專(zhuān)利名稱(chēng)：讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置和盤(pán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種用于利用觀測(cè)器(observer)控制對(duì)由干擾(NRRO)引起的位置偏移進(jìn)行抑制的讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置。

背景技術(shù)：
對(duì)于諸如磁盤(pán)裝置或光盤(pán)裝置的盤(pán)裝置非常重要的是將讀寫(xiě)頭精確地定位在目標(biāo)軌道上，從而提高記錄密度。
對(duì)于該定位控制，公知的是干擾影響了定位精度。為了通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)抑制該干擾，傳統(tǒng)上公知圖26至圖28中的控制系統(tǒng)。在圖26的第一現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)計(jì)算塊100來(lái)計(jì)算設(shè)備108的目標(biāo)位置′r′與當(dāng)前位置′y′之間的位置誤差′e′，并將其輸入到控制器102，控制器102計(jì)算用于降低該位置誤差′e′的控制量。該反饋控制系統(tǒng)中添加有濾波器104，用于并行地驅(qū)動(dòng)設(shè)備108，以抑制在該位置誤差的特定頻率附近的分量(RRO分量)，該濾波器104具有與陷波濾波器相反的特征形式(參見(jiàn)USP6,487,028B1)。
在第二現(xiàn)有技術(shù)中，濾波器104與圖26中的反饋回路中的控制器102串行安裝，如圖27所示，從而對(duì)控制器102的控制量的特定頻率附近的分量進(jìn)行抑制(參見(jiàn)R.J.Bickel和M.Tomizuka“Disturbanceobserver-based hybrid impedance control”，(Proceedings of the AmericanControl Conference，1995，pp.729-733))。
在第三現(xiàn)有技術(shù)中，如圖28所示，通過(guò)計(jì)算塊112來(lái)確定在塊110中將當(dāng)前位置′y′除以設(shè)備108的傳遞函數(shù)P時(shí)的值(其為位置誤差的二階微分值與來(lái)自計(jì)算塊106的命令當(dāng)前值之間的差)，作為圖26中的反饋回路中的干擾觀測(cè)器，并經(jīng)由帶通濾波器(也稱(chēng)為Q濾波器)114將其反饋給計(jì)算塊106(參見(jiàn)R.J.Bickel和M.Tomizuka“Disturbanceobserver-based hybrid impedance control”，(Proceedings of the AmericanControl Conference，1995，pp.729-733))。
此外，為了處理盤(pán)的偏心(其為周期性干擾(RRO))，提出了利用偏心估計(jì)觀測(cè)器對(duì)偏心進(jìn)行校正的方法(例如，日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No.H7-50075，或日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No.2000-21104)。
這種偏心估計(jì)觀測(cè)器利用狀態(tài)估計(jì)增益A、B、C、F和L，根據(jù)實(shí)際位置誤差和估計(jì)位置誤差之間的誤差來(lái)計(jì)算致動(dòng)器的控制值，并計(jì)算下一樣本的狀態(tài)量(位置、速度、偏壓值(bias value)、偏心)。
這里，估計(jì)增益L包括估計(jì)位置增益L1、估計(jì)速度增益L2、估計(jì)偏壓增益L3以及估計(jì)偏心增益L4和L5。并且L1、L2和L3反映控制器本身的特性，而L4和L5反應(yīng)對(duì)偏心(其為周期性干擾)的響應(yīng)特性。


發(fā)明內(nèi)容
采用這種觀測(cè)器，需要進(jìn)行定位控制以跟蹤偏心分量(RRO分量)之外的干擾。換言之，在盤(pán)裝置的記錄密度提高時(shí)，再也不能忽略微小振動(dòng)對(duì)讀寫(xiě)頭定位精度的影響。具體地說(shuō)，介質(zhì)的振動(dòng)以及讀寫(xiě)頭在介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受到的風(fēng)壓再也不能作為讀寫(xiě)頭的NRRO(非重復(fù)性偏離)干擾而被忽略，也不能忽略其對(duì)讀寫(xiě)頭的定位精度的影響。
在上述現(xiàn)有技術(shù)的干擾抑制方法的情況下，如果在添加用于選擇性地抑制特定頻率范圍(例如，用于偏心校正)的補(bǔ)償器時(shí)將抑制范圍的寬度設(shè)置得非常窄，則可以添加干擾抑制功能而不影響原始控制系統(tǒng)的特性。然而，在將抑制寬度設(shè)置得較寬以滿足適于各種干擾頻率的當(dāng)前要求時(shí)，或在抑制頻率根據(jù)參數(shù)而變化時(shí)，則會(huì)影響原始控制器的特性，而且難以添加期望的干擾抑制功能。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，如果在設(shè)計(jì)一個(gè)觀測(cè)器之后添加干擾抑制功能，則整個(gè)控制系統(tǒng)的特性，例如極點(diǎn)配置(pole allocation)將有相當(dāng)大的偏差，從而必須重新設(shè)計(jì)整個(gè)觀測(cè)器。換言之，傳統(tǒng)上首先確定干擾模型，然后設(shè)計(jì)觀測(cè)器(包括控制器和干擾抑制功能)，從而如果以后添加特定的干擾抑制功能，則整個(gè)觀測(cè)器受到影響，從而需要重新設(shè)計(jì)。因此，必須通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)抑制特性發(fā)生變化的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這是極其困難的。
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種用于抑制NRRO干擾而不影響觀測(cè)器的控制特性的讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置，其用于通過(guò)有效抑制根據(jù)讀寫(xiě)頭位置而變化的NRRO干擾來(lái)防止讀寫(xiě)頭的振動(dòng)，而不影響控制特性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置，用于通過(guò)改變對(duì)NRRO干擾的抑制特性來(lái)提高讀寫(xiě)頭的跟隨性能，而不影響觀測(cè)器的控制特性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置，用于通過(guò)改變對(duì)由于讀寫(xiě)頭受到的風(fēng)壓而產(chǎn)生的NRRO干擾的抑制特性來(lái)提高讀寫(xiě)頭的讀/寫(xiě)特性，而不影響讀寫(xiě)頭的控制特性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置以及盤(pán)裝置，用于通過(guò)改變對(duì)由于介質(zhì)或懸置部分(suspension)的振動(dòng)而產(chǎn)生的NRRO干擾的抑制特性來(lái)提高讀寫(xiě)頭的讀/寫(xiě)特性，而不影響觀測(cè)器的控制特性。
本發(fā)明的讀寫(xiě)頭位置控制方法是用于通過(guò)致動(dòng)器將讀寫(xiě)頭的位置控制在盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的預(yù)定位置處的讀寫(xiě)頭位置控制方法，該方法包括以下步驟根據(jù)所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置計(jì)算位置誤差；計(jì)算所述位置誤差與觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差；根據(jù)所述估計(jì)位置誤差，利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并且根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及從表獲取與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中，并改變所述干擾抑制頻率。
本發(fā)明的盤(pán)裝置具有讀寫(xiě)頭，用于至少讀取盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)；致動(dòng)器，用于將所述讀寫(xiě)頭定位在所述盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的預(yù)定位置；控制單元，用于根據(jù)所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置來(lái)計(jì)算位置誤差，計(jì)算所述位置誤差和觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差，根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及用于存儲(chǔ)與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益的表。并且所述控制單元從所述表獲取與所述目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的所述估計(jì)增益，將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中，并改變所述干擾抑制頻率。
