(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク上の半径方向にヘッドを移動させる駆動手段と、
前記ディスク上での前記ヘッドの位置を含む状態を、所定のサンプル周期で観測する観測手段と、
前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置まで移動させるシーク制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて前記サンプル周期における各サンプル時点間の前記ヘッドの状態を推定するサンプル点間推定手段、及び当該推定結果を使用してサンプル時点間の前記ヘッドの速度を推定する速度推定手段を有し、前記速度推定手段の推定結果に基づいて前記シーク制御に必要な複数の制御入力値を算出するマルチレート制御手段と、
前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御する位置制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて、前記サンプル周期における各サンプル時点に同期して前記位置制御に必要な制御入力値を算出するシングルレート制御手段と、
前記シーク制御から前記位置制御に移行する過程での条件に基づいて、前記マルチレート制御手段から前記シングルレート制御手段に切替えて、前記各制御手段のいずれかにより算出された制御入力値を前記駆動手段に入力するように制御する制御切替え手段と
を具備したことを特徴とするヘッド位置決め制御システム。
【請求項２】
前記観測手段は、
前記ヘッドの位置を観測する機能を有し、前記観測手段により観測されたヘッド位置から前記ヘッドの移動速度を算出する速度算出手段を有し、当該速度算出手段は、前記ヘッド位置と速度算出結果とを前記シングルレート制御手段及び前記マルチレート制御手段のそれぞれにフィードバックする構成であることを特徴とする請求項１に記載のヘッド位置決め制御システム。
【請求項３】
前記制御切替え手段は、
前記マルチレート制御手段からの制御入力値を選択して前記駆動手段を制御しているときに、前記マルチレート制御手段から振動的な制御入力値が算出される場合に、前記シングルレート制御手段からの制御入力値に切替えて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のヘッド位置決め制御システム。
【請求項４】
前記制御切替え手段は、
前記マルチレート制御手段からの制御入力値を選択して前記駆動手段を制御しているときに、前記マルチレート制御手段への入力が上限値を超える場合に、前記シングルレート制御手段からの制御入力値に切替えて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のヘッド位置決め制御システム。
【請求項５】
ディスク上の半径方向にヘッドを移動させる駆動手段と、
前記ディスク上での前記ヘッドの位置を含む状態を、所定のサンプル周期で観測する観測手段と、
前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置まで移動させるシーク制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて前記サンプル周期より相対的に短い周期で前記シーク制御に必要な制御入力値を算出する短周期制御手段と、
前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御する位置制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて前記サンプル周期より相対的に長い周期で前記位置制御に必要な制御入力値を算出する長周期制御手段と、
前記シーク制御から前記位置制御に移行する過程での条件に基づいて、前記短周期制御手段から前記長周期制御手段に切替えて、前記各制御手段のいずれかにより算出された制御入力値を前記駆動手段に入力するように制御する制御切替え手段と
を具備したことを特徴とするヘッド位置決め制御システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のヘッド位置決め制御システムを含み、
