は同定されたGLを（数１４）の離散時間モデルに適用し、指令電圧Vcmoutを入力した際の出力として得られるVmeasL（推定値）である。シークの動作初期では推定値の方が大きくなっているが、それ以外では推定値はほぼと真値に収束しているため、GLを正確に同定できていることがわかる。
【００８１】
したがって、逆起電圧推定部１２は、同定部２１が同定するGLを用いて、（数１９）により逆起電圧Vbemfを正確に推定することができる。
【００８２】
（第三の実施形態）
図１２は、本実施形態のMPU１０のシステム構成図である。
【００８３】
本実施形態では、同定部３１は、サンプリング周期Ts、入力から検出までの時間遅れTd、LPFの定数aが未知である場合に、インダクタンスに関するゲインGLと上記のTs、Td及びaを含めた未知パラメータの同定を行う。
【００８４】
上記のTs、Td及びaは、（数１４）のL(z)に含まれていることがわかる。そこで、次式で表される指令電圧Vcmoutからインダクタンスによる電圧降下分VmeasLまでの伝達関数を考える。
【数２１】
0004792130.tif 000022
【００８５】
同定部３１は、上式に従い、例えばシーク時に、指令電圧Vcmoutを与える際に、速度算出部１６が算出するヘッド１の速度信号Velと、検出器８が実際に検出するコイルの端子間電圧Vmeasを用いて、GL・L(z)の同定を行う。なお、（数２１）において、トルク定数に関するゲインGK及びコイル抵抗に関するゲインGRは、公知の技術（例えば特許文献２）を用いて同定することができる。
【００８６】
この際、同定に用いる離散時間モデルを例えば（数２２)のようにおく。（数２２）は（数１４）においてGL、Ts、Td、aをすべて正確に代入した離散時間モデルと同一となると考えられる。そこで（数２２）はGL、Ts、Td、aの概算値を（数１４）に代入して得られる離散時間モデルの係数が、極めて小さく無視可能な程度の次数と同程度に設定すればよい。
【数２２】
0004792130.tif 000023
【００８７】
（数２１）の右辺の値は前述のように算出可能であり、その値と（数２２）の左辺が等しいとして同定を行う。この際、最小２乗法や公知の同定手法を用いることができる。また、（数２２）ではサンプリング周期によっては次数が高くなる可能性があるため、オフラインで演算の後、メモリ９に実装してもよい。同定にはシーク動作を用いてもよいし、白色信号を加え同定をおこなうなどの公知の同定手法を用いてもよい。
【００８８】
逆起電圧推定部１２は、同定部３１が同定するGL・L(z)を用いて、（数１９）により逆起電圧Vbemfを推定する。
【００８９】
（変形例）
ここで、（数１１）により時刻ｔ＝ｉ・Ｔｓにおけるインダクタンス項は次式で与えられる。
【数２３】
0004792130.tif 000024
【数２４】
0004792130.tif 000025
【００９０】
上式のように書き換えることで、第一の実施形態、第二の実施形態において用いた（数１４）の離散時間モデルの代わりに、それと等価な（数２４）の離散時間モデルを用いてもよい。また、第三の実施形態において、（数２４）の係数を未知とした次式を代わりに用いてもよい
【数２５】
0004792130.tif 000026
【００９１】
なお、第一の実施形態、第二の実施形態のようにTs、Td、aを既知とした場合には、複数のサンプリング周期に対応するGLの同定を行いメモリ９に格納しておく。これにより、例えばサンプリング周期が変化してしまっても、同一のサンプリング周期におけるGLの値を使用して逆起電圧の推定を行うことができ、サンプリング周期の変化に対応することができる。
【００９２】
また、第一の実施形態、第二の実施形態、第三の実施形態の同定部１１、２１、３１は、組み合わせて使用してもよい。例えば、ロード時には、第一の実施形態で説明した方法でGLを同定し、シーク時には第二の実施形態及び第三の実施形態で説明した方法で再度GLの同定を行うことができる。
【００９３】
第一の実施形態、第二の実施形態は離散時間モデルのインダクタンスに関するゲインGLのみを同定するため比較的容易に同定を行うことができる。一方、第三の実施形態では離散時間モデルのパラメータをすべて同定するため、より実機に則した同定を行うことができる。
【００９４】
そこで、上記それぞれの長所を活かし、基本的な動作は第一の実施形態、第二の実施形態で簡易的に同定したパラメータを用い、第三の実施形態を行う時間的余裕があり、実施しているサンプリング周期と同一サンプリング周期で逆起電圧の推定を行う必要がある場合などには、第三の実施形態によりパラメータの同定を行っておき、パラメータを入れ替えて逆起電圧の推定を行うことができる。逆起電圧の推定を行うサンプリング周期が変化した場合などには、第一の実施形態、第二の実施形態により同定を行ったパラメータを用いて逆起電圧の推定を行うことができる。
【００９５】
また、第一の実施形態、第二の実施形態、第三の実施形態に示した離散時間モデルはオンラインで同定しなくてもよい。この場合には、離散時間モデルをオフライン時に同定した後にメモリ９に格納しておき、オンライン時には、値を読み出して固定値とすることも可能である。
【００９６】
以上説明した少なくとも１つの実施形態の磁気ディスクによれば、インダクタンスが変化した場合においても離散時間モデルのパラメータ（ゲインまたは係数）を同定することができ、サンプリング周期によらず高精度な逆起電圧の推定が可能となる。
【００９７】
これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・ヘッド
２・・・アーム
３・・・回動軸
４・・・ボイスコイルモータ
５・・・ディスク
６・・・ランプ機構
７・・・VCM駆動回路
８・・・検出器
９・・・メモリ
１０・・・MPU
１１・・・同定部
１２・・・逆起電圧推定部
１３・・・基準電圧生成部
１４・・・制御部
１５・・・位置算出部
１６・・・速度算出部
【要約】      （修正有）【課題】高精度に逆起電圧を推定することができる磁気ディスク装置、逆起電圧の推定方法及びヘッドの速度制御方法を提供する。【解決手段】磁気ディスク装置は、情報記憶媒体に対して情報の書き込みまたは読み出しを行うヘッドと、ヘッドを移動させるボイスコイルモータと、指令信号に応じてボイスコイルモータを駆動する駆動回路と、駆動回路に対して与える指令信号からボイスコイルモータのコイルのインダクタンスによる電圧降下量までの伝達関数で表される離散時間モデルのパラメータを同定する同定部１１と、同定されたパラメータを格納する記憶部と、記憶部が格納するパラメータを用いて表される離散時間モデルに基づいてコイルの逆起電圧を推定する逆起電圧推定部１２とを備える。【選択図】図５【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【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１】
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【図６】
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