本發(fā)明的讀寫(xiě)頭位置控制裝置是用于通過(guò)控制致動(dòng)器將用于至少讀取盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)頭定位在該盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的預(yù)定位置的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，該讀寫(xiě)頭位置控制裝置包括控制單元，用于計(jì)算所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置之間的估計(jì)位置誤差，根據(jù)所述位置誤差與所述觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及用于存儲(chǔ)與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益的表。并且所述控制單元從所述表獲取與所述目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中，并且改變所述干擾抑制頻率。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述改變步驟進(jìn)一步包括以下步驟改變NRRO(非重復(fù)性偏離)干擾的抑制頻率特性。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述改變步驟進(jìn)一步包括以下步驟從表獲取與所述讀寫(xiě)頭在所述盤(pán)上沿徑向的位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的風(fēng)擾動(dòng)的抑制頻率特性。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述改變步驟進(jìn)一步包括以下步驟獲取與所述讀寫(xiě)頭號(hào)相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的抑制頻率的峰值，該讀寫(xiě)頭號(hào)表示所述讀寫(xiě)頭的盤(pán)面的位置。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，計(jì)算所述控制值的所述步驟進(jìn)一步包括以下步驟利用控制器的估計(jì)增益以及干擾模型的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并且根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算包括所述致動(dòng)器的干擾抑制值在內(nèi)的控制值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)(degree)與分子的階數(shù)相同。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，計(jì)算所述控制值的所述步驟進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用所述控制器的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用干擾模型的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，所述干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同；以及將所述控制值和所述干擾抑制值相加，來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)值。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，計(jì)算所述干擾抑制值的所述步驟進(jìn)一步包括以下步驟利用干擾模型的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，該干擾模型具有用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子的零點(diǎn)作為極點(diǎn)；以及根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，計(jì)算所述干擾抑制值的所述步驟進(jìn)一步包括以下步驟利用干擾模型的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，該干擾模型的分母為用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的一階或二階濾波器的分子；以及根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值。
由于具有干擾抑制功能的觀測(cè)器的估計(jì)增益根據(jù)讀寫(xiě)頭的位置而改變，從而改變了干擾抑制頻率特性，所以可以根據(jù)所述讀寫(xiě)頭沿徑向或在盤(pán)之間的位置來(lái)優(yōu)化干擾抑制特性，從而即使記錄密度增大，也可以防止讀寫(xiě)頭的振動(dòng)，因此可以提高定位精度。



圖1為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的盤(pán)裝置的框圖。
圖2為表示圖1中的盤(pán)的位置信號(hào)的圖。
圖3為表示圖2中的位置信號(hào)的細(xì)節(jié)的圖。
圖4為表示圖1的尋道控制的轉(zhuǎn)變的圖。
圖5為表示本發(fā)明的位置控制系統(tǒng)的框圖。
圖6為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的位置控制系統(tǒng)的框圖。
圖7為表示圖6的干擾觀測(cè)器的模擬設(shè)計(jì)過(guò)程的流程圖。
圖8為表示圖6的干擾觀測(cè)器的數(shù)字設(shè)計(jì)過(guò)程的流程圖。
圖9為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的第一示例的整形濾波器的特性圖。
圖10為根據(jù)圖6的實(shí)施例的第一示例的開(kāi)環(huán)特性圖。
圖11為根據(jù)圖6的實(shí)施例的第一示例的靈敏度函數(shù)的特性圖。
圖12為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的第一示例的加速度干擾的特性圖。
圖13為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的第二示例的整形濾波器的特性圖。
圖14為根據(jù)圖6的實(shí)施例的第二示例的開(kāi)環(huán)特性圖。
圖15為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的第二示例的靈敏度函數(shù)的特性圖。
圖16為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的第二示例的加速度干擾的特性圖。
圖17為表示圖6中的實(shí)施例的干擾抑制頻率特性的變化的圖。
圖18為表示圖17中的NRRO特性的圖。
圖19為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的表。
圖20為根據(jù)圖19中的表的開(kāi)環(huán)特性圖。
圖21為圖19中的實(shí)施例的靈敏度函數(shù)的特性圖。
圖22為根據(jù)圖6中的實(shí)施例的另一個(gè)表。
圖23為根據(jù)圖22中的表的開(kāi)環(huán)特性圖。
圖24為圖22中的實(shí)施例的靈敏度函數(shù)的特性圖。
圖25為表示根據(jù)本發(fā)明第二示例的位置控制系統(tǒng)的框圖。
圖26為表示第一現(xiàn)有技術(shù)的框圖。
圖27為表示第二現(xiàn)有技術(shù)的框圖。
圖28為表示第三現(xiàn)有技術(shù)的框圖。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在將按照盤(pán)裝置、位置控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例、位置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、第一實(shí)施例的表、位置控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例以及其它實(shí)施例的順序來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
