專利名稱：磁盤裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤驅(qū)動(dòng)器及其控制方法。

背景技術(shù)：
在諸如硬盤之類的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，當(dāng)從外部施加諸如旋轉(zhuǎn)振動(dòng)之類的振動(dòng)在其上時(shí)，由振動(dòng)導(dǎo)致的外部擾動(dòng)(下文簡(jiǎn)稱“擾動(dòng)”)作用在磁頭的位置控制系統(tǒng)上，從而導(dǎo)致阻礙磁頭的定位。因此，采取措施抑制由外部振動(dòng)引起大的擾動(dòng)導(dǎo)致的位置誤差的惡化。
作為如上所述的一種措施，在專利公開文獻(xiàn)1中公開了利用追蹤峰值濾波器(chasing peak filter)的技術(shù)。這種技術(shù)逐漸地使峰值濾波器的峰值頻率接近擾動(dòng)頻率，從而抑制作用在磁頭的位置控制系統(tǒng)上的擾動(dòng)。
專利公開文獻(xiàn)1日本待審查專利申請(qǐng)公開號(hào)2003-1009335

發(fā)明內(nèi)容
按照利用追蹤峰值濾波器的技術(shù)，在使磁頭跟蹤磁盤中的軌道的軌道跟蹤期間，基于指示磁頭的位置誤差的誤差信號(hào)的樣本或預(yù)定樣本更新峰值濾波器的參數(shù)。
然而，在這種情況下，由于必須考慮峰值濾波器的穩(wěn)定性來更新參數(shù)，因此峰值頻率的更新范圍受到限制，因而要花費(fèi)時(shí)間，直到抑制了擾動(dòng)為止。
此外，對(duì)于磁盤驅(qū)動(dòng)器，需要將抑制如上所述的擾動(dòng)所需的計(jì)算的負(fù)擔(dān)減小。
本發(fā)明提供能夠容易地抑制由外部振動(dòng)導(dǎo)致的擾動(dòng)引起的位置誤差的惡化的磁盤驅(qū)動(dòng)器及其控制方法。
本發(fā)明的磁盤驅(qū)動(dòng)器包含磁盤，在其上在多個(gè)軌道上記錄數(shù)據(jù)；磁頭，其相對(duì)磁盤移動(dòng)以讀出數(shù)據(jù)；誤差信號(hào)發(fā)生電路，其按照由磁頭讀出的數(shù)據(jù)產(chǎn)生指示磁頭相對(duì)于從多個(gè)軌道中確定的目標(biāo)軌道的位置誤差的誤差信號(hào)；濾波電路，其與所指定的濾波特性一致地對(duì)誤差信號(hào)濾波；位置控制電路，其交替地進(jìn)行軌道跟蹤控制和尋道控制(seek control)，該軌道跟蹤控制按照經(jīng)濾波的誤差信號(hào)使磁頭跟蹤目標(biāo)軌道，而該和尋道控制使磁頭朝向不同于該目標(biāo)軌道的新目標(biāo)軌道移動(dòng)；指定更新電路，其按照在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)，確定要求在濾波電路中被指定的濾波特性，并且其與后續(xù)的軌道跟蹤控制之前執(zhí)行的尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在濾波電路中指定所確定的濾波特性。
按照本發(fā)明的一種模式，該指定更新電路指定濾波電路的增益和頻率中至少之一作為濾波特性。
按照本發(fā)明的一種模式，指定更新電路包含頻率估算部分，其估算包含在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)中的擾動(dòng)的頻率；和頻率指定(specifying)部分，其與所估算的擾動(dòng)的頻率一致地指定濾波電路的峰值頻率。
按照此前一種模式，該頻率估算部分根據(jù)正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段，確定該擾動(dòng)的頻率和該濾波電路的峰值頻率之間的比較電平(level)關(guān)系；和頻率指定部分按照在目標(biāo)時(shí)段期間的所確定的比較電平關(guān)系和在此前時(shí)段期間確定的比較電平關(guān)系，確定濾波電路峰值頻率的更新范圍。
按照本發(fā)明的一種模式，該指定更新電路包含強(qiáng)度估算部分，估算包含在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)中的擾動(dòng)的強(qiáng)度；和增益指定部分，其與所估算出的擾動(dòng)的強(qiáng)度一致地指定濾波電路的增益。
