專利名稱：用于伺服控制的振動(dòng)抑制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及硬盤驅(qū)動(dòng)器控制，尤其涉及抑制外部機(jī)械振動(dòng)對(duì)硬盤驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的影響。
背景技術(shù)：
硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)在各種環(huán)境中使用，而且有時(shí)候它們由于外部機(jī)械振動(dòng)而遭受性能下降。在過去，當(dāng)盤驅(qū)動(dòng)器具有低數(shù)據(jù)容量時(shí)，軌道間距較大而且與數(shù)據(jù)軌道間距相比、機(jī)械振動(dòng)反映了較小的磁頭運(yùn)動(dòng)。然而近來，軌道間距已經(jīng)變得非常窄，甚至小的振動(dòng)也可以導(dǎo)致大的脫軌(off-track)運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致性能的降低。以前，僅僅在不平常的操作環(huán)境下會(huì)遇到這種由于外部振動(dòng)而引起的降低，但是今天在典型的操作條件下也可以作為性能下降而觀察到它。雖然由于盤旋轉(zhuǎn)而引起的振動(dòng)具有窄的頻帶，但是外部機(jī)械振動(dòng)可以具有實(shí)質(zhì)上更寬的頻帶。可以使用多種技術(shù)來解決由外部振動(dòng)引起的問題。
加速度前饋控制方法利用旋轉(zhuǎn)振動(dòng)傳感器的輸出，并且把該輸出向前饋送到致動(dòng)器控制信號(hào)，以便磁頭運(yùn)動(dòng)抵消將該磁頭移出軌道的振動(dòng)。當(dāng)振動(dòng)是旋轉(zhuǎn)時(shí)，這種方法有效地起作用，對(duì)于這種振動(dòng)而言，從傳感器輸出的傳遞函數(shù)的增益和相位以及位置誤差信號(hào)是已知的，并且不會(huì)有太多的變化。但是，磁頭位置不僅受平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響，而且還受到不能由旋轉(zhuǎn)振動(dòng)傳感器獲得的各種類型線性和旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響。
追趕峰值濾波器(chasing peak filter)方法使用自適應(yīng)地改變峰值濾波器的頻率、并且跟蹤振動(dòng)源的頻率改變的峰值濾波器。峰值濾波器起作用以在特定頻率增加誤差抑制性能。因?yàn)榉逯禐V波器具有窄的帶寬，所以對(duì)于其中振動(dòng)具有多個(gè)峰值頻率或者更寬的頻譜的情況，它不能有效地起作用。
已經(jīng)使用了在驅(qū)動(dòng)器通電處理開始時(shí)、通過掃描峰值頻率來標(biāo)識(shí)最佳峰值濾波器頻率的方法。這種方法僅僅對(duì)其中振動(dòng)特性不隨時(shí)間改變的情況起作用。即使當(dāng)這種方法可以用于數(shù)據(jù)恢復(fù)處理時(shí)，因?yàn)樵摲椒ㄐ枰喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，所以性能缺點(diǎn)將仍然是相當(dāng)大的。
減震架是用于降低從外部振動(dòng)源到驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際振動(dòng)的傳遞函數(shù)的HDD安裝機(jī)構(gòu)，而且當(dāng)振動(dòng)頻率高于安裝機(jī)構(gòu)的共振頻率時(shí)，其有效地起作用。問題是安裝機(jī)構(gòu)在它自己的共振頻率處增強(qiáng)振動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了這樣一種方法，其修改HDD頭致動(dòng)器的控制器，以增加誤差抑制能力、并在寬頻范圍上(例如，10-100Hz)抑制影響磁頭運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)，由此最小化由外部振動(dòng)所引起的性能下降。多個(gè)峰值濾波器連接于HDD頭致動(dòng)器的伺服控制器，以提供寬的峰值濾波器頻率帶寬。峰值濾波器可以根據(jù)要求被分別使能或者無效，而且可以是可變的，以根據(jù)要求向上或者向下調(diào)整峰值濾波器頻率。用這種方法，峰值濾波器可以適合于在相對(duì)寬的頻率帶寬上抑制一定范圍的振動(dòng)。
本發(fā)明的一個(gè)方面是抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含控制器，提供控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋回路，反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；多個(gè)峰值濾波器，連接到控制器并且具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，每個(gè)峰值濾波器具有峰值濾波器輸出；以及管理器模塊，與峰值濾波器相連，以有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