ディスク上にデータを記録又は再生するためのヘッドと、
前記ヘッドを搭載して前記ディスク上を移動させるヘッドアクチュエータとを有し、
前記ヘッド位置決め制御システムにより、前記ヘッドアクチュエータを駆動制御するように構成されていることを特徴とするディスク記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にハードディスクドライブなどのディスク記憶装置に適用し、サンプル値制御系を利用したヘッド位置決め制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に使用されているヘッド位置決め制御システム（サーボシステムとも呼ぶ）は、サンプル値制御系から構成されている。サンプル値制御系は、連続時間で動作するプラント（制御対象）を、離散時間で動作するコントローラ（離散システム）により制御するシステムである。即ち、一定時間間隔（サンプル周期）でプラントの出力（位置や速度などの状態）をサンプルし、当該サンプル周期に同期して、コントローラに含まれるＣＰＵが制御入力値（プラントを制御する制御値）を算出する。換言すれば、コントローラがサンプル周期で制御入力値を切替えて、プラントを連続的に駆動制御するシステムである。
【０００３】
ＨＤＤでは、プラントはヘッド及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含むヘッドアクチュエータに相当する。ＣＰＵ（マイクロコントローラ）は、ディスク上からヘッドにより読出されたサーボデータに基づいて、ヘッドの位置及び移動速度を算出する。ＨＤＤでは、ＣＰＵは、ヘッドをディスク上の目標位置（目標トラック）まで移動させるシーク制御（又は速度制御とも呼ばれる）、及び接近又は到達した目標トラックの範囲内にヘッドを整定（保持）させる位置制御（トラック追従制御）を実行する。
【０００４】
サンプル値制御系は、シングルレート制御系及びマルチレート制御系に大別される。シングルレート制御系は、サンプル周期と制御入力周期とが一致する制御系であり、換言すれば１サンプル周期で１回の制御入力値を算出する。一方、マルチレート制御系は、１サンプル周期に複数回の制御入力値を算出する（切替える）制御系である。
【０００５】
図８は、ヘッド位置決め制御のシーク制御に適用するシングルレート制御系を示すブロック図である。この制御系では、速度推定オブザーバ２が制御対象（プラント）１であるヘッドの位置（ＨＰ）を一定周期（サンプル周期）で観測し、当該位置を観測した時点（サンプル時点）での移動速度を推定する。コントローラ（追従制御部）３は、規範位置軌道入力部４からの目標位置（目標速度）と、オブザーバ２の観測結果（ヘッド位置と移動速度）との偏差を入力し、当該偏差の補正値と基準入力値（規範入力部５）とを加算した制御入力値（ｕ）を算出する。
【０００６】
図９は、同シーク制御に適用するマルチレート制御系を示すブロック図である。この制御系では、サンプル点間推定モデル部６が設けられる。サンプル点間推定モデル部６は、オブザーバ２によりサンプル時点で観測された観測結果（ヘッド位置と移動速度）から、サンプル時点間のヘッド位置と移動速度を推定する。この推定結果に基づいて、コントローラ３は、１サンプル周期で複数回の制御入力値（ｕ）を算出し、プラント１であるヘッドを制御する。従って、マルチレート制御系は、シングルレート制御系と比較して、制御中に影響する外乱に対して応答の速いシーク制御を実行することができる。
【０００７】
図１０は、１トラック範囲（目標位置を０とする）でのヘッドのシーク軌道を示し、一時的な外乱が加わったときの特性を示す。この図１０から明白であるように、シングルレート制御によるシーク軌道１００では、目標位置（０）に対するオーバーシュート量が多くなる。これに対して、マルチレート制御によるシーク軌道１０１では、外乱に対する応答が速く、相対的にオーバーシュート量は少なくなる。
【０００８】
