磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法
【課題】位相特性を改善して制御系の安定性を維持する制御方法を提供すること。
【解決手段】フィードバック制御器３１は、制御対象３５である磁気ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する。また、共振抑圧フィルタ３３によって、制御操作量の第１の周波数成分を抑制する。共振フィルタ３４によって、制御操作量の第２の周波数成分を増大させる。抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータがヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させる。
【解決手段】フィードバック制御器３１は、制御対象３５である磁気ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する。また、共振抑圧フィルタ３３によって、制御操作量の第１の周波数成分を抑制する。共振フィルタ３４によって、制御操作量の第２の周波数成分を増大させる。抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータがヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチレート制御系は、周期の異なる信号が混在するデジタル制御系であり、観測周期を任意に選べないという条件の下で、制御性能を向上させるための制御技術である。
【０００３】
磁気ディスク装置のディスク上には、所定の間隔で位置信号が書き込まれている。ヘッドの位置は、この位置信号を読み出すことで得られる。位置信号の観測周期は、ディスクに書き込まれた位置信号の数とディスクの回転速度から決まるため、任意に設定することができない。一方、ヘッドの位置決め制御のための制御入力の周期は、制御演算プロセッサやＤＡ変換器の性能次第で速くすることができる。このように、磁気ディスクのヘッドの位置決め制御系は、位置信号の観測周期と制御入力の周期とが異なるマルチレート制御系として構成することができる。
【０００４】
制御対象の機械的な共振周波数がナイキスト周波数より高いと、制御入力が機械共振モードを加振してしまうことがある。非特許文献１に記載のマルチレート制御系では、位置信号のサンプリング周波数のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の周波数で動作するデジタルフィルタを使用し、共振周波数付近の制御入力の周波数成分を落とすことが行われている。
【非特許文献１】山口高司，平田光男，藤本博志，「ナノスケールサーボ制御」，第１版，東京電機大学出版局，２００７年１０月２０日，ｐ．１２９−１３０，ｐ．２６８−２６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の磁気ディスク装置では、デジタルフィルタによって制御入力から共振周波数付近の周波数成分を落とす。従って、共振周波数の周波数成分の制御入力は制御対象に加えられず、機械的な共振が抑制される。しかしながら、デジタルフィルタによって共振周波数のゲインを下げると、低周波数域の位相が遅れて位相特性に劣化が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、位相特性を改善して制御系の安定性を維持する磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法は、ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定することと、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータが前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させることを備える。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置は、表面に位置信号が書き込まれた磁気ディスクと、前記磁気ディスクの表面から前記位置信号を読み出すヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する制御部と、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制する第１のフィルタと、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させる第２のフィルタと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記ヘッドを目標位置へ移動させるアクチュエータを備える。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係るフィードバック制御方法は、制御対象の出力を観測することと、前記制御対象を駆動するための制御操作量を、目標値と観測された前記出力との差分に基づいて決定することと、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記アクチュエータが前記制御対象を駆動することを備える。
【発明の効果】
【００１０】
制御操作量の第１の周波数成分を抑制することによって、磁気ディスク装置に生じる機械的な共振を抑制することができる。また制御操作量の第２の周波数成分を増大させることによって、制御系の開ループ伝達関数の位相特性を改善することができる。従って、共振の励起を抑制しつつ位相特性を改善し安定性を維持できる制御方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明による磁気ディスク装置の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る、磁気ディスク装置のサーボ制御系の構成を示すブロック図である。
【００１３】
磁気ディスク装置は、１枚以上の磁気ディスク１１を有する。磁気ディスク１１はスピンドルモータ１２に取り付けられており、スピンドルモータ１２はディスク１１を回転させる。ディスク１１には、各種のデータが記憶される。
【００１４】
ディスク１１の表面上には、ディスクの回転軸を中心とする同心円状に、複数のトラック１３が書き込まれている。図１では説明のために簡略化されているが、実際のディスク１１には、数万から数十万のトラック１３が書き込まれている。データは、このトラック１３に記憶される。
【００１５】
トラック１３は、複数のサーボセクタ１４を含み、これらのサーボセクタ１４はトラック１３を円周方向に等分する。データの記憶は、サーボセクタ１４を１つの単位として行われる。サーボセクタ１４は、サーボ領域１５とデータ領域１６を含む。
【００１６】
サーボ領域１５は、サーボセクタ１４の先頭に配置される。図１では説明のために、サーボ領域１５はディスク１１上に放射状に形成されている。サーボ領域１５の形状は、ヘッド２１の軌跡に合わせてカーブした円弧状であってもよい。サーボ領域１５には、ヘッド２１の位置を検出するためのサーボデータが記録されている。サーボデータは、サーボパターンと呼ばれる磁気的なパターンを含む。一方、データ領域１６には一定量のユーザデータが格納される。