在某些實(shí)施例中，多個(gè)峰值濾波器并聯(lián)連接到控制器。管理器模塊被配置為，如果誤差信號(hào)不超過預(yù)置的誤差信號(hào)閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。管理器模塊被配置為，如果最大的峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入不超過預(yù)置比率閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。管理器模塊可以被配置為，如果至少一個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。管理器模塊可以被配置為，如果一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則將一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
在特定實(shí)施例中，至少一個(gè)峰值濾波器具有可變峰值頻率。峰值濾波器可以全部都具有可變峰值頻率?？梢蕴峁╊l率識(shí)別模塊以確定外部干擾的頻率，而且管理器模塊被配置為，基于外部干擾的頻率調(diào)整峰值濾波器的可變峰值頻率。管理器模塊可以被配置為對(duì)峰值濾波器的峰值濾波器輸出量值進(jìn)行比較；以及(i)如果具有最高峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向上調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率；以及(ii)如果具有最低峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的方法包含提供控制器的控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；連接多個(gè)峰值濾波器到控制器，峰值濾波器具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，每個(gè)峰值濾波器具有峰值濾波器輸出；以及有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的系統(tǒng)包含控制器，提供控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋回路，反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；多個(gè)峰值濾波器，連接到控制器并且具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，和峰值濾波器輸出。管理器模塊與峰值濾波器連接。管理器模塊包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序。該程序具有這樣的代碼，其用于有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
在某些實(shí)施例中，該程序包含這樣的代碼，其用于如果誤差信號(hào)沒有超過預(yù)置誤差信號(hào)閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。該程序可以包含這樣的代碼，其用于如果最大的峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入不超過預(yù)置比率閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。該程序包含這樣的代碼，其用于如果至少一個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。該程序包含這樣的代碼，其用于如果一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則將一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。該程序包含用于對(duì)峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值進(jìn)行比較的代碼，以及這樣的代碼，其用于如果具有最高峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向上調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率；以及這樣的代碼，其用于如果具有最低峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。


圖1為示出在伺服控制回路中的傳統(tǒng)峰值濾波器的示意圖。
圖2為示出由圖1的傳統(tǒng)峰值濾波器改變的傳遞函數(shù)的曲線圖。
圖3為示出由多個(gè)峰值濾波器改進(jìn)的靈敏度函數(shù)的曲線圖。
圖4為示意圖，其示出依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的伺服控制回路中的多個(gè)峰值濾波器。
圖5示出自適應(yīng)控制多個(gè)峰值濾波器以抑制外部振動(dòng)影響的模擬結(jié)果。