按照此前一種模式，該強(qiáng)度估算部分按照濾波電路的內(nèi)部變量估算擾動(dòng)強(qiáng)度，該內(nèi)部變量與誤差信號(hào)的量值一致地變化。
此外，該強(qiáng)度估算部分按照通過將濾波電路的內(nèi)部變量乘以對(duì)應(yīng)于濾波電路的峰值頻率的校正值得到的強(qiáng)度值估算值估算該擾動(dòng)的強(qiáng)度。
此外，該強(qiáng)度估算部分在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間，按照強(qiáng)度估算值的最大值估算該擾動(dòng)的強(qiáng)度。
此外，按照增益指定部分，相對(duì)于在該濾波電路的增益從預(yù)定電平增加的情況下的強(qiáng)度估算值的閾值，將在該濾波電路的增益從預(yù)定電平降低的情況下的閾值指定為低。
此外，該增益指定部分與使濾波電路的增益增加相關(guān)聯(lián)地使濾波電路的內(nèi)部變量減小，并與使濾波電路的增益減小相關(guān)地使濾波電路的內(nèi)部變量增加。
用于按照本發(fā)明的磁盤驅(qū)動(dòng)器的控制方法對(duì)于設(shè)定作為目標(biāo)的磁盤驅(qū)動(dòng)器操作，該磁盤驅(qū)動(dòng)器包含磁盤，在其上在多個(gè)軌道上記錄數(shù)據(jù)；磁頭，其相對(duì)磁盤移動(dòng)以讀出數(shù)據(jù)；誤差信號(hào)發(fā)生電路，其按照由磁頭讀出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生指示磁頭相對(duì)于從多個(gè)軌道中確定的目標(biāo)軌道的位置誤差的誤差信號(hào)；濾波電路，其與所指定的濾波特性一致地對(duì)誤差信號(hào)濾波；和位置控制電路，其交替地執(zhí)行軌道跟蹤控制和尋道控制，軌道跟蹤控制按照經(jīng)濾波的誤差信號(hào)使磁頭跟蹤目標(biāo)軌道，而尋道控制使磁頭朝向不同于該目標(biāo)軌道的新目標(biāo)軌道移動(dòng)，該控制方法包含按照在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)，確定要求在濾波電路中被指定的濾波特性的步驟；以及與在后續(xù)軌道跟蹤控制之前執(zhí)行的尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在濾波電路中指定所確定的濾波特性。
按照本發(fā)明，與尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在濾波電路中指定濾波特性。照此，與例如基于采樣執(zhí)行更新的常規(guī)的情況不同，該控制系統(tǒng)可以作為時(shí)不變系統(tǒng)操縱，使得對(duì)于濾波特性更新范圍的限制減輕，從而能夠應(yīng)用足夠的更新范圍。
特別是，在尋道控制期間，(更具體地說，在直到開始后續(xù)軌道跟蹤控制為止的時(shí)段中)，由于用于濾波電路的瞬變響應(yīng)的會(huì)聚(convergence)的時(shí)段可能是安全的，所以可能應(yīng)用足夠的更新范圍。
此外，在頻繁執(zhí)行尋道控制的狀態(tài)，例如存取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求次數(shù)很大的狀態(tài)中，濾波電路的濾波特性的指定的足夠的次數(shù)可能是安全的。
此外，與諸如通常所做的那樣的、基于預(yù)采樣的更新相比較，與控制相關(guān)聯(lián)的計(jì)算的負(fù)擔(dān)減小。



圖1是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器的配置的實(shí)例的方框圖。
圖2是表示主控制電路的操作的實(shí)例的方框圖。
圖3是表示代表主控制電路的操作實(shí)例的流程圖， 圖4是表示主控制電路的操作實(shí)例的解釋性的示意圖。
圖5表示確定峰值頻率的更新量dE的實(shí)例的示意圖。
圖6是表示強(qiáng)度估算部分的功能性配置的實(shí)例的方框圖。
圖7(a)和圖7(b)表示與校正值相關(guān)的解釋性的示意圖。
圖8是表示增益指定表的內(nèi)容實(shí)例的示意圖。