盤(pán)裝置 圖1為表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的盤(pán)裝置的框圖，圖2為表示圖1中的磁盤(pán)的位置信號(hào)的設(shè)置的圖，圖3為表示圖1和圖2中的磁盤(pán)的位置信號(hào)的圖，圖4為表示圖1中的尋道操作的轉(zhuǎn)變的圖，而圖5為表示圖1的位置控制系統(tǒng)的框圖。
圖1表示作為盤(pán)裝置的磁盤(pán)裝置。如圖1所示，作為磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁盤(pán)4安裝在主軸電機(jī)5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸2上。主軸電機(jī)5使磁盤(pán)4轉(zhuǎn)動(dòng)。致動(dòng)器(VCM)1在末端具有磁頭3，并使磁頭3沿磁盤(pán)4的徑向運(yùn)動(dòng)。
致動(dòng)器1包括以所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)的音圈電機(jī)(VCM)。在圖1中，在磁盤(pán)裝置上安裝有兩個(gè)磁盤(pán)4，并且通過(guò)同一致動(dòng)器1同時(shí)驅(qū)動(dòng)四個(gè)磁頭3。
磁頭3具有讀取元件和寫(xiě)入元件。磁頭3包括層疊在滑塊上的讀取元件(其包括磁致電阻(MR)元件)以及層疊在滑塊上的寫(xiě)入元件(其包括寫(xiě)入線圈)。
位置檢測(cè)電路7將由磁頭3讀取的位置信號(hào)(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。讀/寫(xiě)(R/W)電路10控制磁頭3的讀和寫(xiě)。主軸電機(jī)(SPM)驅(qū)動(dòng)電路8驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)5。音圈電機(jī)(VCM)驅(qū)動(dòng)電路6向音圈電機(jī)(VCM)1提供驅(qū)動(dòng)電流，并驅(qū)動(dòng)VCM 1。
微控制器(MCU)14根據(jù)來(lái)自位置檢測(cè)電路7的數(shù)字位置信號(hào)檢測(cè)(解調(diào))當(dāng)前位置，并根據(jù)所檢測(cè)的當(dāng)前位置與目標(biāo)位置之間的誤差來(lái)計(jì)算VCM驅(qū)動(dòng)命令值。換言之，微控制器14執(zhí)行位置解調(diào)和伺服控制，包括圖5及后面描述的干擾抑制。只讀存儲(chǔ)器(ROM)13存儲(chǔ)MCU 14的控制程序。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)12存儲(chǔ)用于MCU 14進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)。
硬盤(pán)控制器(HDC)11基于伺服信號(hào)的扇區(qū)號(hào)判斷在一個(gè)磁道上的位置，并記錄/再現(xiàn)數(shù)據(jù)。用于緩存器15的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)暫時(shí)存儲(chǔ)讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)。HDC 11通過(guò)接口IF與主機(jī)進(jìn)行通信，該接口例如為USB(通用串行總線)、ATA(AT附件)或SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)。總線9連接這些組成單元。
如圖2所示，在磁盤(pán)4上，從外周到內(nèi)周以相同的間隔沿圓周方向在每個(gè)磁道上排列伺服信號(hào)(位置信號(hào))16。每一個(gè)磁道都具有多個(gè)扇區(qū)，圖2中的實(shí)線表示記錄有伺服信號(hào)16的位置。如圖3所示，位置信號(hào)包括伺服標(biāo)記ServoMark、磁道號(hào)GrayCode、索引Index以及偏移信息(伺服脈沖)PosA、PosB、PosC和PosD。圖3中的虛線表示磁道中心。
圖3中的位置信號(hào)由磁頭3讀取，并利用磁道號(hào)GrayCode以及偏移信息PosA、PosB、PosC和PosD檢測(cè)磁頭沿徑向的位置。并基于索引信號(hào)Index獲得磁頭沿圓周方向的位置。
例如，在檢測(cè)到所述索引信號(hào)時(shí)將扇區(qū)號(hào)設(shè)置為No.0，每一次檢測(cè)到伺服信號(hào)時(shí)都使該扇區(qū)號(hào)增大，從而獲得磁道的每個(gè)扇區(qū)的扇區(qū)號(hào)。在記錄和再現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用伺服信號(hào)的扇區(qū)號(hào)作為基準(zhǔn)。一個(gè)磁道中存在一個(gè)索引信號(hào)。可以設(shè)置扇區(qū)號(hào)來(lái)替代索引信號(hào)。
圖1中的MCU 14通過(guò)位置檢測(cè)電路7確認(rèn)致動(dòng)器1的位置，執(zhí)行伺服計(jì)算，并向VCM 1提供合適的電流。換言之，如圖4所示，在尋道控制中，通過(guò)粗調(diào)控制(coarse control)、穩(wěn)定控制(settling control)、隨動(dòng)控制(following control)的轉(zhuǎn)變使磁頭運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。對(duì)于所有的這些控制，必須檢測(cè)磁頭的位置。
為了如此確認(rèn)位置，預(yù)先在磁盤(pán)上記錄伺服信號(hào)，如圖2所述。換言之，如圖3所示，預(yù)先在磁盤(pán)上記錄表示伺服信號(hào)的開(kāi)始位置的伺服標(biāo)記、表示磁道號(hào)的格雷碼、索引信號(hào)以及表示偏移的信號(hào)PosA至PosD。這些信號(hào)由磁頭讀取，而且這些伺服信號(hào)被位置檢測(cè)電路7轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。
如圖5所示，圖1中的MCU 14執(zhí)行的位置控制系統(tǒng)具有計(jì)算塊30、具有干擾抑制功能的控制器20、以及用于與目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)地改變干擾抑制控制器20的內(nèi)部變量的表22。
計(jì)算塊30通過(guò)從觀測(cè)位置y[k]減去目標(biāo)位置′r′來(lái)計(jì)算實(shí)際位置誤差er[k]，該觀測(cè)位置y[k]是通過(guò)對(duì)由磁頭3讀取的上述伺服信息進(jìn)行解調(diào)而獲得的。干擾抑制控制器20根據(jù)內(nèi)部變量從實(shí)際位置誤差計(jì)算設(shè)備26(圖1中的致動(dòng)器1)的控制量，并驅(qū)動(dòng)設(shè)備26。
在本發(fā)明中，安裝有用于存儲(chǔ)根據(jù)目標(biāo)位置(磁頭的柱面位置或磁頭號(hào))的內(nèi)部變量的表(轉(zhuǎn)換單元)22，并且干擾抑制控制器20的干擾抑制內(nèi)部變量在表22中根據(jù)目標(biāo)位置而變化。換言之，控制器20被構(gòu)造成使得可以根據(jù)內(nèi)部變量來(lái)改變干擾抑制特性，并且還具有用于根據(jù)目標(biāo)位置改變控制器20的內(nèi)部變量的變化單元22。
位置控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例 圖6為表示圖5中用于抑制干擾的位置控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例的框圖。該位置控制系統(tǒng)是對(duì)干擾頻率進(jìn)行檢測(cè)并通過(guò)自適應(yīng)控制來(lái)抑制干擾的觀測(cè)器控制系統(tǒng)。
圖6示出的觀測(cè)器為電流觀測(cè)器，其包括在以下式(1)、(2)和(3)中示出的偏壓補(bǔ)償。
換言之，本實(shí)施例是包括控制器模型和干擾模型的基于觀測(cè)器的位置控制系統(tǒng)的示例。在圖6中，使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖5的組成單元相同的組成單元。在圖6中，第一計(jì)算塊30通過(guò)從觀測(cè)位置y[k]減去目標(biāo)位置′r′來(lái)計(jì)算實(shí)際位置誤差er[k]，該觀測(cè)位置y[k]是通過(guò)對(duì)由磁頭3讀取的上述伺服信息進(jìn)行解調(diào)而獲得的。第二計(jì)算塊32通過(guò)從實(shí)際位置誤差er[k]減去觀測(cè)器的估計(jì)位置x[k]來(lái)計(jì)算估計(jì)位置e[k]。
狀態(tài)估計(jì)塊34利用估計(jì)位置誤差e[k]和作為內(nèi)部變量的估計(jì)增益L(L1、L2、L3、L4和L5)來(lái)計(jì)算估計(jì)校正值(式(1)的右側(cè))。并且加法塊36將估計(jì)校正值和來(lái)自延遲塊46的狀態(tài)量(圖1中的左側(cè))x[k]、v[k]、b[k]、z1[k]和z2[k]相加，這樣，式(1)獲得了估計(jì)位置x[k]、估計(jì)速度v[k]、估計(jì)偏壓值b[k]以及估計(jì)干擾抑制值z(mì)1[k]和z2[k]。在式(1)中，估計(jì)位置誤差e[k]由(y[k]-x[k])表示。