圖6A和6B為流程圖，說明依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、自適應(yīng)地控制多個(gè)峰值濾波器以抑制外部振動(dòng)的影響的方法。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了伺服控制回路10中的傳統(tǒng)峰值濾波器。峰值濾波器12并聯(lián)連接到伺服控制器14，用于驅(qū)動(dòng)諸如HDD頭致動(dòng)器之類的設(shè)備16。峰值濾波器12是例如修改控制回路的開環(huán)傳遞函數(shù)和靈敏度函數(shù)(或者誤差抑制函數(shù))、以在與干擾18相關(guān)聯(lián)的具體頻率處提供更高抑制的二階濾波器。在設(shè)備16輸出處的磁頭位置信號(hào)經(jīng)由反饋回路20反饋，以被從作為位置誤差信號(hào)(PES)的、到控制器14的輸入中減去。PES也是到峰值濾波器12的輸入。
圖2示出了由圖1的伺服控制回路10中的峰值濾波器12改變的傳遞函數(shù)。圖2示出了沒有峰值濾波器12的開環(huán)傳遞函數(shù)202、控制器函數(shù)204、以及靈敏度或者誤差抑制函數(shù)206。添加了峰值在這個(gè)示例中為大約350Hz的峰值濾波器函數(shù)210后，開環(huán)傳遞函數(shù)212、控制器函數(shù)214、以及靈敏度函數(shù)216每個(gè)也包括在那個(gè)峰值頻率處的正/負(fù)峰值。靈敏度函數(shù)或者誤差抑制函數(shù)216在該峰值處急降(dip)，表示在該峰值頻率處改善的誤差抑制。誤差抑制是PES和干擾18的比率。干擾18越高，就需要越大的靈敏度函數(shù)216的急降值，以便保持PES在可接受的水平之內(nèi)，或者理想地處于零。如圖1所示的峰值濾波器的使用廣泛地用于抑制作為極窄頻帶干擾的可重復(fù)偏轉(zhuǎn)(runout)。
因?yàn)橥獠恳鸬恼駝?dòng)通常是寬頻帶，所以傳統(tǒng)的窄頻帶峰值濾波器不能充分地抑制這種振動(dòng)的影響。例如，通過增加峰值頻率的量值或增益，有可能使用具有足夠帶寬的單個(gè)寬頻帶峰值濾波器。然而，這樣的峰值濾波器可以在其它頻率處產(chǎn)生靈敏度函數(shù)的太多失真，以及不合需要的峰值濾波器輸出的瞬態(tài)響應(yīng)。
發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)峰值濾波器的使用可以降低失真和瞬態(tài)效應(yīng)。圖3示出了與伺服控制器并聯(lián)連接的三個(gè)峰值濾波器的靈敏度函數(shù)或者誤差抑制函數(shù)。這三個(gè)峰值濾波器具有以50Hz間隔相隔的峰值頻率。例如，第一靈敏度函數(shù)302在300Hz、350Hz、和400Hz處的三個(gè)峰值頻率處急降。圖3示出了對(duì)于包括靈敏度函數(shù)304(450Hz、500Hz、550Hz)、306(600Hz、650Hz、700Hz)、308(750Hz、800Hz、850Hz)、和310(900Hz、950Hz、1000Hz)在內(nèi)的其它靈敏度函數(shù)，峰值頻率的向上移位。多個(gè)峰值濾波器而不是一個(gè)峰值濾波器的使用允許在同時(shí)使用較低增益的峰值濾波器時(shí)加寬有效峰值濾波器頻率帶寬，以由于多個(gè)峰值濾波器的集聚效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)給定的誤差抑制。與圖2中的單個(gè)峰值濾波器的靈敏度函數(shù)216相比較，圖3所示的多個(gè)峰值濾波器的靈敏度函數(shù)具有更合乎需要的特性。通過降低峰值濾波器的增益，降低或者最小化靈敏度函數(shù)在其它頻率處的失真；通過加寬峰值濾波器頻率帶寬，還降低或者最小化了峰值濾波器輸出的不合需要的瞬態(tài)響應(yīng)。
圖4示出了控制系統(tǒng)400，其說明了用于具有連接到那里的多個(gè)峰值濾波器404的控制器402的伺服控制回路。圖4示出了與控制器402并聯(lián)連接的、具有F1和F2峰值頻率的峰值濾波器404。如果需要降低靈敏度函數(shù)在其它頻率處的失真，則峰值濾波器404優(yōu)選為低阻尼。如果需要減少峰值濾波器的數(shù)目，則它們優(yōu)選為寬頻帶濾波器。如有必要還可以連接具有頻率F3的峰值濾波器404，而且這用于說明可以把額外的峰值濾波器添加到該系統(tǒng)中。峰值頻率F2大于峰值頻率F1(峰值頻率F3可以大于峰值頻率F2)。如下面更詳細(xì)描述的那樣，峰值頻率F1、F2、F3可以是固定的或者可變的。此外，替換的實(shí)施例可以串聯(lián)或者并聯(lián)且串聯(lián)地將峰值濾波器連接到控制器。伺服控制器402用于驅(qū)動(dòng)諸如HDD頭致動(dòng)器之類的設(shè)備406。峰值濾波器404修改控制回路的開環(huán)傳遞函數(shù)和靈敏度函數(shù)(或者誤差抑制函數(shù))，以在與干擾408相關(guān)聯(lián)的特定頻率處提供更高的抑制。在設(shè)備406輸出處的磁頭位置信號(hào)經(jīng)由反饋回路410反饋，以被從作為位置誤差信號(hào)(PES)的控制器402的輸入中減去。PES也是峰值濾波器404的輸入。在其他的實(shí)施例中，反饋信號(hào)可以是磁頭速度信號(hào)或者其它的磁頭信號(hào)，其產(chǎn)生可以是速度誤差信號(hào)等的誤差信號(hào)。