なお、目標トラックに到達するまでのシーク制御から、目標トラックの範囲内での位置制御（トラック追従制御またはオントラック制御）に移行すると、コントローラ３への規範位置軌道の入力（４）は目標位置となり、規範入力（５）は０になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＨＤＤのヘッド位置決め制御システムでは、特にシーク制御での性能が優れているマルチレート制御系が適用されている。しかしながら、マルチレート制御系は、１サンプル周期で複数回の制御入力値を算出するため、ＣＰＵの演算処理量が、シングルレート制御系と比較して増大する。また、サンプル時点間での状態推定（位置と速度の推定）は設定するモデルの精度に依存するため、プラントの動特性との相違が大きい場合に、振動的な制御入力が発生し易い。更に、サンプル間隔よりも短い時間で制御入力を切替えるため（制御周期が短時間）、大きい制御入力値が発生すると、シングルレート制御系と比較して入力飽和が発生し易い傾向にある。
【００１０】
要するに、マルチレート制御系のみのヘッド位置決め制御システムでは、演算処理量の増大、サンプル間状態推定のモデル精度依存性、入力飽和の発生により、結果的に制御システムの性能が低下する問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、マルチレート制御系とシングルレート制御系とを適切に組み合わせることにより、マルチレート制御系のみでの欠点を解消し、結果的に高性能のヘッド位置決め制御システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特にＨＤＤなどのディスク記憶装置において、サンプル値制御系に含まれるマルチレート制御系とシングルレート制御系とを組み合わせたヘッド位置決め制御システムに関する。本システムは、制御過程での所定の条件に従って、マルチレート制御とシングルレート制御とを切替える構成である。シングルレート制御は、最小のマルチレート制御に相当し、プラントの観測周期と制御入力周期（制御入力値の算出周期）とが一致する制御、または１回のヘッド位置観測で１回の制御入力値を算出する制御である。
【００１３】
本発明の観点に従ったヘッド位置決め制御システムは、ディスク上の半径方向にヘッドを移動させる駆動手段と、前記ディスク上での前記ヘッドの位置を含む状態を、所定のサンプル周期で観測する観測手段と、前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置まで移動させるシーク制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて前記サンプル周期における各サンプル時点間の前記ヘッドの状態を推定するサンプル点間推定手段、及び当該推定結果を使用してサンプル時点間の前記ヘッドの速度を推定する速度推定手段を有し、前記速度推定手段の推定結果に基づいて前記シーク制御に必要な複数の制御入力値を算出するマルチレート制御手段と、前記ヘッドを前記ディスク上の目標位置に位置決め制御する位置制御時に、前記観測手段の観測結果に基づいて、前記サンプル周期における各サンプル時点に同期して前記位置制御に必要な制御入力値を算出するシングルレート制御手段と、前記シーク制御から前記位置制御に移行する過程での条件に基づいて、前記マルチレート制御手段から前記シングルレート制御手段に切替えて、前記各制御手段のいずれかにより算出された制御入力値を前記駆動手段に入力するように制御する制御切替え手段とを備えた構成である。
【００１４】
駆動手段は、ヘッド及びＶＣＭを含むヘッドアクチュエータに相当する。観測手段は、ヘッドのディスク上での位置及び速度を推定するオブザーバに相当する。シングルレート制御手段、マルチレート制御手段、及び制御切替手段は、コントローラを構成するＣＰＵにより実行される。
【００１５】
このような構成により、本システムは、ヘッドを目標トラックまで移動させるシーク制御時にはマルチレート制御を実行し、当該シーク制御から位置制御に移行するときにシングルレート制御に切替える。具体的には、外乱に対する応答性が優れたマルチレート制御により、ヘッドを高速に目標トラックまで到達させる。そして、目標トラックへの到達後では、ＣＰＵの演算処理量が少ないシングルレート制御に切替えて、位置制御（オントラック制御）を実行する。これにより、高速のシーク制御を実現できると共に、位置制御時にはＣＰＵの負荷を軽減できるため、ＣＰＵはサーボ制御以外のデータ処理に対する効率を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に関係するヘッド位置決め制御システムを示すブロック図である。同実施形態のシステムは、図２に示すＨＤＤに適用することを想定している。