在第四計(jì)算塊38中將該估計(jì)值乘以狀態(tài)反饋增益(-Fa＝F1、F2、F3、F4和F5)，從而如式(2)所示獲得致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)值u[k]。另一方面，在第五計(jì)算塊42中將來(lái)自加法塊36的式(1)的估計(jì)值乘以估計(jì)增益Aa(式(3)左側(cè)的矩陣)，并且在第六計(jì)算塊40中將第四計(jì)算塊38的驅(qū)動(dòng)值u[k]乘以估計(jì)增益B(在式(3)中與u[k]相乘的值)。這兩個(gè)相乘結(jié)果在加法塊44中相加，從而獲得式(3)的下一樣本的估計(jì)狀態(tài)量x[k+1]、v[k+1]、b[k+1]、z1[k+1]和z2[k+1]。
下一樣本的估計(jì)狀態(tài)量被輸入到延遲塊46中，并如上所述在狀態(tài)估計(jì)塊34中通過(guò)估計(jì)校正值進(jìn)行校正。并且對(duì)于來(lái)自加法塊36的式(1)的估計(jì)值，在第七計(jì)算塊48中獲得估計(jì)位置x[k]，并將該估計(jì)位置輸入到上述第二計(jì)算塊32中。
另一方面，將目標(biāo)位置′r′輸入到轉(zhuǎn)換表22中。如圖17和后面所述，轉(zhuǎn)換表22存儲(chǔ)與目標(biāo)位置′r′相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益L、矩陣A以及反饋增益F。并且轉(zhuǎn)換表22獲得與目標(biāo)位置′r′相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益L、矩陣A以及反饋增益F，并將它們?cè)O(shè)置在塊34、42和38中。這樣，根據(jù)位置來(lái)改變觀測(cè)器的干擾抑制特性。
該觀測(cè)器被構(gòu)造成使得對(duì)估計(jì)干擾增益的改變不會(huì)影響原始控制器的特性?，F(xiàn)在描述其設(shè)計(jì)方法。
定位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 將參照?qǐng)D7和圖8描述包括該干擾模型的觀測(cè)器的設(shè)計(jì)方法。
首先將參照?qǐng)D7描述第一設(shè)計(jì)方法。
(S10)利用觀測(cè)器控制來(lái)設(shè)計(jì)原始控制器。換言之，設(shè)置控制目標(biāo)模型。
(S12)然后確定用于整形的濾波器形式。換言之，設(shè)置整形濾波器的數(shù)量以及各個(gè)濾波器的極點(diǎn)和零點(diǎn)。用于整形的濾波器形式必須為一階或二階的濾波器，并且分子和分母的階數(shù)相同。
(S14)然后利用整形濾波器的零點(diǎn)，生成分母為該濾波器的分子的表達(dá)式的干擾模型。
(S16)將該干擾模型添加到步驟S10中的觀測(cè)器的模型中。添加該干擾模型意味著指定了靈敏度函數(shù)的零點(diǎn)。
(S18)然后指定整個(gè)觀測(cè)器控制系統(tǒng)的極點(diǎn)。這些極點(diǎn)包括用于原始設(shè)計(jì)的極點(diǎn)以及用于整形的濾波器的極點(diǎn)。換言之，針對(duì)包括整形濾波器的極點(diǎn)的擴(kuò)展模型(整個(gè)模型)分配極點(diǎn)，并設(shè)計(jì)觀測(cè)器的估計(jì)增益L1至L5，以及矩陣A。
(S20)僅對(duì)控制目標(biāo)模塊進(jìn)行極點(diǎn)分配，并設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋增益F。
(S22)通過(guò)將干擾模型的輸出增益添加到狀態(tài)反饋增益來(lái)設(shè)計(jì)集成模型的反饋增益。這樣，設(shè)計(jì)出包括干擾模型的觀測(cè)器。
換言之，在本發(fā)明中，通過(guò)靈敏度函數(shù)和加速度干擾特性來(lái)判斷抑制位置干擾、外部振動(dòng)和沖擊的性能。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)靈敏度函數(shù)以及加速度干擾特性的形式來(lái)添加期望的干擾抑制功能。
現(xiàn)在將利用一示例來(lái)描述設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)以下模擬表達(dá)式(4)給出在致動(dòng)器1為二重積分模型時(shí)的觀測(cè)器控制系統(tǒng)。
在式(4)中，′s′為L(zhǎng)aplace算子，′x′為估計(jì)位置，′v′為估計(jì)速度，′y′為當(dāng)前位置，′r′為目標(biāo)位置，L1和L2分別為位置和速度的估計(jì)增益，′u′為驅(qū)動(dòng)電流，而B(niǎo)1/m為致動(dòng)器1的力常數(shù)。
于是，該控制系統(tǒng)具有靈敏度函數(shù)1/(1+CP)，并且該靈敏度函數(shù)的干擾抑制由下式(5)中的一階濾波器來(lái)定義，并通過(guò)該一階濾波器對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形。
換言之，在設(shè)置該濾波器時(shí)的靈敏度函數(shù)具有將1/(1+CP)乘以式(5)的形式。
此時(shí)，在觀測(cè)器中建立了下式(6)的傳遞函數(shù)的模型，該傳遞函數(shù)的分母為式(5)的濾波器的分子。
將式(5)的濾波器的分母(ω2)用于極點(diǎn)分配。
通過(guò)建立式(4)的觀測(cè)器中的這種干擾模型，從式(4)獲得下式(7)。
式(7)中的以上′b′為估計(jì)干擾值，并由估計(jì)的穩(wěn)態(tài)偏壓值的參數(shù)表示。在式(7)中，為了設(shè)計(jì)觀測(cè)器的估計(jì)增益L1、L2和L3，指定極點(diǎn)(分母)式(5)的整形濾波器的-ω2，以及用于設(shè)計(jì)式(4)中的原始觀測(cè)器的極點(diǎn)。
在式(7)中，僅對(duì)(Fx和Fv)設(shè)計(jì)反饋增益。干擾模型可以被觀測(cè)到，但不能被控制，從而不能改變干擾模型的反饋增益。對(duì)于該干擾模型，指定用于設(shè)計(jì)觀測(cè)器的估計(jì)增益的相同干擾模型。在式(7)中，干擾模型的反饋增益(輸出增益)為K＝m/B1。
這樣，在觀測(cè)器控制中設(shè)計(jì)了原始控制器，而且確定了用于根據(jù)待抑制的干擾頻率進(jìn)行整形的濾波器形式。這里，整形濾波器為一階或二階濾波器，并且分子和分母的階數(shù)必須相同。
如果濾波器的分子和分母的階數(shù)不同，并且例如如果分母的階數(shù)大于分子的階數(shù)(ω1/s+ω2)，則該濾波器的頻率特性的增益隨著頻率的增大而減小，并且如果將原始靈敏度函數(shù)乘以該增益，則原始靈敏度函數(shù)(即，控制器的特性)變化相當(dāng)大。
并且，構(gòu)造分母為該濾波器的分子的表達(dá)式的干擾模型，并將其添加到觀測(cè)器的模型(式(7))。添加該干擾模型意味著指定靈敏度函數(shù)的零點(diǎn)。
然后，如上所述，指定整個(gè)觀測(cè)器控制系統(tǒng)的極點(diǎn)。這些極點(diǎn)包括用于原始控制器的模型的極點(diǎn)以及用于整形的濾波器的極點(diǎn)(-ω2)。
換言之，通過(guò)整形濾波器來(lái)限定為了抑制干擾而引入的頻率特性，并且構(gòu)造分母為該整形濾波器的分子的表達(dá)式的干擾模型，并將其添加到原始觀測(cè)器的模型。這樣，即使在使抑制寬度較寬，或者在抑制高頻區(qū)域的干擾時(shí)，也可以建立干擾抑制函數(shù)而不影響原始控制器的特性。
即使在設(shè)計(jì)一個(gè)觀測(cè)器之后添加干擾抑制功能，整個(gè)控制系統(tǒng)中的特性的偏差也較小，從而不需要重新設(shè)計(jì)整個(gè)觀測(cè)器。
現(xiàn)在將描述整形濾波器為二階濾波器的情況。該二階濾波器由下式(8)定義。
如上所述，分母為該整形濾波器的分子的表達(dá)式的干擾模型由下式(9)表示。
存在三種可能的方法來(lái)建立原始控制器(式(4))的觀測(cè)器中的這種干擾模型。
第一種方法是正如式(7)的情況那樣，建立式(9)中的干擾模型。換言之，因?yàn)槎A濾波器，所以該觀測(cè)器由式(10)給出，其中干擾的狀態(tài)估計(jì)量為z1和z2，而干擾的估計(jì)增益為L(zhǎng)3和L4。

第二種方法是分散ω1的平方項(xiàng)，從而通過(guò)變換式(10)來(lái)獲得式(11)。

第三種方法是使式(11)中的ω1的符號(hào)相反，該第三種方法由式(12)給出。

可以通過(guò)這些方法中的任何一種方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第二和第三種方法在模型被轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制系統(tǒng)時(shí)特別有效。換言之，所述兩個(gè)狀態(tài)變量z1和z2被平衡，并且用于所述兩個(gè)狀態(tài)變量的觀測(cè)器的估計(jì)增益L3和L4的值相差不是非常大。
此時(shí)，通過(guò)指定組合了式(8)的整形濾波器的極點(diǎn)(在式(8)令分母＝0而得到)以及用于設(shè)計(jì)原始觀測(cè)器控制系統(tǒng)的極點(diǎn)，來(lái)設(shè)計(jì)估計(jì)增益L1、L2、L3和L4的值。