圖9(a)和圖9(b)是表示本發(fā)明效果的解釋性的示意圖。
圖10(a)和圖10(b)是表示本發(fā)明效果的解釋性的示意圖。
圖11是表示本發(fā)明效果的解釋性的示意圖。
附圖標(biāo)記 1磁盤驅(qū)動(dòng)器 2磁盤 3主軸電動(dòng)機(jī) 4磁頭 5懸臂 6托架 7音圈示電動(dòng)機(jī) 9外殼 10 主控制電路(位置控制電路) 13 R/W通道 14 磁頭放大器 17 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 21 軌道 23 伺服數(shù)據(jù)區(qū)域 25 用戶數(shù)據(jù)區(qū)域 31 誤差信號(hào)發(fā)生電路 33 控制器 35 峰值濾波器 37 加法器 39 指定更新電路 40 頻率指定更新電路 42 頻率估算部分 44 頻率指定部分 50 增益指定更新單元 52 強(qiáng)度指定部分 54增益指定部分 61校正部分 63平方部分 65最大值獲得部分 67低通濾波器
具體實(shí)施例方式 參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁盤驅(qū)動(dòng)器1的配置的實(shí)例。磁盤驅(qū)動(dòng)器1包含磁盤2、主軸電動(dòng)機(jī)3、磁頭4、旋臂5、托架6、音圈式電動(dòng)機(jī)7和在外殼9中的磁頭放大器14。
磁盤驅(qū)動(dòng)器1還包含主控制電路10、讀/寫通道(R/W通道)13和在外殼9的基板外部上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。
由主軸電動(dòng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)磁盤2。在磁盤2上按同心圓排列形成多個(gè)軌道21。此外，在各個(gè)軌道21上，沿圓周方向按預(yù)定間隔排列形成伺服數(shù)據(jù)區(qū)23，并形成定位其間的用戶數(shù)據(jù)區(qū)25。
伺服數(shù)據(jù)記錄在伺服數(shù)據(jù)區(qū)23。伺服數(shù)據(jù)包含地址數(shù)據(jù)和突發(fā)信號(hào)(burst signal)。該突發(fā)信號(hào)是用于計(jì)算磁頭4關(guān)于軌道21的相對(duì)位置的信號(hào)。在用戶數(shù)據(jù)區(qū)25中記錄用戶數(shù)據(jù)。
磁頭4安裝在懸臂5的前邊緣部分，并懸于磁盤2的上方。利用適配于樞軸地被支撐到外殼9的托架6的其基端側(cè)(base end side)安裝懸臂5。音圈式電動(dòng)機(jī)7樞軸地驅(qū)動(dòng)托架6，從而基本上沿磁盤2的徑向移動(dòng)磁頭4。
主控制電路10包含微處理單元(MPU)和諸如ROM或RAM之類的存儲(chǔ)器。主控制電路10讀出并執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序，以此實(shí)現(xiàn)各種類型的控制，例如磁頭4的位置控制和數(shù)據(jù)的記錄/回放控制。在本實(shí)施例中，主控制電路10作用為位置控制電路。下面詳細(xì)說明該功能。
主控制電路10按照從R/W通道13輸入的伺服數(shù)據(jù)識(shí)別磁頭4的當(dāng)前位置，產(chǎn)生使磁頭4被定位在目標(biāo)軌道上的控制信號(hào)，然后將該信號(hào)輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17執(zhí)行對(duì)控制信號(hào)的模擬轉(zhuǎn)換和放大并將該信號(hào)輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。
主控制電路10還包含硬盤控制器(HDC)和緩沖存儲(chǔ)器。HDC包含接口控制器、誤差校正電路和緩沖控制器。
當(dāng)從外部主機(jī)接收要記錄在磁盤2上的用戶數(shù)據(jù)時(shí)，主控制電路10向R/W通道13輸出用戶數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)從R/W通道13輸入經(jīng)調(diào)制的用戶數(shù)據(jù)時(shí)，主控制器10向外部主機(jī)發(fā)送用戶數(shù)據(jù)。進(jìn)而，主控制電路10使得用戶數(shù)據(jù)被暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器。