提供了管理器模塊420來管理峰值濾波器404。通常，可以總是開啟峰值濾波器404。然而，因?yàn)榉逯禐V波器404將降低在其它頻率處的錯(cuò)誤抑制，所以能夠根據(jù)要求使能或者無效每個(gè)峰值濾波器404是合乎需要的。當(dāng)使能峰值濾波器時(shí)，那個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出被添加到伺服控制回路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)設(shè)備406；當(dāng)使峰值濾波器無效時(shí)，那個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出不被添加到伺服控制回路中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。第一條件是只有當(dāng)PES的量值超過在正常操作條件下可接受的特定PES閾值時(shí)才需要使能峰值濾波器404。這可以表示為|PES|＞閾值PES。
從電信號(hào)中導(dǎo)出的PES閾值可以表示為電壓等，其可以轉(zhuǎn)換為指示在HDD頭運(yùn)動(dòng)中的誤差的距離(例如，1μm，或者低到0.1μm或更少)。管理器420經(jīng)由輸入線422接收PES，并且可以基于與PES閾值的比較做出確定，并且隨后分別經(jīng)由控制線424、426使能或者無效在頻率F1處的第一峰值濾波器和在頻率F2處的第二峰值濾波器。當(dāng)PES的量值超過閾值時(shí)，有外部振動(dòng)過量的可能性。在那種情況下，可以使能一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器404以抑制由振動(dòng)所引起的誤差。
當(dāng)使能峰值濾波器404時(shí)，因?yàn)橛蒔ES饋給峰值濾波器輸入(如經(jīng)由反饋回路410反饋)，所以通過比較峰值濾波器404的輸入和輸出信號(hào)，系統(tǒng)400將知道峰值濾波器404是否有效地工作。當(dāng)峰值濾波器有效地工作以抑制誤差時(shí)，因?yàn)轭l率匹配，峰值濾波器輸出大于、一般是相當(dāng)大地大于峰值濾波器輸入。當(dāng)峰值濾波器沒有有效地工作時(shí)，因?yàn)轭l率不匹配或者PES相當(dāng)小，峰值濾波器輸出近似等于或者小于峰值濾波器輸入。這是第二條件，即如果峰值濾波器輸出和峰值濾波器輸入之間的比率的量值超過該比率的特定閾值或者比率閾值，則將使能峰值濾波器。這可以表示為|(峰值濾波器輸出/峰值濾波器輸入)|＞閾值比率。
一般地，比率閾值可以為大約2-4倍，而且可以為10倍或者更高。因此，如果滿足了上面的兩個(gè)條件，則將通過向伺服控制回路添加峰值濾波器輸出來使能峰值濾波器404，以便驅(qū)動(dòng)設(shè)備406。
峰值濾波器輸出分別經(jīng)由峰值濾波器輸出線路434、436，從頻率F1處的第一峰值濾波器和頻率F2處的第二峰值濾波器輸入到管理器420。當(dāng)使用多個(gè)峰值濾波器時(shí)，將最大的峰值濾波器輸出與峰值濾波器輸入相比較，以確定使能峰值濾波器(如果峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入的比率超過預(yù)置比率閾值)還是使峰值濾波器無效(如果峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入的比率沒有超過預(yù)置比率閾值)。當(dāng)由管理器420使能峰值濾波器404時(shí)，經(jīng)由峰值濾波器輸出路徑444、446將峰值濾波器輸出添加到伺服控制回路，以驅(qū)動(dòng)設(shè)備406。取決于與峰值濾波器輸入相比較的、每個(gè)單獨(dú)峰值濾波器的輸出，可以有選擇地將峰值濾波器輸出添加到設(shè)備控制信號(hào)中以驅(qū)動(dòng)設(shè)備406。當(dāng)由管理器420無效峰值濾波器404時(shí)，不向伺服控制回路提供峰值濾波器輸出。
峰值濾波器404的另一個(gè)特征是可以使它們的頻率基于PES或者伺服控制回路中的其它信號(hào)而變化和調(diào)整。為了有效地抑制由干擾408所引起的誤差，將峰值濾波器404的頻率向上或者向下調(diào)整以匹配干擾408的頻率。干擾408的頻率可以由任何適當(dāng)?shù)姆椒ù_定。一種方法是使用諸如FFT(快速傅里葉變換)或者PES上的高通/低通/帶通濾波之類的傳統(tǒng)頻率識(shí)別方法(圖4中的頻率ID塊450)，以識(shí)別頻率并向管理器420提供該信息，管理器420接著調(diào)整峰值濾波器404，以將峰值頻率與所識(shí)別的頻率進(jìn)行匹配。
另一種方法是自適應(yīng)頻率改變方法，其被認(rèn)為是，與用于調(diào)整峰值濾波器頻率的傳統(tǒng)頻率識(shí)別方法相比，其不太復(fù)雜并且更加有效。這種方法包括將不同峰值頻率(例如，F(xiàn)1、F2、和F3)的峰值濾波器輸出的量值進(jìn)行比較。當(dāng)具有最高諧振頻率(例如，F(xiàn)3)的峰值濾波器的輸出在量值上大于其它峰值濾波器的輸出時(shí)，其暗指振動(dòng)頻率等于或者高于那個(gè)峰值濾波器的最高諧振頻率。因此，通過將峰值濾波器的峰值濾波器頻率移到更高，可以獲得更好的誤差抑制。另一方面，當(dāng)具有最低諧振頻率(例如，F(xiàn)1)的峰值濾波器的輸出在量值上大于其它峰值濾波器的輸出時(shí)，其暗指振動(dòng)頻率等于或者低于那個(gè)峰值濾波器的最低諧振頻率。因此，通過將峰值濾波器的峰值濾波器頻率移到更低，可以獲得更好的誤差抑制。