【００１７】
サーボ領域１５に記憶されたサーボデータ、あるいはデータ領域１６に記憶されたユーザデータは、ヘッド２１によって読み出される。ヘッド２１はまた、ディスク１１へのデータの書き込みも行う。ヘッド２１は、データ読み出しのための読み出し素子とデータ書き込みのための書き込み素子を別個に備えてもよいが、一体化された読み出し素子と書き込み素子を備えてもよい。読み出し素子として、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッドが用いられてもよい。また、ディスク１１の数に応じて複数のヘッド２１が備えられてもよい。ヘッド２１は、アーム２２の先端に取り付けられ、アーム２２によってディスクの半径方向に移動される。
【００１８】
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３は、アーム２２に取り付けられたヘッド２１を目標位置にまで移動するための駆動力を発生する。ＶＣＭ２３では、永久磁石を用いてつくられる磁場の中にコイルを配置して、そのコイルに電流を流すことで駆動力を発生させる。駆動力の大きさはＶＣＭ２３のコイルに流れる電流に比例する。ＶＣＭ２３で発生した駆動力は、ピボット２０を中心とした回転運動に変換され、円弧状の軌跡を描いてヘッド２１を移動させる。従って、ヘッド２１を目標の位置まで移動するためには、ＶＣＭ２３に与える電流を制御する必要がある。ヘッド２１は、ＶＣＭ２３が発生する駆動力によって目標のトラック上に移動し、当該トラックにデータを書き込んだり、当該目標のトラックからデータを読み出したりする。
【００１９】
ヘッド２１が読み出した信号は、信号処理回路２４によって復調され、エラー訂正される。ヘッド２１がサーボ領域１５からサーボデータを読み出すと、位置検出回路２５は、読み出されたサーボデータから位置信号を検出して、ヘッド２１の位置を求める。
【００２０】
コントローラ２６は、ＣＰＵ２７とＲＯＭ２８を含み、データの書き込み制御や読み出し制御、ヘッド２１の位置決め制御を含む各種の制御を行う。ＲＯＭ２８には、制御方法を記述したプログラムと制御に必要な制御パラメータが予め格納されている。コントローラ２６は、図示しないＲＡＭをワークメモリとして備えていてもよい。ＲＡＭやＲＯＭ２８は、コントローラ２６に含まれずに、コントローラ２６の外部に備えられてもよい。
【００２１】
ディスク１１上に書き込まれたデータを読み出す場合にも、またディスク１１上にデータを書き込む場合にも、ヘッド２１をディスク１１上の目標の位置へ正確に移動させる必要がある。コントローラ２６は、ＲＯＭ２８に格納されたプログラム及び制御パラメータに従い、ディスク１１上でのヘッド２１の位置決め制御を行う。位置決め制御の際には、ＣＰＵ２７は、位置検出回路２５が検出したヘッド２１の位置、及び図示しないタイマによって測定されたプログラム処理時間に基づいて、ＶＣＭ２３を駆動するための制御入力値（電流値）を決定する。決定された制御入力値はＶＣＭ駆動回路２９に与えられる。
【００２２】
ＶＣＭ駆動回路２９は、コントローラ２６からの命令に応じてＶＣＭ２３に流れる電流を制御する。ＶＣＭ２３に流れる電流が制御されることで、ヘッド２１がディスク１１上の目標の位置へと移動する。
【００２３】
ディスク１１は一定の角速度で回転しており、サーボ領域１５も一定の時間間隔でヘッド２１の下を通過する。このため、位置検出回路２５によるヘッド２１の位置信号の観測周期（サンプリング周期）も一定の時間間隔となる。従ってコントローラ２６は、ＶＣＭ２３に与えられる電流値の決定を、一定の時間間隔で行うこととなる。すなわち、コントローラ２６は、サンプル値制御系を構成している。
【００２４】
磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系では、ヘッド駆動機構系を構成するアーム２２とＶＣＭ２３に機械的な共振が生じる恐れがある。ヘッド駆動機構系の最低次の共振（主共振）よりも高次の共振（高次共振）は、高周波数域における安定性及び位置決め精度に影響を与える。共振特性をどのように安定化するかにより、制御系の制御性能は大きく変化する。特に、制御対象の機械的な共振周波数がナイキスト周波数より高いと、制御入力が機械共振モードを加振してしまうことがある。
【００２５】
以下では、特定の周波数のゲインを抑制する共振抑制フィルタ、及び特定の周波数のゲインを増大させる共振フィルタを用いて、共振の励起を抑制しつつ安定性を維持できるフィードバック制御系について説明する。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のブロック線図である。
【００２７】
この制御系では、制御出力のサンプリング周期を１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）した周期で、制御対象に制御操作量を与えるマルチレートフィードバック制御を行っている。
【００２８】
フィードバック制御器３１は、制御出力の観測周期（サンプリング周期）と同じ周期で動作する制御器である。このフィードバック制御器３１には、目標値と制御出力の差分である偏差が入力される。
【００２９】
本実施形態による磁気ディスク装置では、フィードバック制御器３１は、コントローラ２６によって構成される。フィードバック制御器３１の動作周期は、位置検出回路２５がヘッド２１の位置信号を検出するサンプリング周期と同じ周期である。また、本実施形態によるフィードバック制御器３１には、偏差として位置誤差信号が入力する。位置誤差信号は、ヘッド２１の目標位置信号と、位置検出回路２５によって検出されたヘッド２１の位置信号との差分である。
【００３０】
フィードバック制御器３１は、制御対象３５に加えられる制御操作量（制御入力）を決定する。本実施形態による磁気ディスク装置では、ヘッド２１のディスク１１上での位置が制御の対象となる。ヘッド２１の位置はＶＣＭ２３を流れる電流量によって制御されるため、フィードバック制御器３１はＶＣＭ２３に流す電流値を決定する。決定された電流値はＶＣＭ駆動回路２９を介してＶＣＭ２３に与えられる。これらのＶＣＭ駆動回路２９とＶＣＭ２３が、この制御系のアクチュエータを構成する。
【００３１】
フィードバック制御器３１は、ＶＣＭ２３に入力する電流の値を制御操作量として決定できれば、どのような制御器であってもよい。例えば、フィードバック制御器３１は、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）及び微分制御（Ｄ制御）を行うＰＩＤ制御器であってもよい。また、フィードバック制御器３１は、制御対象３５を安定化させるための位相進み補償や積分補償を行う制御器を含んでもよい。
【００３２】
フィードバック制御器３１からの出力は、アップサンプラ３２に入る。アップサンプラ３２は、フィードバック制御器３１から出力される制御操作量の周期を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍に変換する。アップサンプラ３２は、Ｎステップ同じ値を保持するゼロ次ホールドによる補間を行っている。
【００３３】