【００１８】
（ＨＤＤの構成）
同実施形態のＨＤＤは、図２に示すように、データ記録媒体であるディスク２０と、ヘッドアクチュエータと、制御回路系に大別される。ディスク２０は、スピンドルモータ２９に固定されて、高速回転している。ディスク２０上は、同心円状の多数のトラック２００が構成されている。各トラック２００には、円周方向に所定の間隔でサーボデータが記録されたサーボエリア２０１が配置されている。サーボエリア２０１間は、ユーザデータを記録するデータエリア２０２である。
【００１９】
ヘッドアクチュエータは、ヘッド２１を保持するアーム２２、及び当該アーム２２をディスク２０の半径方向に駆動するためのＶＣＭ（ボイスコイルモータ）２３からなる。同実施形態のシステムでは、ヘッドアクチュエータは制御対象であるプラント１に相当する。
【００２０】
制御回路系は、信号処理回路２４と、位置検出回路２５と、ＣＰＵ２６と、ＲＯＭ２７と、ＶＣＭドライバ２８とを有する。信号処理回路２４は、ヘッド２１により読出されたリード信号からサーボデータ及びユーザデータを再生する。位置検出回路２５は、信号処理回路２４により再生されるサーボデータからヘッド２１の位置（トラック位置及びトラック範囲内の位置）を検出する。
【００２１】
ＣＰＵ２６及びＲＯＭ２７は、図１に示すシステムにおいて、プラント１以外の各要素を実現するＨＤＤのメイン制御装置である。ＲＯＭ２７は、ＣＰＵ２６の制御動作に必要なプログラム及びデータを格納している。ＶＣＭドライバ２８は、ＣＰＵ２６により算出される制御入力値に従って、ヘッドアクチュエータのＶＣＭ２３を駆動するための駆動電流を供給する。
【００２２】
（ヘッド位置決め制御システム）
同実施形態のヘッド位置決め制御システムは、図１に示すように、マルチレート制御系とシングルレート制御系とを組み合わせた構成である。即ち、マルチレート制御系は、速度推定オブザーバ２と、サンプル点間推定モデル部６と、マルチレート用追従制御部（以下Ｍコントローラと表記する）３０と、マルチレート用規範位置軌道の入力部４０と、マルチレート用規範入力部５０とを有する。一方、シングルレート制御系は、速度推定オブザーバ２と、シングルレート用追従制御部（以下Ｓコントローラと表記する）３１と、シングルレート用規範位置軌道の入力部４１と、シングルレート用規範入力部５１とを有する。
【００２３】
更に、本システムは、マルチレート制御系とシングルレート制御系とを切替えるためのセレクタ１０、及び当該セレクタ１０を制御する判定部１１を有する。セレクタ１０及び判定部１１は、ＣＰＵ２６により実現される要素である。セレクタ１０は、判定部１１の制御により、Ｍコントローラ３０により算出される制御入力値またはＳコントローラ３１により算出される制御入力値の一方を選択して、プラント１に入力する。判定部１１は、後述する制御過程での所定の条件従って、マルチレート制御系とシングルレート制御系とを切替えるためにセレクタ１０を制御する。
【００２４】
（ヘッド位置決め制御動作）
以下、図１と図２と共に、図３のフローチャートを参照して同実施形態のヘッド位置決め制御動作を説明する。
【００２５】
まず、マルチレート制御系及びシングルレート制御系の各コントローラ３０，３１は、プラント１の位置ｐ（ｔ）と速度ｖ（ｔ）との状態フィードバックｕ（ｔ）として、下記式（１）に示すように表現される。
【００２６】
【数１】
0003802297.tif 000002
【００２７】
ここで、各コントローラ３０，３１は、内部変数を持たないので、相互の切替え時に過渡応答が発生しない。内部変数を有する通常のコントローラは下記式（２）に示すように表現される。
【００２８】
【数２】
0003802297.tif 000003
【００２９】
このようなコントローラの場合には、切替え時に内部変数ｘ（ｋ）の状態によっては過渡応答が発生するため、ヘッドのシーク軌道が劣化する可能性がある。