組合了二階濾波器整形和傳統(tǒng)穩(wěn)態(tài)偏壓估計(jì)的觀測(cè)器控制系統(tǒng)由下式(13)給出。

這樣，首先考慮用于整形的濾波器形式，然后將干擾模型添加到正在設(shè)計(jì)的觀測(cè)器中。因此，可以自由地確定形式，而不受原始干擾模型的物理響應(yīng)特性的限制。
圖7用于描述模擬設(shè)計(jì)。另一方面，圖8中的設(shè)計(jì)流程用于設(shè)計(jì)數(shù)字控制系統(tǒng)。
在圖8中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖7中相同的步驟。如圖8所示，在步驟S16中，在模擬空間中對(duì)干擾模型進(jìn)行建模，并構(gòu)造擴(kuò)展模型。然后在步驟S30中將擴(kuò)展模型轉(zhuǎn)換(數(shù)字化)到數(shù)字空間后，在數(shù)字空間中指定步驟S18中的極點(diǎn)分配。
在干擾模型具有二階濾波器的特性的情況下，如果將擴(kuò)展模型轉(zhuǎn)換為離散系統(tǒng)，則用于設(shè)計(jì)觀測(cè)器的估計(jì)增益的矩陣A中的干擾模型的兩個(gè)變量z1和z2將影響致動(dòng)器1。
因此，進(jìn)行校正，以使得僅干擾模型的變量之一影響致動(dòng)器1，更具體地說(shuō)，使得只有一個(gè)變量(與模擬設(shè)計(jì)的相同)影響致動(dòng)器1。換言之，在數(shù)字化之后，在步驟S32中校正擴(kuò)展模型。
具體地說(shuō)，在對(duì)使用二階濾波器的式(11)的形式的模擬模型進(jìn)行數(shù)字化(即，通過(guò)進(jìn)行z變換，將該結(jié)果轉(zhuǎn)換為SI單位)之后，建立下式(14)。

在式(14)中，′z′為z變換器，而T為抽樣周期。這里，關(guān)注矩陣A，即A13、A14、A23和A24。A14和A24都不會(huì)僅僅通過(guò)數(shù)字化而變?yōu)椤?”。換言之，用于設(shè)計(jì)觀測(cè)器的估計(jì)增益的矩陣A中的干擾模型的兩個(gè)變量z1和z2都影響致動(dòng)器1。
因此，在將模擬模型數(shù)字化之后，對(duì)矩陣A中的干擾模型的狀態(tài)變量z1和z2用來(lái)影響致動(dòng)器1的系數(shù)進(jìn)行替換。
在式(14)的示例的情況下，如下式(15)校正矩陣A。
在數(shù)字控制系統(tǒng)中，距離的單位為磁道，通過(guò)使最大電流為“1”來(lái)對(duì)電流值進(jìn)行歸一化，并且速度和加速度不是以秒為單位，而是必須通過(guò)抽樣頻率進(jìn)行歸一化。這樣，如果將式(13)中的模擬格式的觀測(cè)器轉(zhuǎn)換為電流觀測(cè)器的格式，則獲得上述式(1)、(2)和(3)，從而構(gòu)造了圖6的結(jié)構(gòu)。
這樣，可以首先構(gòu)造用于整形的期望濾波器形式，然后將干擾模型添加到正在設(shè)計(jì)中的觀測(cè)器。因此，對(duì)于該觀測(cè)器，可以自由地確定形式，而不受原始干擾模型的物理響應(yīng)特性的限制。
現(xiàn)在將描述具體的結(jié)構(gòu)示例。圖9至圖12為表示本發(fā)明第一實(shí)施例的圖，其中圖9為整形濾波器的特性圖，圖10為開(kāi)環(huán)特性圖，圖11為靈敏度函數(shù)的特性圖，而圖12為加速度干擾的特性圖。
圖9至圖12示出了以陷波形式抑制1600Hz時(shí)的示例。在由于盤(pán)介質(zhì)的振動(dòng)或磁頭懸置部分的振動(dòng)而施加有高頻時(shí)，需要抑制這樣的高頻。特別的是，如果盤(pán)介質(zhì)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率增加，則在磁道密度高的裝置的情況下，由于高頻干擾的這種影響是顯著的。
在該高頻區(qū)域中，即使將相反特性的陷波濾波器串行地插入到控制器中，也難以實(shí)現(xiàn)干擾抑制。此外，如相位特性所示，需要進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)來(lái)調(diào)節(jié)濾波器系數(shù)，以實(shí)現(xiàn)使相位下降然后上升的特性。
在本實(shí)施例中，如圖9所示，設(shè)計(jì)用于僅抑制特定頻率的整形濾波器。利用式(8)所示的二階濾波器來(lái)設(shè)計(jì)該整形濾波器。圖9示出了在式(8)中，ω1＝2π*1600、ω2＝ω1、ζ1＝0.025和ζ2＝0.05的情形。
對(duì)于該整形濾波器的頻率特性，增益在1600Hz附近被抑制，并且相位在1600Hz附近先下降然后上升，如圖9上部的頻率對(duì)增益特性以及下部的頻率對(duì)相位特性所示。
使用這樣設(shè)計(jì)的整形濾波器來(lái)構(gòu)造上述觀測(cè)器。對(duì)于包括該觀測(cè)器的控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)特性，增益在1600Hz處下降，而相位在1600Hz附近上升，如圖10上部的頻率對(duì)增益特性以及下部的頻率對(duì)相位特性所示。
因此，對(duì)于控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)，增益在1600Hz附近被抑制，如圖11中的頻率對(duì)增益特性所示。對(duì)于控制系統(tǒng)的加速度干擾特性，增益在1600Hz附近被抑制，如圖12中的頻率對(duì)增益特性所示。
圖13至圖16為表示本發(fā)明第二實(shí)施例的圖，其中圖13為整形濾波器的特性圖，圖14為開(kāi)環(huán)特性圖，圖15為靈敏度函數(shù)的特性圖，而圖16為加速度干擾的特性圖。
圖13至圖16為均勻抑制低頻區(qū)域時(shí)的示例。在除了盤(pán)介質(zhì)的偏心以外，盤(pán)介質(zhì)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)處的風(fēng)壓也具有影響時(shí)，需要這樣均勻地抑制低頻區(qū)域。具體地說(shuō)，在低頻區(qū)域內(nèi)存在很多外部振動(dòng)，而且其影響顯著。難以在傳統(tǒng)觀測(cè)器的情況下使低頻區(qū)域中的抑制寬度變寬。
在本實(shí)施例中，設(shè)計(jì)了用于在寬范圍內(nèi)抑制低頻的整形濾波器，如圖13所示。利用式(8)示出的二階濾波器來(lái)設(shè)計(jì)該整形濾波器。圖13示出了在式(8)中，ω1＝2π*200、ω2＝2π*400、ζ1＝0.5和ζ2＝0.5的情形。
對(duì)于該整形濾波器的頻率特性，增益在低頻區(qū)域中的下限(100Hz)之后逐漸增大，在低頻區(qū)域中的上限(在本示例中約為500Hz)處變?yōu)榇笾潞愣?，并且相位在低頻區(qū)域中的下限(100Hz)和低頻區(qū)域中的上限(在本示例中約為500Hz)之間形成峰值，如圖13上部的頻率對(duì)增益特性以及下部的頻率對(duì)相位特性所示。
使用這樣設(shè)計(jì)的整形濾波器來(lái)構(gòu)造上述觀測(cè)器。對(duì)于包括該觀測(cè)器的控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)特性，增益在低頻區(qū)域中上升，而相位在低頻區(qū)域附近上升，如圖14上部的頻率對(duì)增益特性以及下部的頻率對(duì)相位特性中的粗線所示。
因此，對(duì)于控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)，增益在低頻區(qū)域附近被抑制，如圖15的頻率對(duì)增益特性中的粗線所示。對(duì)于控制系統(tǒng)的加速度干擾特性，增益在低頻區(qū)域中被抑制，如圖16的頻率對(duì)增益特性中的粗線所示。
如本實(shí)施例所示，可以容易地實(shí)現(xiàn)高頻抑制以及具有較寬低頻區(qū)域?qū)挾鹊母蓴_抑制觀測(cè)器，這些是通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)第一實(shí)施例的表的描述 圖17為表示本發(fā)明的實(shí)施例的圖，圖18為表示頻率及其N(xiāo)RRO功率之間的關(guān)系的圖。如圖17所示，相對(duì)于沿箭頭B的方向轉(zhuǎn)動(dòng)的盤(pán)4，磁頭3通過(guò)致動(dòng)器沿盤(pán)4的徑向運(yùn)動(dòng)。盤(pán)4由于其轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生風(fēng)，并且該風(fēng)作為干擾而影響磁頭3。換言之，盤(pán)4的內(nèi)側(cè)的風(fēng)壓WI以及外側(cè)的風(fēng)壓WO不同，并且風(fēng)擾動(dòng)根據(jù)磁頭的位置而增大/減小。在磁頭3定位在盤(pán)4的內(nèi)側(cè)時(shí)，致動(dòng)器1受到的風(fēng)的影響增大。這出現(xiàn)在低頻分量中。
支撐磁頭3和盤(pán)4的懸置部分在振動(dòng)。該振動(dòng)被觀測(cè)為位置誤差，并且表現(xiàn)為與旋轉(zhuǎn)頻率不同步的NRRO，并且其特性根據(jù)各個(gè)磁頭而不同。