共振抑圧フィルタ３３は、磁気ディスク装置の機構に生じる共振によって制御系の安定性が損なわれないよう、ゲインの補償を行う。共振抑圧フィルタ３３は、サンプリング周期の１／Ｎの周期で動作し、特定の周波数のゲインを抑制するフィルタである。本実施形態では、共振抑圧フィルタ３３は、磁気ディスク装置の機構系の高次共振の共振周波数に対して、ゲインを抑制する。共振抑圧フィルタ３３によって共振周波数のゲインが抑制され、共振の励起を抑えられる。共振抑圧フィルタ３３としては、アナログあるいはデジタルのノッチフィルタを用いることができる。
【００３４】
共振抑圧フィルタ３３を用いて高次の共振周波数に対してゲインを下げ、高次共振の励起を抑えることができる。この場合、制御器３１に含まれるかあるいは制御器３１に接続されている位相進み特性を有する図示しない位相進み補償器（又は安定化フィルタ）によって、主共振特性が安定化されてもよい。磁気ディスク装置の機構が複数の共振周波数を有する場合には、それぞれの共振周波数に対応する複数のフィルタを直列に連結した共振抑圧フィルタ３３が用いられてもよい。
【００３５】
従来の磁気ディスク装置では、このように制御器３１の出力に共振抑圧フィルタ３３を付加して制御操作量から共振周波数の成分を落としている。そして、共振周波数の周波数成分が落ちた制御操作量が、制御対象３５に与えられていた。制御対象３５に加えられる制御操作量からは共振周波数の周波数成分が落ちているため、共振の励起が抑制される。
【００３６】
しかしながら、共振抑圧フィルタ３３によって共振周波数のゲインを下げると、低周波数域において位相遅れが発生してしまい、制御系の位相余裕が減少しかねない。
【００３７】
そこで本実施形態では、さらに共振抑圧フィルタ３３に共振フィルタ３４を直列に接続している。共振フィルタ３４は、共振抑圧フィルタ３３とは逆に、特定の周波数のゲインを増大させるフィルタである。特に、共振フィルタ３４によってサンプリング周波数のナイキスト周波数のゲインを上げると、低周波数域の位相を進め、位相特性を改善することができる。本実施形態では、制御対象３５には、共振フィルタ３４から出力された制御操作量が加えられることになる。なお、図２のとおり共振フィルタ３４は共振抑圧フィルタ３３の後に接続されていることから、共振フィルタ３４は共振抑圧フィルタ３３と同じ周期（サンプリング周期の１／Ｎ）で動作する。
【００３８】
以下では、共振フィルタ３４を備えることによる位相特性の改善について説明する。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る共振抑圧フィルタ及び共振フィルタの特性の一例を示すボード線図である。図３では、アップサンプラ３２の設定をＮ＝２に、すなわち制御操作量の周期を位置信号観測周期の１／２に設定したときの例である。
【００４０】
図３に示すように、共振抑圧フィルタは、特定の周波数、すなわち共振周波数付近のゲインを抑制する。このため、低周波数域では、位相に遅れが生じている。すなわち低周波数域の位相特性が劣化している。
【００４１】
これに対して、共振フィルタは、特定の周波数、すなわち位置誤差検出回路２５によるヘッド２１の位置信号の観測周期（サンプリング周期）から定められるナイキスト周波数のゲインを増大させる。このため、低周波数域では、図３に示すように位相が進んでおり、低周波数域の位相特性が改善されていることがわかる。
【００４２】
この共振抑圧フィルタと共振フィルタとを組み合わせた場合の特性は、図３において実線で示される。図示のように、共振周波数のゲインは抑制されるが、低周波数域の位相が進み、位相特性の改善が見られるようになる。
【００４３】
従って、共振抑圧フィルタと共振フィルタの組み合わせによって、磁気ディスク装置の機械的な共振を抑制しつつ、位相特性の劣化を防ぐことができる。
【００４４】
図４は、本実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のナイキスト線図を示す図である。共振抑圧フィルタのみを用いる制御系のナイキスト線図は破線で、共振抑圧フィルタと共振フィルタの組み合わせた制御系のナイキスト線図は実線で示されている。
【００４５】
共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタとを組合せた場合では、ナイキスト線図の右半平面が広がる。これは共振フィルタによってナイキスト周波数のゲインを上昇させているためである。しかしながら、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた制御系のナイキスト線図が、ナイキストの安定判別法で着目する（−１，０）の点を回ることはない。従って、この場合でも制御系の安定性は保たれていることがわかる。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系の開ループ伝達関数の特性を示す図である。破線は共振抑圧フィルタのみを用いる制御系の開ループ伝達関数を示し、実線は共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた制御系の開ループ伝達関数を示す。
【００４７】
図５に示すように、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、ナイキスト周波数近辺のゲインは上昇している。しかしながら、位相が大きく回るため、安定性は保たれていることがわかる。
【００４８】
また、共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、位相余裕が大きくなっている。従って、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合のほうが、位相に関して安定性が向上していることがわかる。ここで、位相余裕とは、ゲインが０ｄＢとなる周波数における位相角のことで、ここからどれだけ位相が変わると系が不安定になるかを示す。
【００４９】
同様に、共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、ゲイン余裕も向上している。従って、ゲインに関しても共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合のほうが、より性能が向上していることが分かる。
【００５０】
このように、共振抑圧フィルタ３３と共振フィルタ３４を組み合わせることによって、制御対象の共振を抑制しつつ、低周波数域の位相特性を改善することができる。特に、ナイキスト周波数のゲインを上げることで、フィードバック制御系の安定性が保たれる。
【００５１】
上述の実施形態では、共振フィルタ３４は、サンプリング周波数のナイキスト周波数についてゲインを上げるだけなので、装置の構成をそれほど複雑なものにしなくてもすむ。また、どのようなフィードバック制御器３１に対しても適用可能となる。
【００５２】
上述の実施形態においては、磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系に対して、図２に示すマルチレートフィードバック制御系を適用する場合が、一例として説明された。しかしながら、図２に示すマルチレートフィードバック制御系は、磁気ディスク装置以外の制御系にも導入できる。例えば、制御対象が複数の異なるセンサによって観測される制御系は、これらのセンサのサンプリング周期が互いに異なるため、本質的にマルチレート制御系である。このような制御系に対しても、図２の制御系が導入できる。