三個(gè)峰值濾波器的示例用于說明自適應(yīng)頻率改變方法。當(dāng)然，該方法對(duì)兩個(gè)峰值濾波器或者超過三個(gè)峰值濾波器也有效。假定第二濾波器的峰值頻率F2高于第一濾波器的峰值頻率F1，而且第三濾波器的峰值頻率F3高于第二濾波器的峰值頻率F2。當(dāng)振動(dòng)頻率低于或者等于第一濾波器的峰值頻率F1時(shí)，第一峰值濾波器的輸出在量值上大于其它兩個(gè)濾波器的輸出。因此，應(yīng)該將峰值濾波器的峰值頻率向下移位，以實(shí)現(xiàn)最大的誤差抑制效果。當(dāng)振動(dòng)頻率高于或者等于第三濾波器的峰值頻率F3時(shí)，第三峰值濾波器的輸出在量值上大于其它兩個(gè)濾波器的輸出。在此情況下，應(yīng)該向上移位峰值濾波器的峰值頻率，以實(shí)現(xiàn)更好的誤差抑制?？梢宰畛趸诂F(xiàn)有數(shù)據(jù)計(jì)算向上或者向下移位的頻率量，然后在后續(xù)的步驟中進(jìn)一步地調(diào)整，直到峰值頻率停留在相對(duì)小的變化范圍內(nèi)為止。
有利地是，當(dāng)振動(dòng)頻率改變時(shí)，該自適應(yīng)頻率改變方法有效地工作。圖5示出了由管理器420使用來管理三個(gè)峰值濾波器404、以改善由干擾408所引起的誤差抑制的自適應(yīng)頻率改變方案的模擬結(jié)果，其中干擾408的頻率隨時(shí)間改變。上面的曲線示出了PES 502的標(biāo)準(zhǔn)偏差(PES西格馬(sigma))的量值、具有最低峰值頻率F1的第一濾波器504的輸出量值、以及具有最高峰值頻率F3的第三濾波器506的輸出量值。下面的曲線示出了用于具有最低峰值頻率F1的第一濾波器514、具有中間峰值頻率F2的第二濾波器515、以及具有最高峰值頻率F3的第三濾波器516的峰值頻率的變化。最初，具有最低峰值頻率F1的第一濾波器504具有最大的輸出量值。作為響應(yīng)，如下面的曲線所示，管理器420向下調(diào)整峰值頻率514、515、516。如上面的曲線所示，當(dāng)濾波器頻率達(dá)到干擾408的頻寬周圍的最佳范圍時(shí)，具有最低峰值頻率F1的第一濾波器504和具有最高峰值頻率F3的第三濾波器506依次具有更高的輸出量值。作為響應(yīng)，如下面的曲線所示，峰值頻率514、515、516保持在相對(duì)小的變化范圍內(nèi)。
圖6為流程圖，概括了依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于自適應(yīng)地控制多個(gè)峰值濾波器以抑制外部振動(dòng)的影響的峰值濾波器管理方案。在每個(gè)誤差抑制最優(yōu)化處理600的開始處，在步驟602獲得PES的量值。將PES與預(yù)置PES閾值進(jìn)行比較(步驟604)。如果PES沒有超過PES閾值，則使峰值濾波器被無效(步驟606)，當(dāng)前的誤差抑制最優(yōu)化處理結(jié)束，并且峰值濾波器管理方案進(jìn)行到下一個(gè)誤差抑制最優(yōu)化處理的開始(步驟610)。如果PES超過PES閾值，則下一步驟612是將峰值濾波器輸出與峰值濾波器輸入進(jìn)行比較。如果最大的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入的比率沒有超過預(yù)置比率閾值(步驟614)，則使峰值濾波器無效(步驟616)。如果最大的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入的比率超過了預(yù)置比率閾值，則在步驟618，有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到設(shè)備控制信號(hào)中。
取決于峰值濾波器是否可變來執(zhí)行峰值濾波器管理方案的剩余部分(步驟620)。如果峰值濾波器是固定的，則當(dāng)前的誤差抑制最優(yōu)化處理結(jié)束(步驟610)。如果峰值濾波器是可變的，則可以調(diào)整峰值頻率。步驟622將濾波器的峰值濾波器輸出的量值與不同的峰值頻率進(jìn)行比較。如果具有最高諧振頻率的峰值濾波器的輸出大于其它峰值濾波器的輸出(步驟624)，則向上調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率(步驟626)。如果具有最低諧振頻率的峰值濾波器的輸出大于其它峰值濾波器的輸出(步驟628)，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率(步驟630)。這結(jié)束了當(dāng)前的誤差抑制最優(yōu)化處理，并且可以開始下一個(gè)誤差抑制最優(yōu)化處理(步驟610)。代替步驟622到630中所描述的自適應(yīng)頻率改變方法，一種替換的方法是使用傳統(tǒng)的頻率識(shí)別方法確定干擾的頻率或者頻率范圍(步驟640)?；谒R(shí)別的干擾的頻率或者頻率范圍，在步驟642中可以向上或者向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。上述方案可以以軟件或者固件實(shí)現(xiàn)，而且可以存儲(chǔ)在管理器模塊420的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，用于由計(jì)算機(jī)處理器來執(zhí)行。