圖18表示NRRO的一般狀態(tài)。如圖18所示，NRRO的功率取決于風(fēng)擾動(dòng)，并且在低頻區(qū)域的內(nèi)側(cè)的NRRO(虛線)高于外側(cè)的NRRO(實(shí)線)。
此外，如圖18所示，懸置部分和盤(pán)4的振動(dòng)還根據(jù)各個(gè)磁頭而變化。換言之，這些振動(dòng)表現(xiàn)為峰值NRRO的峰值的變化以及頻率的變化，并且虛線表示第一磁頭而實(shí)線表示第二磁頭。
為了處理這些問(wèn)題，本發(fā)明對(duì)控制器的頻率特性進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)磁頭號(hào)以及磁道位置(其為目標(biāo)位置)來(lái)抑制發(fā)生了變化的干擾。為此，創(chuàng)建用于存儲(chǔ)控制器的頻率特性參數(shù)的表22，并根據(jù)目標(biāo)位置來(lái)改變控制器的頻率特性。
圖19示出了用于根據(jù)位置來(lái)抑制低頻區(qū)域的風(fēng)擾動(dòng)的表22的結(jié)構(gòu)示例，圖20為其開(kāi)環(huán)特性圖，圖21為其靈敏度函數(shù)的特性圖。
例如，當(dāng)NRRO功率在內(nèi)側(cè)比在外側(cè)高時(shí)，如圖18中的對(duì)低頻區(qū)域中的風(fēng)擾動(dòng)進(jìn)行抑制的示例所示，NRRO在內(nèi)側(cè)處的低頻增益比在外側(cè)處的低頻增益下降得更多。首先使用式(8)中的二階模型作為整形濾波器。并且，如下設(shè)置式(8)的參數(shù)，將外側(cè)處的模型稱(chēng)為模型1，將內(nèi)側(cè)處的模型稱(chēng)為模型2。
模型1ζ1＝ζ2＝0.5，ω1＝2π·100，ω2＝2π·300 模型2ζ1＝ζ2＝0.5，ω1＝2π·100，ω2＝2π·400 圖19示出了這種情況下的表22的內(nèi)容。這里，對(duì)于模型1和模型2，式(8)的分子相同，為(ζ1，ω1)，從而矩陣A匹配，并且增益F也相同，但估計(jì)增益L在內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間不同。換言之，矩陣A和F是公共的，而只有L具有不同的值，從而可以處理圖18中的低頻增益的增大/減小。
圖20和圖21表示根據(jù)該估計(jì)增益L的開(kāi)環(huán)特性和靈敏度函數(shù)。在圖20和圖21中，細(xì)線表示模型1(外側(cè))，粗線表示模型2(內(nèi)側(cè))。
更具體地說(shuō)，使用上述整形濾波器來(lái)構(gòu)造上述觀測(cè)器。由本示例中的觀測(cè)器構(gòu)成的控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)特性如圖20的上部的頻率對(duì)增益特性圖以及下部的頻率對(duì)相位特性圖所示，正如圖14一樣。在開(kāi)環(huán)特性中，模型2的低頻區(qū)域中的增益(由粗線表示)大于模型1的低頻區(qū)域中的增益(由細(xì)線表示)。
因此，對(duì)于控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)，低頻區(qū)域中的增益在內(nèi)側(cè)比在外側(cè)被抑制得更多，如圖21中的頻率對(duì)增益特性中的粗線(模型2內(nèi)側(cè))和細(xì)線(模型1外側(cè))所示，正如圖15那樣。
因此，如圖19所示，將內(nèi)側(cè)和外側(cè)的估計(jì)增益存儲(chǔ)在表22中，通過(guò)目標(biāo)位置′r′來(lái)查找表22，并且根據(jù)目標(biāo)位置′r′為內(nèi)側(cè)還是外側(cè)在觀測(cè)器中設(shè)置對(duì)應(yīng)的增益，從而可以在觀測(cè)器中設(shè)置圖20和圖21中的頻率特性，該頻率特性用于抑制圖18的低頻區(qū)域中的風(fēng)擾動(dòng)。
現(xiàn)在將描述防止磁頭在高頻區(qū)域中的振動(dòng)的示例。如圖18所示，在第一磁頭和第二磁頭的頻率相對(duì)于NRRO彼此不同時(shí)，抑制頻率在第一磁頭和第二磁頭之間變化。使用式(8)中的一階和二階模型作為整形濾波器。并且如下設(shè)置式(8)中的參數(shù)，將第一磁頭的模型稱(chēng)為模型1，第二磁頭的模型稱(chēng)為模型2。
模型1ζ1＝0.01，ζ2＝0.1，ω1＝2π·1500，ω2＝2π·1500 模型2ζ1＝0.015，ζ2＝0.15，ω1＝2π·1200，ω2＝2π·1200 圖22示出了該示例中的表22的內(nèi)容。這里，設(shè)置了不同的抑制頻率，這些抑制頻率為1500Hz的模型1(第一磁頭)的抑制頻率，以及1200Hz的模型2(第二磁頭)的抑制頻率，從而增益F是公共的，但估計(jì)增益L和矩陣A在第一磁頭和第二磁頭之間不同。換言之，F(xiàn)是公共的，而矩陣A以及估計(jì)增益L的值是不同的，從而可以處理圖18中的高頻區(qū)域中的頻率的變化。
圖23和圖24表示根據(jù)該估計(jì)增益L和矩陣A的開(kāi)環(huán)特性和靈敏度函數(shù)。在圖23和圖24中，細(xì)線表示模型1(第一磁頭)，而粗線表示模型2(第二磁頭)。
更具體地說(shuō)，使用上述整形濾波器來(lái)構(gòu)造上述觀測(cè)器。由本示例中的觀測(cè)器構(gòu)成的控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)特性如圖23的上部的頻率對(duì)增益特性圖以及下部的頻率對(duì)相位特性圖所示，正如圖14一樣。在開(kāi)環(huán)特性中，模型2(第二磁頭)的抑制頻率的峰值(由粗線表示)低于模型1(第一磁頭)的抑制頻率的峰值(由細(xì)線表示)。
因此，對(duì)于控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)，第二磁頭的抑制頻率低于第一磁頭的抑制頻率，并且第二磁頭在較低的頻率下被抑制，如圖23中的頻率對(duì)增益特性的粗線(模型2第二磁頭)和細(xì)線(模型1第一磁頭)所示，正如圖15那樣。
因此，如圖22所示，將第一磁頭和第二磁頭的估計(jì)增益L和矩陣A存儲(chǔ)在表22中，通過(guò)目標(biāo)位置′r′(在本示例中為磁頭號(hào))來(lái)查找表22，并且根據(jù)目標(biāo)位置(磁頭號(hào))′r′為第一磁頭還是第二磁頭來(lái)在觀測(cè)器中設(shè)置對(duì)應(yīng)的增益L和矩陣A，從而可以在觀測(cè)器中設(shè)置圖23和圖24中的頻率特性，該頻率特性用于抑制圖18所示的高頻區(qū)域中的不同NRRO的峰值頻率。
位置控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例 圖25為表示圖1中的由MCU 14執(zhí)行的用于抑制干擾的位置控制系統(tǒng)的第二實(shí)施例的框圖。該位置控制系統(tǒng)是用于通過(guò)自適應(yīng)控制來(lái)抑制干擾的觀測(cè)器控制系統(tǒng)，并且是其中獨(dú)立于控制器建立圖6中的干擾模型的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
在圖25中，使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖6中相同的組成單元。該觀測(cè)器為干擾模型被設(shè)計(jì)成可分離的情況，并且對(duì)式(1)、(2)和(3)進(jìn)行變換，并將其表示為以下式(16)、(17)、(18)、(19)和(20)。
b(k+1)＝b(k) 換言之，比較式(16)至式(20)與式(1)至式(3)，式(19)為被獨(dú)立表示的式(3)的控制器的模型，而式(20)為分離了干擾模型50時(shí)的表達(dá)式。式(16)和式(1)相同，但式(19)和式(20)被分離，從而式(3)的輸出表達(dá)式被分為式(17)和式(18)。
如圖25所示，本實(shí)施例是其中干擾模型50與控制器的模型分離的自適應(yīng)控制系統(tǒng)的示例。在圖25中，第一計(jì)算塊30通過(guò)從觀測(cè)位置y[k]減去目標(biāo)位置′r′來(lái)計(jì)算實(shí)際位置誤差er[k]，該觀測(cè)位置y[k]是通過(guò)對(duì)由磁頭3讀取的伺服信息進(jìn)行解調(diào)而獲得的。第二計(jì)算塊32通過(guò)從實(shí)際位置誤差er[k]減去觀測(cè)器的估計(jì)位置x[k]來(lái)計(jì)算估計(jì)位置誤差e[k]。
在控制器模型中，將該估計(jì)位置誤差e[k]輸入到狀態(tài)估計(jì)塊34中，并利用控制器的估計(jì)增益La(L1和L2)來(lái)計(jì)算估計(jì)校正值(式(16)的右側(cè))。并且在加法塊36中將該結(jié)果與來(lái)自延遲塊46的狀態(tài)量(式(16)的左側(cè))x[k]和v[k]相加，并獲得估計(jì)位置x[k]和估計(jì)速度v[k]，如式(16)所示。在式(16)中，估計(jì)位置誤差e[k]由(y[k]-x[k])表示。
在第四計(jì)算塊38中將估計(jì)值x[k]和v[k]乘以狀態(tài)反饋增益(-Fa＝F1，F(xiàn)2)，從而獲得致動(dòng)器1的第一驅(qū)動(dòng)值u[k]，如式(17)所示。另一方面，在第五計(jì)算塊42中將來(lái)自加法塊36的式(1)的估計(jì)值x[k]和v[k]乘以估計(jì)增益Aa(式(19)中的2×2矩陣(1，0))，并在第六計(jì)算塊40中將第四計(jì)算塊38中的驅(qū)動(dòng)值u[k]乘以估計(jì)增益Ba(與式(19)中的u[k]相乘的值)。這兩個(gè)乘法結(jié)果在加法塊44中相加，從而獲得式(19)中的下一抽樣的估計(jì)狀態(tài)量x[k+1]和v[k+1]。