【００３０】
速度推定オブザーバ２は、一般的な最小次元オブザーバとして構成されて、下記式（３）に示すように表現される。
【００３１】
【数３】
0003802297.tif 000004
【００３２】
さらに、サンプル点間をｒ等分する時間間隔で、状態を推定するモデル６は、サンプル点での位置ｐ（ｋ）、推定速度ｖ（ｋ）を初期値として、サンプル点間の制御入力ｕ（ｋ＋ｉｋ／ｒ）を想定した場合に、下記式（４）で表現される。
【００３３】
【数４】
0003802297.tif 000005
【００３４】
ここで、Ａｒ，Ｂｒは、連続時間系の制御対象モデルを制御入力周期で離散化したものである。シングルレート用の規範位置軌道入力部４１及び規範入力部５１は、サンプル点での目標となる位置、速度、規範入力の時系列をテーブル化したものである。このシングルレート用のテーブルは、通常ではシーク開始時点から各制御入力周期ごとに参照される。マルチレート用の規範位置軌道入力部４０及び規範入力部５０は、サンプル点での時系列以外に、サンプル点間の位置、速度、規範入力も含めた時系列をテーブル化したものである。
【００３５】
ＨＤＤでは、ディスク２０上のアクセス対象である目標トラック（目標位置）が設定されると、ヘッド位置決め制御システム（即ち、ＣＰＵ２６）は、位置決め制御を開始する（ステップＳ１）。同実施形態では、ＣＰＵ２６は、マルチレート制御系によりシーク制御を実行する（ステップＳ２）。従って、図１に示すように、セレクタ１０は、Ｍコントローラ３０により算出された制御入力値をプラント１に入力するように選択動作する。これにより、ヘッド２１は、目標トラックに向かってシークすることになる。
【００３６】
ヘッド２１が目標トラックに接近した時点で、判定部１１（ＣＰＵ２６の要素）は、シーク制御から位置制御（オントラック制御またはトラック追従制御）への移行と判定し、セレクタ１０を制御する（ステップＳ３のＹＥＳ）。即ち、ここでは、切替モードとしてモード（ＭＡ）が設定されている場合を想定し、セレクタ１０は、マルチレート制御系からシングルレート制御系に切替える（ステップＳ４）。
【００３７】
具体的には、ＣＰＵ２６は、ヘッド２１が目標トラックから所定の範囲まで接近し、Ｍコントローラ３０の制御入力値の大きさが十分に小さくなり、マルチレート用規範入力（５０）が０になった時点で、シングルレート制御系による位置制御（トラック追従制御）に移行する（ステップＳ５）。即ち、目標トラックの範囲内に、ヘッド２１の位置を整定する制御に移行する。
【００３８】
このような制御系の切替動作により、図４に示すように、ヘッド２１のシーク軌道（１０２）は、外乱が加わった場合でも、それほどオーバーシュート量が増大しない。なお、同図（Ａ）は、１トラック範囲（目標位置を０とする）での各制御系及び制御切替によるシーク軌道（１００，１０１，１０２）を示し、一時的な外乱が加わったときの特性を示す。また、同図（Ｂ）は、各シーク軌道に対応する制御系の制御入力値の特性を示す図である。
【００３９】
即ち、シングルレート制御によるシーク軌道（１００）では、目標位置（０）に対するオーバーシュート量が多くなる。また、マルチレート制御によるシーク軌道（１０１）では、外乱に対する応答が速く、相対的にオーバーシュート量は少なくなる。しかしながら、マルチレート制御系では、ＣＰＵ２６の演算処理量が増大する。これに対して、シーク制御から位置制御への移行時に、マルチレート制御系からシングルレート制御系に切替えたときのシーク軌道（１０２）は、シングルレート制御のみによるシーク軌道１００と比較して、外乱によるオーバーシュート量が大幅に抑制される。さらに、位置制御時には、ＣＰＵ２６は、相対的に演算処理量が少ないシングルレート制御系を実行する。従って、ＣＰＵ２６は、位置制御以外のデータ処理に対する効率を高めることができる。ここで、位置制御以外のデータ処理には、データのリード／ライト処理や、キャッシュ制御などが含まれる。
【００４０】
次に、切替モードとして、マルチレート制御系において、振動的な制御入力が発生したときに、シングルレート制御系に切替えるモード（ＭＢ）が設定されている場合を想定する（ステップＳ６）。
【００４１】