當(dāng)從主控制電路10輸入用戶數(shù)據(jù)時(shí)，R/W通道13調(diào)制和輸出用戶數(shù)據(jù)到磁頭放大器14。進(jìn)而，當(dāng)從放大器14輸入經(jīng)放大的反饋信號(hào)時(shí)，R/W通道13將回放信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并調(diào)制和輸出該數(shù)據(jù)到主控制電路10。此外，R/W通道13從回放信號(hào)中、按預(yù)定的采樣間隔抽取伺服數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)輸出到主控制電路10。
當(dāng)從R/W通道13輸入經(jīng)調(diào)制的用戶數(shù)據(jù)時(shí)，磁頭放大器14將用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為記錄信號(hào)并將其輸出到磁頭4。進(jìn)而，當(dāng)從磁盤2讀出的回放信號(hào)被輸入到磁頭4時(shí)，磁頭放大器14放大并輸出回放信號(hào)到R/W通道13。
當(dāng)從磁頭放大器14輸入記錄信號(hào)時(shí)，磁頭4施加對(duì)應(yīng)于記錄信號(hào)的記錄磁場(chǎng)到磁盤2。以此，將代表用戶數(shù)據(jù)的磁化(magnetization)記錄在磁盤2上。進(jìn)而，磁頭4讀出自記錄在磁盤2上的磁化中泄漏的磁場(chǎng)作為回放信號(hào)，并輸出該回放信號(hào)到磁頭放大器14。
下面將說明磁頭4的位置控制。按照磁頭4的定位控制，主控制電路10交替地執(zhí)行尋道控制和軌道跟蹤控制。
在尋道控制中，主控制電路10使磁頭4朝向按照記錄信號(hào)或從外部主機(jī)接收的回放信號(hào)確定的目標(biāo)軌道4移動(dòng)。更具體地說，主控制電路10按照從R/W通道13輸入的伺服數(shù)據(jù)，識(shí)別磁頭4的當(dāng)前位置，得到目標(biāo)軌道和當(dāng)前位置之間的距離，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該距離的控制信號(hào)，并輸出該信號(hào)到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。
當(dāng)磁頭4已經(jīng)通過尋道控制達(dá)到目標(biāo)軌道時(shí)，主控制電路10轉(zhuǎn)換到(shift)軌道跟蹤控制。
在軌道跟蹤控制中，主控制電路10使磁頭4跟蹤所達(dá)到的目標(biāo)軌道。更具體地說，主控制電路10按照代表磁頭4相對(duì)于目標(biāo)軌道的位置誤差的誤差信號(hào)(PES位置誤差信號(hào))產(chǎn)生位置誤差抑制控制信號(hào)，并輸出該信號(hào)到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。按照包含在伺服數(shù)據(jù)中的突發(fā)信號(hào)得到磁頭4的位置誤差。
在軌道跟蹤控制下，由磁頭4執(zhí)行數(shù)據(jù)的寫/讀。
此后，當(dāng)指定新的軌道作為目標(biāo)軌道時(shí)，主控制電路10轉(zhuǎn)換到尋道控制，以此使磁頭4朝向新的目標(biāo)軌道移動(dòng)。按照這種方式，交替地執(zhí)行尋道控制和軌道跟蹤控制。
圖2表示在軌道跟蹤控制的情況下主控制電路10的功能性配置的實(shí)例。按照MPU的以軟件為基礎(chǔ)的操作，主控制電路10功能上包含誤差信號(hào)發(fā)生電路31、控制器33、峰值濾波器35、加法器37和指定更新電路39。
誤差信號(hào)發(fā)生電路31通過得到在磁頭4的目標(biāo)位置TP和磁頭4的目標(biāo)位置CP之間的差，產(chǎn)生誤差信號(hào)PES，其中目標(biāo)位置TP是按照從外部主機(jī)發(fā)出的記錄指令或回放指令確定的，而目標(biāo)位置CP是按照從R/W通道13輸入的伺服數(shù)據(jù)識(shí)別的。