下一抽樣的估計(jì)狀態(tài)量被輸入到延遲塊46中，如上所述，并在狀態(tài)估計(jì)塊34中通過(guò)估計(jì)校正值進(jìn)行校正。并且對(duì)于來(lái)自加法塊36的式(16)的估計(jì)值，在第七計(jì)算塊48中獲得估計(jì)位置x[k]，并將該估計(jì)位置輸入到第二計(jì)算塊32中。
另一方面，在干擾模型50中，將估計(jì)位置誤差e[k]輸入到干擾的狀態(tài)估計(jì)塊51中，并且利用估計(jì)增益Ld1(L3、L4和L5)而計(jì)算估計(jì)校正值(式(16)的右側(cè))。并且在加法塊56中將該結(jié)果與來(lái)自延遲塊52的狀態(tài)量(式(16)的左側(cè))相加，從而獲得估計(jì)偏壓值b[k]以及估計(jì)干擾抑制值z(mì)1[k]和z2[k]，如式(16)所示。
在第八計(jì)算塊58中將估計(jì)值b[k]、z1[k]和z2[k]乘以狀態(tài)反饋增益(Fd1＝F3，F(xiàn)4，F(xiàn)5)，從而獲得致動(dòng)器1的干擾抑制驅(qū)動(dòng)值，如式(18)所示。另一方面，在第九計(jì)算塊54中將來(lái)自加法塊56的式(16)的估計(jì)值b[k]、z1[k]和z2[k]乘以估計(jì)增益Ad1(式(20)中b[k]的增益以及2×2矩陣A的增益)，并將結(jié)果輸入到延遲塊52中，從而獲得下一抽樣的估計(jì)值b[k+1]、z1[k+1]和z2[k+1]。
并且，在加法塊60中，從驅(qū)動(dòng)值u[k]中減去干擾抑制驅(qū)動(dòng)值，從而獲得式(18)的輸出驅(qū)動(dòng)值uout[k]。
換言之，在控制器模型和干擾模型之間分離估計(jì)增益L，并且在控制器模型和干擾模型之間分離反饋增益F，從而獨(dú)立設(shè)計(jì)控制器模型和干擾模型。
在本示例中，每個(gè)干擾模型還設(shè)計(jì)有整形濾波器，如圖6至圖24所示。通過(guò)相同的方式來(lái)設(shè)計(jì)擴(kuò)展模型，并且還以相同的方式通過(guò)表12，根據(jù)磁頭位置來(lái)改變估計(jì)增益L、矩陣A以及反饋增益，從而根據(jù)位置來(lái)優(yōu)化頻率特性。
其它實(shí)施例 在上述實(shí)施例中，利用磁盤(pán)裝置的磁頭定位裝置的示例描述了干擾觀測(cè)器控制，但本發(fā)明還可以應(yīng)用于諸如光盤(pán)裝置的其它盤(pán)裝置。在圖19中的示例的情況下，位置被分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)，但是可以在表22中設(shè)置干擾抑制頻率特性，并將位置沿盤(pán)的徑向分為三個(gè)或更多個(gè)區(qū)域。
此外，在圖22的示例中，描述了在一個(gè)裝置中安裝兩個(gè)磁頭的示例，但是如果安裝了三個(gè)或更多個(gè)磁頭，也可以在表22中設(shè)置各個(gè)磁頭的干擾抑制頻率特性。可以組合圖22中的表和圖19中的表。
此外，干擾頻率的數(shù)量根據(jù)需要可以是任意的，因此干擾模型的數(shù)量可以是任意的。利用二階濾波器對(duì)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是可以根據(jù)需要抑制的頻率采用一階濾波器或采用一階濾波器與二階濾波器的組合。
利用實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征的范圍內(nèi)以多種方式修改本發(fā)明，并且這些變形不應(yīng)排除在本發(fā)明的范圍之外。
因?yàn)橥ㄟ^(guò)根據(jù)磁頭的位置改變具有干擾抑制功能的觀測(cè)器的估計(jì)增益來(lái)改變干擾抑制頻率特性，所以可以根據(jù)磁頭沿徑向以及在盤(pán)之間的位置來(lái)優(yōu)化干擾抑制特性，并且即使記錄密度提高，也可以防止磁頭的振動(dòng)，從而可以提高定位精度。
本申請(qǐng)基于2006年8月3日提交的在先日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2006-212225，并要求其優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)引用并入其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)致動(dòng)器將讀寫(xiě)頭的位置控制在盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的預(yù)定位置處的讀寫(xiě)頭位置控制方法，該方法包括以下步驟
根據(jù)所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置來(lái)計(jì)算位置誤差；
計(jì)算所述位置誤差與觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差；
根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并且根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及
通過(guò)從表獲得與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益并且將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中來(lái)改變干擾抑制頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，所述改變步驟包括以下步驟改變NRRO(非重復(fù)性偏離)干擾的抑制頻率特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，所述改變步驟包括以下步驟從表獲得與所述讀寫(xiě)頭在所述盤(pán)上沿徑向的位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的風(fēng)擾動(dòng)的抑制頻率特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，所述改變步驟包括以下步驟獲取與讀寫(xiě)頭號(hào)相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的抑制頻率的峰值，該讀寫(xiě)頭號(hào)表示與所述讀寫(xiě)頭相對(duì)應(yīng)的盤(pán)面的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，計(jì)算所述控制值的所述步驟包括以下步驟
利用控制器的估計(jì)增益以及干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同，以及
根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算包括所述致動(dòng)器的干擾抑制值在內(nèi)的控制值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，計(jì)算所述控制值的所述步驟包括以下步驟
根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用所述控制器的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；
根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同；以及
將所述控制值和所述干擾抑制值相加，以計(jì)算所述致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，計(jì)算所述干擾抑制值的所述步驟包括以下步驟
利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，該干擾模型具有用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子的零點(diǎn)作為極點(diǎn)；以及
根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的讀寫(xiě)頭位置控制方法，其中，計(jì)算所述干擾抑制值的所述步驟包括以下步驟
利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，該干擾模型的分母為用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的一階或二階濾波器的分子；以及
根據(jù)所述狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值。
9.一種盤(pán)裝置，該盤(pán)裝置包括
讀寫(xiě)頭，用于至少讀取盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)上的數(shù)據(jù)；
致動(dòng)器，用于將所述讀寫(xiě)頭定位在所述盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)上的預(yù)定位置；