【００５３】
また上述の実施形態では、制御操作量としてＶＣＭ２３の電流値が入力され、観測出力としてヘッド２１の位置誤差信号が観測される１入力１出力系が、図２に示す制御系の一例として説明された。しかしながら、図２の制御系は、多入力多出力制御系に対しても適用できる。１つの制御入力で複数の観測出力を制御する場合には、上述の実施形態と同様に、当該１つの制御入力に対して共振抑圧フィルタ３３及び共振フィルタ３４を付加すればよい。また、複数の制御入力がある場合には、それぞれの制御入力に対して、共振抑圧フィルタ３３及び共振フィルタ３４を付加してもよい。
【００５４】
また、上述の説明では、共振抑圧フィルタ３３によって高次共振の共振周波数についてゲインを下げるとした。しかしながら、共振抑圧フィルタ３３によって、すべての共振周波数についてゲインを下げてもよい。
【００５５】
図２に示す制御系は、他の制御系の一部として実現されてもよく、あるいは他の制御系をその一部として含んでもよい。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、共振特性をナイキスト周波数に持つ共振フィルタをマルチレートフィードバック制御系に加えることで、開ループ伝達関数の位相特性を改善した。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５８】
また、本発明は、コンピュータに所定の手段を実行させるため、コンピュータを所定の手段として機能させるため、コンピュータに所定の機能を実現させるため、あるいはプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る、磁気ディスク装置のサーボ制御系の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のブロック線図。
【図３】本発明の一実施形態に係る、共振抑圧フィルタ及び共振フィルタの特性を示すボード線図。
【図４】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のナイキスト線図を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系の開ループ伝達関数の特性を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…トラック、１４…サーボセクタ、１５…サーボ領域、１６…データ領域、２０…ピボット、２１…ヘッド、２２…アーム、２３…ボイスコイルモータ、２４…信号処理回路、２５…位置検出回路、２６…コントローラ、２７…ＣＰＵ、２８…ＲＯＭ、２９…ＶＣＭ駆動回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチレート制御系は、周期の異なる信号が混在するデジタル制御系であり、観測周期を任意に選べないという条件の下で、制御性能を向上させるための制御技術である。
【０００３】
磁気ディスク装置のディスク上には、所定の間隔で位置信号が書き込まれている。ヘッドの位置は、この位置信号を読み出すことで得られる。位置信号の観測周期は、ディスクに書き込まれた位置信号の数とディスクの回転速度から決まるため、任意に設定することができない。一方、ヘッドの位置決め制御のための制御入力の周期は、制御演算プロセッサやＤＡ変換器の性能次第で速くすることができる。このように、磁気ディスクのヘッドの位置決め制御系は、位置信号の観測周期と制御入力の周期とが異なるマルチレート制御系として構成することができる。
【０００４】
制御対象の機械的な共振周波数がナイキスト周波数より高いと、制御入力が機械共振モードを加振してしまうことがある。非特許文献１に記載のマルチレート制御系では、位置信号のサンプリング周波数のＮ（Ｎは２以上の整数）倍の周波数で動作するデジタルフィルタを使用し、共振周波数付近の制御入力の周波数成分を落とすことが行われている。
【非特許文献１】山口高司，平田光男，藤本博志，「ナノスケールサーボ制御」，第１版，東京電機大学出版局，２００７年１０月２０日，ｐ．１２９−１３０，ｐ．２６８−２６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の磁気ディスク装置では、デジタルフィルタによって制御入力から共振周波数付近の周波数成分を落とす。従って、共振周波数の周波数成分の制御入力は制御対象に加えられず、機械的な共振が抑制される。しかしながら、デジタルフィルタによって共振周波数のゲインを下げると、低周波数域の位相が遅れて位相特性に劣化が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、位相特性を改善して制御系の安定性を維持する磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法は、ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定することと、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータが前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させることを備える。
【０００８】
また、本発明の一実施形態に係る磁気ディスク装置は、表面に位置信号が書き込まれた磁気ディスクと、前記磁気ディスクの表面から前記位置信号を読み出すヘッドと、前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する制御部と、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制する第１のフィルタと、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させる第２のフィルタと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記ヘッドを目標位置へ移動させるアクチュエータを備える。
【０００９】
また、本発明の一実施形態に係るフィードバック制御方法は、制御対象の出力を観測することと、前記制御対象を駆動するための制御操作量を、目標値と観測された前記出力との差分に基づいて決定することと、前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記アクチュエータが前記制御対象を駆動することを備える。
【発明の効果】
【００１０】
制御操作量の第１の周波数成分を抑制することによって、磁気ディスク装置に生じる機械的な共振を抑制することができる。また制御操作量の第２の周波数成分を増大させることによって、制御系の開ループ伝達関数の位相特性を改善することができる。従って、共振の励起を抑制しつつ位相特性を改善し安定性を維持できる制御方法が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明による磁気ディスク装置の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る、磁気ディスク装置のサーボ制御系の構成を示すブロック図である。