在這種情況下，當(dāng)外部振動(dòng)(例如旋轉(zhuǎn)振動(dòng))施加在磁頭4的固定系統(tǒng)(holding system)上時(shí)，其影響作用于當(dāng)前位置CP并作為擾動(dòng)包含在誤差信號(hào)PES中。
控制器33按照從誤差信號(hào)發(fā)生電路31輸入的誤差信號(hào)PES產(chǎn)生位置誤差抑制信號(hào)，并將該信號(hào)輸出到加法器37。
峰值濾波器35對(duì)誤差信號(hào)發(fā)生電路31輸入的誤差信號(hào)PES進(jìn)行濾波并將該信號(hào)輸出到加法器37。更具體地說，峰值濾波器35放大誤差信號(hào)PES的峰值頻率的頻率分量，并產(chǎn)生反相的信號(hào)將其加到加法器37。
加法器37將從控制器33輸出的信號(hào)和從峰值濾波器35輸出的信號(hào)加在一起，并將通過相加得到將作為控制信號(hào)CS用于驅(qū)動(dòng)音圈電動(dòng)機(jī)7的結(jié)果信號(hào)輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器17。
如上所述，從控制器33輸出的信號(hào)是用于使磁頭4跟蹤目標(biāo)軌道的信號(hào)，并且從峰值濾波器35輸出的信號(hào)是用于取消強(qiáng)加在磁頭4的固定系統(tǒng)上的信號(hào)的影響。以此，已從加法器37輸出的控制信號(hào)CS進(jìn)入抑制了具有包含在誤差信號(hào)PES的擾動(dòng)的分量的狀態(tài)。
在峰值濾波器35中，利用從指定更新電路39輸出的更新信號(hào)Fr、Gn更新內(nèi)部變量(內(nèi)部模型的狀態(tài)變量)，以此指定其濾波特性。因此指定的濾波特性包含峰值頻率和在峰值頻率的增益(峰值增益)。此外，該特性可以包含峰值寬度。
指定更新電路39包含頻率指定更新單元40和增益指定更新單元50，其中頻率指定更新單元40輸出該用于指定峰值頻率的更新信號(hào)Fr，而增益更新單元50輸出該用于指定峰值增益的更新信號(hào)Gn。下面將詳細(xì)說明這些單元的功能的細(xì)節(jié)。
下面通過利用等式說明峰值濾波器35。峰值濾波器35的內(nèi)部變量U可以用如下所示的等式1或2來表達(dá)。此外，峰值濾波器35的輸出PKOUT可以用如下所示的等式3或4來表達(dá)。
等式1 等式2 U(n)＝PES(n)+E·U(n-1)+F·U(n-2) 等式3 等式4 Pkout(n)＝2OSHCNT·[P·U(n)+Q·U(n-1)+R·U(n-2)] 如上所述，PES＝誤差信號(hào)；E、F、P、Q和R＝參數(shù)；OSHCNT＝用于調(diào)節(jié)增益的位位移量(bit shift amount)；z1＝用于提前(advancing)采樣時(shí)間的算子；和n＝采樣時(shí)間。
如上所述，包含在內(nèi)部變量U中的參數(shù)E是確定峰值濾波器35的峰值頻率的參數(shù)，并可以表達(dá)為如下的等式5。
等式5 E＝A0·cos(2·π·f0·TS) 如上所述，f0＝峰值濾波器35的峰值頻率；Ts采樣間隔。
照此，通過更新峰值濾波器35的參數(shù)E，指定更新電路39能夠指定峰值頻率f0。
此外，通過更新該用于調(diào)節(jié)增益的位位移量OSHCNT，指定更新電路39能夠調(diào)節(jié)峰值濾波器35的增益。在本實(shí)施例中，通過峰值濾波器35的增益的調(diào)節(jié)來指定峰值增益(在峰值頻率處的增益)。
圖3表示代表主控制電路10的操作實(shí)例的流程圖。此外，圖4表示主控制電路10的操作實(shí)例的解釋性的示意圖。
首先，主控制電路10執(zhí)行尋道控制，以此使磁頭4朝向目標(biāo)軌道移動(dòng)(S1)。
當(dāng)磁頭4已達(dá)到目標(biāo)軌道時(shí)，主控制電路10執(zhí)行軌道跟蹤控制，以此使磁頭4跟蹤目標(biāo)軌道(S2)。進(jìn)而，主控制電路10在使磁頭4跟蹤目標(biāo)軌道的同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀出。
進(jìn)而，在軌道跟蹤控制周期期間，包含在主控制電路10中的指定更新電路39獲得確定要在峰值濾波器35中指定的濾波特性所需的數(shù)據(jù)。