即ち、判定部１１は、マルチレート用規範入力が０になった時点以降において、制御入力ｕ（ｋ）と、前サンプルでの制御入力ｕ（ｋ−１）との差が一定値ｕdiffを超えた場合、即ち、下記条件式（５）を満足した時点でシングルレート制御系に切替えるようにセレクタ１０を制御する。
【００４２】
【数５】
0003802297.tif 000006
【００４３】
マルチレート制御系では、サンプル点間のプラント１の状態推定値（位置、速度）は、サンプル点間推定モデル６の精度に依存する。このため、当該推定モデル６とプラント１の動特性（例えばＶＣＭの温度特性など）とに相違がある場合に、振動的な制御入力が発生することがある。具体的には、プラント１にサンプル周期よりも高い周波数の高次共振がある場合、制御入力周期によっては、図５（Ａ）に示すように、共振を励起して、位置制御（オントラック制御）に移行したときに、ヘッド位置決め精度が悪化することがある（シーク軌道１０１を参照）。なお、同図（Ｂ）は、各シーク軌道（１００，１０１，１０２）に対応する制御系の制御入力値の特性を示す図である。
【００４４】
そこで、判定部１１の制御によりセレクタ１０が、マルチレート制御系からシングルレート制御系に切替えることにより、マルチレート制御系の特性要因である振動的な制御入力の発生を抑制できる（図５（Ｂ）を参照）。これにより、図５（Ａ）に示すように、特にシーク制御から位置制御への移行時に、マルチレート制御系からシングルレート制御系に切替えたときのシーク軌道（１０２）は、マルチレート制御のみによるシーク軌道１０１と比較して、位置誤差量が抑制されている。従って、位置制御時に、サンプル点間でのヘッド位置誤差を抑制することにより、目標トラックからデータを再生するときのエラーレートを低下させることが可能となる。また、ヘッド位置決め制御システムにおいて、振動的な制御入力の発生は、シーク動作時の騒音の要因にもなっている。
【００４５】
さらに、切替モードとして、マルチレート制御系において入力飽和が発生したときに、シングルレート制御系に切替えるモード（ＭＣ）が設定されている場合を想定する（ステップＳ７）。
【００４６】
即ち、判定部１１は、サンプル時点ｋでの全てのマルチレート制御入力ｕ（ｋ＋ｉｋ／ｒ）の絶対値が入力上限値ｕmaxを越えた場合に、即ち、下記条件式（６）を満足した時点でシングルレート制御系に切替えるようにセレクタ１０を制御する。
【００４７】
【数６】
0003802297.tif 000007
【００４８】
マルチレート制御系では、サンプル間隔よりも短い時間で制御が実行されるため、シングルレート制御系と比較して、大きな制御入力値が発生し易い（図６（Ｂ）のシングルレート制御系１００及びマルチレート制御系１０１を参照）。このため、マルチレート制御系では、入力飽和が発生し易くなる。サンプル点間推定モデル６では入力飽和が反映されないため、誤った状態推定が成される可能性がある。このため、図６（Ａ）に示すように、マルチレート制御系によるシーク軌道１０１では、大きいオーバーシュートが発生する。
【００４９】
そこで、判定部１１の制御によりセレクタ１０が、マルチレート制御系からシングルレート制御系に切替えることにより、入力飽和を回避させることが可能となる。従って、図６（Ａ）に示すように、オーバーシュート量を抑制したシーク軌道１０２を実現できる。なお、判定部１１は、入力飽和が発生しない場合には、シングルレート制御系からマルチレート制御系に再度切替えるように、セレクタ１０を制御する。従って、マルチレート制御系の特性により、高速シーク動作を継続することが可能となる。
【００５０】
（変形例）
図７は、同実施形態の変形例に関係するヘッド位置決め制御システムを示すブロック図である。同実施形態のシステムは、図１に示すように、シングルレート制御系とマルチレート制御系とを組み合わせて、判定部１１及びセレクタ１０により切替える方式である。
【００５１】
ここで、シングルレート制御系は、換言すればマルチレート制御系において、１サンプル周期で、最小の１回で制御入力値を算出する場合に相当する。従って、シングルレート制御系を、相対的に長い制御入力周期を有するマルチレート制御系として取り扱うことが可能である。これから、同実施形態のシステムを、図７に示すように、マルチレート制御系のみにより構成してもよい。