【００１３】
磁気ディスク装置は、１枚以上の磁気ディスク１１を有する。磁気ディスク１１はスピンドルモータ１２に取り付けられており、スピンドルモータ１２はディスク１１を回転させる。ディスク１１には、各種のデータが記憶される。
【００１４】
ディスク１１の表面上には、ディスクの回転軸を中心とする同心円状に、複数のトラック１３が書き込まれている。図１では説明のために簡略化されているが、実際のディスク１１には、数万から数十万のトラック１３が書き込まれている。データは、このトラック１３に記憶される。
【００１５】
トラック１３は、複数のサーボセクタ１４を含み、これらのサーボセクタ１４はトラック１３を円周方向に等分する。データの記憶は、サーボセクタ１４を１つの単位として行われる。サーボセクタ１４は、サーボ領域１５とデータ領域１６を含む。
【００１６】
サーボ領域１５は、サーボセクタ１４の先頭に配置される。図１では説明のために、サーボ領域１５はディスク１１上に放射状に形成されている。サーボ領域１５の形状は、ヘッド２１の軌跡に合わせてカーブした円弧状であってもよい。サーボ領域１５には、ヘッド２１の位置を検出するためのサーボデータが記録されている。サーボデータは、サーボパターンと呼ばれる磁気的なパターンを含む。一方、データ領域１６には一定量のユーザデータが格納される。
【００１７】
サーボ領域１５に記憶されたサーボデータ、あるいはデータ領域１６に記憶されたユーザデータは、ヘッド２１によって読み出される。ヘッド２１はまた、ディスク１１へのデータの書き込みも行う。ヘッド２１は、データ読み出しのための読み出し素子とデータ書き込みのための書き込み素子を別個に備えてもよいが、一体化された読み出し素子と書き込み素子を備えてもよい。読み出し素子として、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲヘッドが用いられてもよい。また、ディスク１１の数に応じて複数のヘッド２１が備えられてもよい。ヘッド２１は、アーム２２の先端に取り付けられ、アーム２２によってディスクの半径方向に移動される。
【００１８】
ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３は、アーム２２に取り付けられたヘッド２１を目標位置にまで移動するための駆動力を発生する。ＶＣＭ２３では、永久磁石を用いてつくられる磁場の中にコイルを配置して、そのコイルに電流を流すことで駆動力を発生させる。駆動力の大きさはＶＣＭ２３のコイルに流れる電流に比例する。ＶＣＭ２３で発生した駆動力は、ピボット２０を中心とした回転運動に変換され、円弧状の軌跡を描いてヘッド２１を移動させる。従って、ヘッド２１を目標の位置まで移動するためには、ＶＣＭ２３に与える電流を制御する必要がある。ヘッド２１は、ＶＣＭ２３が発生する駆動力によって目標のトラック上に移動し、当該トラックにデータを書き込んだり、当該目標のトラックからデータを読み出したりする。
【００１９】
ヘッド２１が読み出した信号は、信号処理回路２４によって復調され、エラー訂正される。ヘッド２１がサーボ領域１５からサーボデータを読み出すと、位置検出回路２５は、読み出されたサーボデータから位置信号を検出して、ヘッド２１の位置を求める。
【００２０】
コントローラ２６は、ＣＰＵ２７とＲＯＭ２８を含み、データの書き込み制御や読み出し制御、ヘッド２１の位置決め制御を含む各種の制御を行う。ＲＯＭ２８には、制御方法を記述したプログラムと制御に必要な制御パラメータが予め格納されている。コントローラ２６は、図示しないＲＡＭをワークメモリとして備えていてもよい。ＲＡＭやＲＯＭ２８は、コントローラ２６に含まれずに、コントローラ２６の外部に備えられてもよい。
【００２１】
ディスク１１上に書き込まれたデータを読み出す場合にも、またディスク１１上にデータを書き込む場合にも、ヘッド２１をディスク１１上の目標の位置へ正確に移動させる必要がある。コントローラ２６は、ＲＯＭ２８に格納されたプログラム及び制御パラメータに従い、ディスク１１上でのヘッド２１の位置決め制御を行う。位置決め制御の際には、ＣＰＵ２７は、位置検出回路２５が検出したヘッド２１の位置、及び図示しないタイマによって測定されたプログラム処理時間に基づいて、ＶＣＭ２３を駆動するための制御入力値（電流値）を決定する。決定された制御入力値はＶＣＭ駆動回路２９に与えられる。
【００２２】
ＶＣＭ駆動回路２９は、コントローラ２６からの命令に応じてＶＣＭ２３に流れる電流を制御する。ＶＣＭ２３に流れる電流が制御されることで、ヘッド２１がディスク１１上の目標の位置へと移動する。
【００２３】
ディスク１１は一定の角速度で回転しており、サーボ領域１５も一定の時間間隔でヘッド２１の下を通過する。このため、位置検出回路２５によるヘッド２１の位置信号の観測周期（サンプリング周期）も一定の時間間隔となる。従ってコントローラ２６は、ＶＣＭ２３に与えられる電流値の決定を、一定の時間間隔で行うこととなる。すなわち、コントローラ２６は、サンプル値制御系を構成している。
【００２４】
磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系では、ヘッド駆動機構系を構成するアーム２２とＶＣＭ２３に機械的な共振が生じる恐れがある。ヘッド駆動機構系の最低次の共振（主共振）よりも高次の共振（高次共振）は、高周波数域における安定性及び位置決め精度に影響を与える。共振特性をどのように安定化するかにより、制御系の制御性能は大きく変化する。特に、制御対象の機械的な共振周波数がナイキスト周波数より高いと、制御入力が機械共振モードを加振してしまうことがある。
【００２５】
以下では、特定の周波数のゲインを抑制する共振抑制フィルタ、及び特定の周波数のゲインを増大させる共振フィルタを用いて、共振の励起を抑制しつつ安定性を維持できるフィードバック制御系について説明する。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のブロック線図である。
【００２７】
この制御系では、制御出力のサンプリング周期を１／Ｎ倍（Ｎは２以上の整数）した周期で、制御対象に制御操作量を与えるマルチレートフィードバック制御を行っている。
【００２８】
フィードバック制御器３１は、制御出力の観測周期（サンプリング周期）と同じ周期で動作する制御器である。このフィードバック制御器３１には、目標値と制御出力の差分である偏差が入力される。
【００２９】
本実施形態による磁気ディスク装置では、フィードバック制御器３１は、コントローラ２６によって構成される。フィードバック制御器３１の動作周期は、位置検出回路２５がヘッド２１の位置信号を検出するサンプリング周期と同じ周期である。また、本実施形態によるフィードバック制御器３１には、偏差として位置誤差信号が入力する。位置誤差信号は、ヘッド２１の目標位置信号と、位置検出回路２５によって検出されたヘッド２１の位置信号との差分である。
【００３０】
フィードバック制御器３１は、制御対象３５に加えられる制御操作量（制御入力）を決定する。本実施形態による磁気ディスク装置では、ヘッド２１のディスク１１上での位置が制御の対象となる。ヘッド２１の位置はＶＣＭ２３を流れる電流量によって制御されるため、フィードバック制御器３１はＶＣＭ２３に流す電流値を決定する。決定された電流値はＶＣＭ駆動回路２９を介してＶＣＭ２３に与えられる。これらのＶＣＭ駆動回路２９とＶＣＭ２３が、この制御系のアクチュエータを構成する。