應(yīng)當(dāng)理解上述描述用于說明而不是限制。對(duì)上述描述審閱后，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多實(shí)施例將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)不是根據(jù)上述說明來確定，而是代之以應(yīng)該根據(jù)權(quán)利要求以及它們等效的全部范圍來確定。
權(quán)利要求
1.一種抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含控制器，提供控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋回路，反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；多個(gè)峰值濾波器，連接到控制器并且具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，每個(gè)峰值濾波器具有峰值濾波器輸出；以及管理器模塊，與峰值濾波器相連，以有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)峰值濾波器并聯(lián)連接到控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中管理器模塊被配置為，如果誤差信號(hào)不超過預(yù)置的誤差信號(hào)閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中管理器模塊被配置為，如果最大的峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入不超過預(yù)置比率閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中管理器模塊被配置為，如果至少一個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中管理器模塊被配置為，如果一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則將一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中峰值濾波器中的至少一個(gè)具有可變峰值頻率。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中峰值濾波器具有可變峰值頻率。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含頻率標(biāo)識(shí)模塊，被配置為確定外部干擾的頻率，其中管理器模塊被配置為，基于外部干擾的頻率調(diào)整峰值濾波器的可變峰值頻率。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中管理器模塊被配置為，將峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值進(jìn)行比較；并且(i)如果具有最高峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向上調(diào)整該峰值濾波器的峰值頻率；并且(ii)如果具有最低峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。
11.一種抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的方法，該方法包含提供控制器的控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；連接多個(gè)峰值濾波器到控制器，峰值濾波器具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，每個(gè)峰值濾波器具有峰值濾波器輸出；以及有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中多個(gè)峰值濾波器并聯(lián)連接于控制器。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中如果誤差信號(hào)沒有超過預(yù)置的誤差信號(hào)閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中如果最大的峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入不超過預(yù)置比率閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中如果至少一個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中如果一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則將一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中峰值濾波器中的至少一個(gè)具有可變峰值頻率。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中峰值濾波器具有可變峰值頻率。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包含確定外部干擾的頻率；以及基于外部干擾的頻率調(diào)整峰值濾波器的可變峰值頻率。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包含對(duì)峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值進(jìn)行比較，以及；如果具有最高峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向上調(diào)整該峰值濾波器的峰值頻率；以及如果具有最低峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。