【００５２】
具体的には、同変形例のシステムは、マルチレート制御系の長周期用制御系（長い制御入力周期を有する制御系）と短周期用制御系（短い制御入力周期を有する制御系）とを組み合わせて、両者を判定部１１及びセレクタ１０により切替える方式である。長周期用制御系は、長周期用のサンプル点間推定モデル部６１と、長周期用追従制御部３０１と、長周期用規範位置軌道の入力部４０１と、長周期用規範入力部５０１とを有する。一方、短周期用制御系は、短周期用のサンプル点間推定モデル部６０と、短周期用追従制御部３００と、短周期用規範位置軌道の入力部４００と、短周期用規範入力部５００とを有する。なお、判定部１１は、同実施形態の場合と同様の動作を実行し、シーク制御を短周期用制御系により実行し、前述した同実施形態の切替条件に従って、長周期用制御系に切替えるようにセレクタ１０を制御する。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ディスク記憶装置に適用するヘッド位置決め制御システムにおいて、マルチレート制御系とシングルレート制御系とを適切に組み合わせて、所定の制御過程における条件に従って両者を切替えることにより、演算処理量の増大、サンプル間状態推定のモデル精度依存性、入力飽和の発生による制御システムの性能が低下を回避することができる。従って、結果的に高性能のヘッド位置決め制御システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に関係するヘッド位置決め制御システムの構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態に関係するＨＤＤの要部を示すブロック図。
【図３】同実施形態のヘッド位置決め制御動作を説明するためのフローチャート。
【図４】同実施形態に関係する制御切替モード（ＭＡ）でのシーク軌道と制御入力値の特性を示す図。
【図５】同実施形態に関係する制御切替モード（ＭＢ）でのシーク軌道と制御入力値の特性を示す図。
【図６】同実施形態に関係する制御切替モード（ＭＣ）でのシーク軌道と制御入力値の特性を示す図。
【図７】同実施形態の変形例に関係するブロック図。
【図８】従来のシングルレート制御系を示すブロック図。
【図９】従来のマルチレート制御系を示すブロック図。
【図１０】従来のシングルレート制御系及びマルチレート制御系をヘッド位置決め制御システムに適用した場合のシーク特性を示す図。
【符号の説明】
１…プラント（制御対象）
２…速度推定オブザーバ
３…コントローラ（追従制御部）
４…規範位置軌道入力部
５…規範入力部
１０…セレクタ
１１…判定部
２０…ディスク
２１…ヘッド
２２…アーム
２３…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
２４…信号処理回路
２５…位置検出回路
２６…ＣＰＵ
２７…ＲＯＭ
２８…ＶＣＭドライバ
２９…スピンドルモータ
３０…マルチレート用追従制御部（Ｍコントローラ）
３１…シングルレート用追従制御部（Ｓコントローラ）
４０…マルチレート用規範位置軌道の入力部
４１…シングルレート用規範位置軌道の入力部
５０…マルチレート用規範入力部
５１…シングルレート用規範入力部
６０…短周期用推定モデル
６１…長周期用推定モデル
３００…短周期用追従制御部
３０１…長周期用追従制御部
４００…短周期用規範位置軌道の入力部
４０１…長周期用規範位置軌道の入力部
５００…短周期用規範入力部
５０１…長周期用規範入力部
【図１】
0003802297.tif 000008
【図２】
0003802297.tif 000009
【図３】
0003802297.tif 000010
【図４】
0003802297.tif 000011
【図５】
0003802297.tif 000012
【図６】
0003802297.tif 000013
【図７】
0003802297.tif 000014
【図８】
0003802297.tif 000015
【図９】
0003802297.tif 000016
【図１０】
0003802297.tif 000017