【００３１】
フィードバック制御器３１は、ＶＣＭ２３に入力する電流の値を制御操作量として決定できれば、どのような制御器であってもよい。例えば、フィードバック制御器３１は、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）及び微分制御（Ｄ制御）を行うＰＩＤ制御器であってもよい。また、フィードバック制御器３１は、制御対象３５を安定化させるための位相進み補償や積分補償を行う制御器を含んでもよい。
【００３２】
フィードバック制御器３１からの出力は、アップサンプラ３２に入る。アップサンプラ３２は、フィードバック制御器３１から出力される制御操作量の周期を１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）倍に変換する。アップサンプラ３２は、Ｎステップ同じ値を保持するゼロ次ホールドによる補間を行っている。
【００３３】
共振抑圧フィルタ３３は、磁気ディスク装置の機構に生じる共振によって制御系の安定性が損なわれないよう、ゲインの補償を行う。共振抑圧フィルタ３３は、サンプリング周期の１／Ｎの周期で動作し、特定の周波数のゲインを抑制するフィルタである。本実施形態では、共振抑圧フィルタ３３は、磁気ディスク装置の機構系の高次共振の共振周波数に対して、ゲインを抑制する。共振抑圧フィルタ３３によって共振周波数のゲインが抑制され、共振の励起を抑えられる。共振抑圧フィルタ３３としては、アナログあるいはデジタルのノッチフィルタを用いることができる。
【００３４】
共振抑圧フィルタ３３を用いて高次の共振周波数に対してゲインを下げ、高次共振の励起を抑えることができる。この場合、制御器３１に含まれるかあるいは制御器３１に接続されている位相進み特性を有する図示しない位相進み補償器（又は安定化フィルタ）によって、主共振特性が安定化されてもよい。磁気ディスク装置の機構が複数の共振周波数を有する場合には、それぞれの共振周波数に対応する複数のフィルタを直列に連結した共振抑圧フィルタ３３が用いられてもよい。
【００３５】
従来の磁気ディスク装置では、このように制御器３１の出力に共振抑圧フィルタ３３を付加して制御操作量から共振周波数の成分を落としている。そして、共振周波数の周波数成分が落ちた制御操作量が、制御対象３５に与えられていた。制御対象３５に加えられる制御操作量からは共振周波数の周波数成分が落ちているため、共振の励起が抑制される。
【００３６】
しかしながら、共振抑圧フィルタ３３によって共振周波数のゲインを下げると、低周波数域において位相遅れが発生してしまい、制御系の位相余裕が減少しかねない。
【００３７】
そこで本実施形態では、さらに共振抑圧フィルタ３３に共振フィルタ３４を直列に接続している。共振フィルタ３４は、共振抑圧フィルタ３３とは逆に、特定の周波数のゲインを増大させるフィルタである。特に、共振フィルタ３４によってサンプリング周波数のナイキスト周波数のゲインを上げると、低周波数域の位相を進め、位相特性を改善することができる。本実施形態では、制御対象３５には、共振フィルタ３４から出力された制御操作量が加えられることになる。なお、図２のとおり共振フィルタ３４は共振抑圧フィルタ３３の後に接続されていることから、共振フィルタ３４は共振抑圧フィルタ３３と同じ周期（サンプリング周期の１／Ｎ）で動作する。
【００３８】
以下では、共振フィルタ３４を備えることによる位相特性の改善について説明する。
【００３９】
図３は、本実施形態に係る共振抑圧フィルタ及び共振フィルタの特性の一例を示すボード線図である。図３では、アップサンプラ３２の設定をＮ＝２に、すなわち制御操作量の周期を位置信号観測周期の１／２に設定したときの例である。
【００４０】
図３に示すように、共振抑圧フィルタは、特定の周波数、すなわち共振周波数付近のゲインを抑制する。このため、低周波数域では、位相に遅れが生じている。すなわち低周波数域の位相特性が劣化している。
【００４１】
これに対して、共振フィルタは、特定の周波数、すなわち位置誤差検出回路２５によるヘッド２１の位置信号の観測周期（サンプリング周期）から定められるナイキスト周波数のゲインを増大させる。このため、低周波数域では、図３に示すように位相が進んでおり、低周波数域の位相特性が改善されていることがわかる。
【００４２】
この共振抑圧フィルタと共振フィルタとを組み合わせた場合の特性は、図３において実線で示される。図示のように、共振周波数のゲインは抑制されるが、低周波数域の位相が進み、位相特性の改善が見られるようになる。
【００４３】
従って、共振抑圧フィルタと共振フィルタの組み合わせによって、磁気ディスク装置の機械的な共振を抑制しつつ、位相特性の劣化を防ぐことができる。
【００４４】
図４は、本実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のナイキスト線図を示す図である。共振抑圧フィルタのみを用いる制御系のナイキスト線図は破線で、共振抑圧フィルタと共振フィルタの組み合わせた制御系のナイキスト線図は実線で示されている。
【００４５】
共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタとを組合せた場合では、ナイキスト線図の右半平面が広がる。これは共振フィルタによってナイキスト周波数のゲインを上昇させているためである。しかしながら、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた制御系のナイキスト線図が、ナイキストの安定判別法で着目する（−１，０）の点を回ることはない。従って、この場合でも制御系の安定性は保たれていることがわかる。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系の開ループ伝達関数の特性を示す図である。破線は共振抑圧フィルタのみを用いる制御系の開ループ伝達関数を示し、実線は共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた制御系の開ループ伝達関数を示す。
【００４７】
図５に示すように、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、ナイキスト周波数近辺のゲインは上昇している。しかしながら、位相が大きく回るため、安定性は保たれていることがわかる。
【００４８】
また、共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、位相余裕が大きくなっている。従って、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合のほうが、位相に関して安定性が向上していることがわかる。ここで、位相余裕とは、ゲインが０ｄＢとなる周波数における位相角のことで、ここからどれだけ位相が変わると系が不安定になるかを示す。
【００４９】
同様に、共振抑圧フィルタのみを用いる場合に比べて、共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合では、ゲイン余裕も向上している。従って、ゲインに関しても共振抑圧フィルタと共振フィルタを組み合わせた場合のほうが、より性能が向上していることが分かる。