21.一種抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含控制器，提供控制器輸出作為致動(dòng)器輸入，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋回路，反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；多個(gè)峰值濾波器，連接到控制器并且具有不同的峰值頻率，每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入，每個(gè)峰值濾波器具有峰值濾波器輸出；以及管理器模塊，與峰值濾波器連接，管理器模塊包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序，該程序具有這樣的代碼，其用于有選擇地添加或者刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中該程序包含這樣的代碼，其用于如果誤差信號(hào)沒有超過預(yù)置誤差信號(hào)閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中該程序包含這樣的代碼，其用于如果最大的峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入不超過預(yù)置比率閾值，則刪除到致動(dòng)器輸入的峰值濾波器的峰值濾波器輸出。
24.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中該程序包含這樣的代碼，其用于如果至少一個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則有選擇地將峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中該程序包含這樣的代碼，其用于如果一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出對(duì)峰值濾波器輸入超過預(yù)置比率閾值，則將一個(gè)或多個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出添加到致動(dòng)器輸入。
26.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中峰值濾波器具有可變峰值頻率，而且其中該程序包含用于確定外部干擾的頻率的代碼；以及用于基于外部干擾的頻率調(diào)整峰值濾波器的可變峰值頻率的代碼。
27.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中峰值濾波器具有可變峰值頻率，而且其中該程序包含用于對(duì)峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值進(jìn)行比較的代碼，以及；這樣的代碼，其用于如果具有最高峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向上調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率；以及這樣的代碼，其用于如果具有最低峰值頻率的峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值大于剩余峰值濾波器的峰值濾波器輸出的量值，則向下調(diào)整峰值濾波器的峰值頻率。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種方法，其修改HDD頭致動(dòng)器的控制器，以提高誤差抑制能力以及抑制影響磁頭運(yùn)動(dòng)的寬頻帶振動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，抑制外部干擾對(duì)致動(dòng)器的影響的系統(tǒng)包含控制器，提供作為致動(dòng)器輸入的控制器輸出，以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器；反饋回路，反饋在致動(dòng)器輸出處的磁頭信號(hào)作為控制器的輸入，以產(chǎn)生誤差信號(hào)；和多個(gè)峰值濾波器，連接到控制器并且具有不同的峰值頻率。每個(gè)峰值濾波器具有包括誤差信號(hào)在內(nèi)的峰值濾波器輸入和峰值濾波器輸出。管理器模塊與峰值濾波器相連，以有選擇地添加或刪除到致動(dòng)器輸入的每個(gè)峰值濾波器的峰值濾波器輸出，以驅(qū)動(dòng)該致動(dòng)器。
文檔編號(hào)G11B21/02GK1767003SQ20051010978
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者仙波哲夫, 馬修·懷特, 埃里克·鮑 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司