控制單元，用于根據(jù)所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置來(lái)計(jì)算位置誤差，計(jì)算所述位置誤差和觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差，根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及
用于存儲(chǔ)與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益的表，
其中，所述控制單元從所述表獲得與所述目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的所述估計(jì)增益，將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中，并改變干擾抑制頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元改變所述觀測(cè)器的NRRO(非重復(fù)性偏離)干擾的抑制頻率特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元從所述表獲得與所述讀寫(xiě)頭在所述盤(pán)上沿徑向的位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的風(fēng)擾動(dòng)的抑制頻率特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元獲得與讀寫(xiě)頭號(hào)相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的抑制頻率的峰值，該讀寫(xiě)頭號(hào)表示與所述讀寫(xiě)頭相對(duì)應(yīng)的盤(pán)面的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元利用控制器的估計(jì)增益以及干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算包括所述致動(dòng)器的干擾抑制值在內(nèi)的控制值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子的，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元根據(jù)所述估計(jì)位置誤差，利用所述控制器的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值，根據(jù)所述估計(jì)位置誤差利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，并將所述控制值和所述干擾抑制值相加來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，該干擾模型具有用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子的零點(diǎn)作為極點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的盤(pán)裝置，其中，所述控制單元利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息來(lái)計(jì)算所述致動(dòng)器的所述干擾抑制值，該干擾模型的分母為用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的一階或二階濾波器的分子。
17.一種用于通過(guò)控制致動(dòng)器將用于至少讀取盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)頭定位在所述盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)的預(yù)定位置處的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，該讀寫(xiě)頭位置控制裝置包括
控制單元，用于計(jì)算所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置和從所述讀寫(xiě)頭獲取的當(dāng)前位置之間的估計(jì)位置誤差，根據(jù)所述位置誤差與觀測(cè)器的估計(jì)位置之間的估計(jì)位置誤差，利用所述觀測(cè)器的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值；以及
用于存儲(chǔ)與所述讀寫(xiě)頭的目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益的表，
其中，所述控制單元從所述表獲得與所述目標(biāo)位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，將所述估計(jì)增益設(shè)置在所述觀測(cè)器中，并且改變干擾抑制頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元改變所述觀測(cè)器的NRRO(非重復(fù)性偏離)干擾的抑制頻率特性。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元從所述表獲得與所述讀寫(xiě)頭在所述盤(pán)上沿徑向的位置相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的風(fēng)擾動(dòng)的抑制頻率特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元獲得與讀寫(xiě)頭號(hào)相對(duì)應(yīng)的估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的抑制頻率的峰值，該讀寫(xiě)頭號(hào)表示與所述讀寫(xiě)頭相對(duì)應(yīng)的盤(pán)面的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元利用控制器的估計(jì)增益以及干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算包括所述致動(dòng)器的干擾抑制值在內(nèi)的控制值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元根據(jù)所述估計(jì)位置誤差，利用所述控制器的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的控制值，根據(jù)所述估計(jì)位置誤差，利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，并將所述控制值和所述干擾抑制值相加，以計(jì)算所述致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)值，該干擾模型由傳遞函數(shù)來(lái)定義，該傳遞函數(shù)的分母為用于對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子，該濾波器的分母的階數(shù)與分子的階數(shù)相同。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，該干擾模型具有用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的濾波器的分子的零點(diǎn)作為極點(diǎn)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的讀寫(xiě)頭位置控制裝置，其中，所述控制單元利用干擾模型的估計(jì)增益來(lái)產(chǎn)生狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息計(jì)算所述致動(dòng)器的干擾抑制值，該干擾模型的分母為用于根據(jù)期望干擾頻率對(duì)靈敏度函數(shù)進(jìn)行整形的一階或二階濾波器的分子。
全文摘要
本發(fā)明提供了讀寫(xiě)頭位置控制方法、讀寫(xiě)頭位置控制裝置和盤(pán)裝置。在基于對(duì)具有干擾抑制功能的觀測(cè)器的控制的定位控制裝置中，添加根據(jù)讀寫(xiě)頭位置的干擾抑制功能，而不損害觀測(cè)器的控制特性。所述位置控制裝置具有觀測(cè)器，該觀測(cè)器具有干擾抑制功能，包括致動(dòng)器模型和干擾模型；以及用于存儲(chǔ)觀測(cè)器的根據(jù)讀寫(xiě)頭的位置的估計(jì)增益的表。并且根據(jù)讀寫(xiě)頭的位置從該表獲得估計(jì)增益，并改變所述觀測(cè)器的估計(jì)增益從而改變所述干擾抑制頻率特性?？梢愿鶕?jù)讀寫(xiě)頭沿徑向或在盤(pán)之間的位置來(lái)優(yōu)化所述干擾抑制特性，并且即使記錄密度增加也可以防止讀寫(xiě)頭的振動(dòng)。
文檔編號(hào)G11B21/10GK101118774SQ20071000439
公開(kāi)日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月3日
發(fā)明者高石和彥 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社