【００５０】
このように、共振抑圧フィルタ３３と共振フィルタ３４を組み合わせることによって、制御対象の共振を抑制しつつ、低周波数域の位相特性を改善することができる。特に、ナイキスト周波数のゲインを上げることで、フィードバック制御系の安定性が保たれる。
【００５１】
上述の実施形態では、共振フィルタ３４は、サンプリング周波数のナイキスト周波数についてゲインを上げるだけなので、装置の構成をそれほど複雑なものにしなくてもすむ。また、どのようなフィードバック制御器３１に対しても適用可能となる。
【００５２】
上述の実施形態においては、磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御系に対して、図２に示すマルチレートフィードバック制御系を適用する場合が、一例として説明された。しかしながら、図２に示すマルチレートフィードバック制御系は、磁気ディスク装置以外の制御系にも導入できる。例えば、制御対象が複数の異なるセンサによって観測される制御系は、これらのセンサのサンプリング周期が互いに異なるため、本質的にマルチレート制御系である。このような制御系に対しても、図２の制御系が導入できる。
【００５３】
また上述の実施形態では、制御操作量としてＶＣＭ２３の電流値が入力され、観測出力としてヘッド２１の位置誤差信号が観測される１入力１出力系が、図２に示す制御系の一例として説明された。しかしながら、図２の制御系は、多入力多出力制御系に対しても適用できる。１つの制御入力で複数の観測出力を制御する場合には、上述の実施形態と同様に、当該１つの制御入力に対して共振抑圧フィルタ３３及び共振フィルタ３４を付加すればよい。また、複数の制御入力がある場合には、それぞれの制御入力に対して、共振抑圧フィルタ３３及び共振フィルタ３４を付加してもよい。
【００５４】
また、上述の説明では、共振抑圧フィルタ３３によって高次共振の共振周波数についてゲインを下げるとした。しかしながら、共振抑圧フィルタ３３によって、すべての共振周波数についてゲインを下げてもよい。
【００５５】
図２に示す制御系は、他の制御系の一部として実現されてもよく、あるいは他の制御系をその一部として含んでもよい。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、共振特性をナイキスト周波数に持つ共振フィルタをマルチレートフィードバック制御系に加えることで、開ループ伝達関数の位相特性を改善した。
【００５７】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５８】
また、本発明は、コンピュータに所定の手段を実行させるため、コンピュータを所定の手段として機能させるため、コンピュータに所定の機能を実現させるため、あるいはプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る、磁気ディスク装置のサーボ制御系の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のブロック線図。
【図３】本発明の一実施形態に係る、共振抑圧フィルタ及び共振フィルタの特性を示すボード線図。
【図４】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系のナイキスト線図を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る、マルチレートフィードバック制御系の開ループ伝達関数の特性を示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１１…ディスク、１２…スピンドルモータ、１３…トラック、１４…サーボセクタ、１５…サーボ領域、１６…データ領域、２０…ピボット、２１…ヘッド、２２…アーム、２３…ボイスコイルモータ、２４…信号処理回路、２５…位置検出回路、２６…コントローラ、２７…ＣＰＵ、２８…ＲＯＭ、２９…ＶＣＭ駆動回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定することと、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータが前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させることと、
を備える磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法。
【請求項２】
前記第１の周波数成分の抑制は、第１の周波数のゲインを下げる第１のフィルタリングによって行われ、
前記第２の周波数成分の抑制は、第２の周波数のゲインを上げる第２のフィルタリングによって行われる、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記ヘッドは、前記磁気ディスクの表面から第１の周期で位置信号を読み出し、
前記制御操作量は、前記ヘッドの目標位置信号と前記ヘッドが読み出した位置信号との差分に基づいて、前記第１の周期で決定され、
前記第１の周波数成分の抑制及び前記第２の周波数成分の増大は、第２の周期で行われる、請求項１に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項６】
前記制御操作量のサンプリング周期を、サンプラによって前記第１の周期から前記第２の周期に変更することを更に備える請求項３に記載の制御方法。
【請求項７】
前記第１の周期は前記第２の周期の整数倍である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項８】
表面に位置信号が書き込まれた磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの表面から前記位置信号を読み出すヘッドと、
前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する制御部と、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制する第１のフィルタと、
前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させる第２のフィルタと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記ヘッドを目標位置へ移動させるアクチュエータと、
を備える磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記第１のフィルタは、第１の周波数のゲインを下げ
前記第２のフィルタは、第２の周波数のゲインを上げる、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記ヘッドは、前記磁気ディスクの表面から第１の周期で前記位置信号を読み出し、
前記制御部は、前記ヘッドの目標位置信号と前記ヘッドが読み出した前記位置信号との差分に基づいて、前記制御操作量を前記第１の周期で決定し、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、第２の周期で動作する、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記制御操作量のサンプリング周期を、前記第１の周期から前記第２の周期に変更するサンプラを更に備える、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記第１の周期は前記第２の周期の整数倍である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
制御対象の出力を観測することと、
前記制御対象を駆動するための制御操作量を、目標値と観測された前記出力との差分に基づいて決定することと、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記アクチュエータが前記制御対象を駆動することと、
を備えるフィードバック制御方法。
【請求項１６】
前記第１の周波数成分の抑制は、第１の周波数のゲインを下げる第１のフィルタリングによって行われ、
前記第２の周波数成分の抑制は、第２の周波数のゲインを上げる第２のフィルタリングによって行われる、請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記制御対象は第１の周期で観測され、
前記制御操作量は前記第１の周期で決定され、
前記第１の周波数成分の抑制及び前記第２の周波数成分の増大は、第２の周期で行われる、請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項１７に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項１７に記載の制御方法。
【請求項１】
ヘッドを磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定することと、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、アクチュエータが前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させることと、
を備える磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御方法。
【請求項２】
前記第１の周波数成分の抑制は、第１の周波数のゲインを下げる第１のフィルタリングによって行われ、
前記第２の周波数成分の抑制は、第２の周波数のゲインを上げる第２のフィルタリングによって行われる、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記ヘッドは、前記磁気ディスクの表面から第１の周期で位置信号を読み出し、
前記制御操作量は、前記ヘッドの目標位置信号と前記ヘッドが読み出した位置信号との差分に基づいて、前記第１の周期で決定され、
前記第１の周波数成分の抑制及び前記第２の周波数成分の増大は、第２の周期で行われる、請求項１に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項６】
前記制御操作量のサンプリング周期を、サンプラによって前記第１の周期から前記第２の周期に変更することを更に備える請求項３に記載の制御方法。
【請求項７】
前記第１の周期は前記第２の周期の整数倍である、請求項３に記載の制御方法。
【請求項８】
表面に位置信号が書き込まれた磁気ディスクと、
前記磁気ディスクの表面から前記位置信号を読み出すヘッドと、
前記ヘッドを前記磁気ディスク上の目標位置へ移動させるための制御操作量を決定する制御部と、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制する第１のフィルタと、
前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させる第２のフィルタと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記ヘッドを目標位置へ移動させるアクチュエータと、
を備える磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記第１のフィルタは、第１の周波数のゲインを下げ
前記第２のフィルタは、第２の周波数のゲインを上げる、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記ヘッドは、前記磁気ディスクの表面から第１の周期で前記位置信号を読み出し、
前記制御部は、前記ヘッドの目標位置信号と前記ヘッドが読み出した前記位置信号との差分に基づいて、前記制御操作量を前記第１の周期で決定し、
前記第１のフィルタ及び前記第２のフィルタは、第２の周期で動作する、請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１１】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１２】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１３】
前記制御操作量のサンプリング周期を、前記第１の周期から前記第２の周期に変更するサンプラを更に備える、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記第１の周期は前記第２の周期の整数倍である、請求項１０に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
制御対象の出力を観測することと、
前記制御対象を駆動するための制御操作量を、目標値と観測された前記出力との差分に基づいて決定することと、
前記制御操作量の第１の周波数成分を抑制し、前記制御操作量の第２の周波数成分を増大させることと、
前記抑制及び増大後の制御操作量に応じて、前記アクチュエータが前記制御対象を駆動することと、
を備えるフィードバック制御方法。
【請求項１６】
前記第１の周波数成分の抑制は、第１の周波数のゲインを下げる第１のフィルタリングによって行われ、
前記第２の周波数成分の抑制は、第２の周波数のゲインを上げる第２のフィルタリングによって行われる、請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
前記制御対象は第１の周期で観測され、
前記制御操作量は前記第１の周期で決定され、
前記第１の周波数成分の抑制及び前記第２の周波数成分の増大は、第２の周期で行われる、請求項１５に記載の制御方法。
【請求項１８】
前記第１の周波数は、前記アクチュエータの共振周波数である、請求項１７に記載の制御方法。
【請求項１９】
前記第２の周波数は、前記第１の周期のナイキスト周波数である、請求項１７に記載の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０２７９５（Ｐ２０１０−１０２７９５Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７４６９１（Ｐ２００８−２７４６９１）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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