要獲得的數(shù)據(jù)由從誤差信號(hào)發(fā)生電路31輸入的誤差信號(hào)PES和從峰值濾波器35輸入的內(nèi)部變量U組成(見圖2)。它們基于采樣輸入到指定更新電路39。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，基于采樣獲得數(shù)據(jù)，不同于按照常規(guī)技術(shù)的方式，不基于采樣更新濾波特性。
然后，當(dāng)指定目標(biāo)軌道時(shí)(S3是)，指定更新電路39在重新執(zhí)行尋道控制之前按照在軌道跟蹤控制的時(shí)段期間的數(shù)據(jù)，確定將對(duì)于峰值濾波器35進(jìn)行指定的峰值頻率和峰值增益(S4)。然后，指定更新電路39輸出更新信號(hào)Fr、Gn，并在峰值濾波器35中指定所確定的峰值頻率和峰值增益(S5)。下面詳細(xì)說明確定它們的方法。
此后，主控制電路10位移到尋道控制，以此，將磁頭4朝向新的目標(biāo)軌道移動(dòng)(S1)，并重復(fù)如上所述的操作。
如上所述，雖然沒有基于采樣更新峰值濾波器35的濾波特性，但與尋道控制的開始相關(guān)指定它，作為時(shí)不變系統(tǒng)操縱控制系統(tǒng)，因此減輕對(duì)濾波特性的更新范圍的限制。從而，與常規(guī)情況相比較，更新范圍可以被加寬。進(jìn)而，即使當(dāng)更新范圍被加寬時(shí)，在尋道控制期間(即，直到軌道跟蹤控制的后續(xù)操作開始為止)，峰值濾波器35的瞬態(tài)響應(yīng)也可以被會(huì)聚。從而，可以減小直到抑制了包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)為止的時(shí)段。
此外，與尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在峰值濾波器35中指定濾波特性的方法很好地適合于克服由于外部振動(dòng)引起的擾動(dòng)(具體地說，由于旋轉(zhuǎn)振動(dòng)引起的擾動(dòng)，所謂的“RV”擾動(dòng))。更具體地說，當(dāng)由于外部振動(dòng)惡化了磁頭4的位置誤差時(shí)，讀/寫操作經(jīng)常被禁止，然而，它們通過再試可以成功。因而，可以指定峰值濾波器35的濾波特性，使得在執(zhí)行后續(xù)的迭代尋道控制的過程中抑制擾動(dòng)。
特別是，在數(shù)據(jù)寫或讀的次數(shù)很大的情況下，由于定位精度的惡化而引起的性能惡化變得突出，頻繁地執(zhí)行尋道控制。因此，峰值濾波器35的濾波特性的足夠次數(shù)的更新可以是安全的，因而，可以快速和適當(dāng)?shù)刂付ǚ逯禐V波器35的濾波特性。
(頻率指定更新單元40) 下面將說明包含在指定更新電路39中的頻率指定更新單元40。如圖2所示，頻率指定更新單元40包含頻率估算部分42和頻率指定部分44。
按照從誤差信號(hào)發(fā)生電路31輸入的誤差信號(hào)PES和從峰值濾波器35輸入的內(nèi)部變量U，頻率估算部分42估算包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)的頻率。
對(duì)于擾動(dòng)頻率的估算，可以應(yīng)用利用在上述專利公開文獻(xiàn)1中所述的追蹤峰值濾波器的頻率估算技術(shù)。
更具體地說，頻率估算部分42按照從誤差信號(hào)發(fā)生電路31輸入的誤差信號(hào)PES的相位和從峰值濾波器35輸入的內(nèi)部變量U的相位，確定包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)的頻率和峰值濾波器35的峰值頻率之間的比較電平關(guān)系。
誤差信號(hào)PES和內(nèi)部變量U基于采樣輸入到頻率估算部分42。頻率估算部分42確定根據(jù)誤差信號(hào)PES輸入的頻率電平和內(nèi)部變量U之間的比較電平關(guān)系，并在軌道跟蹤控制期間累積相應(yīng)的關(guān)系。
然后，在開始尋道控制之前頻率估算部分42輸出比較電平關(guān)系累積結(jié)果S到頻率指定部分44。比較電平關(guān)系累積結(jié)果S可以用如下的等式6來表達(dá)。
等式6 如上所述，擾動(dòng)頻率是f，峰值濾波器35的峰值頻率是f0，采樣間隔是TS，內(nèi)部變量U在這種具體情況下是U(n)＝Rsin(2π·n·f·TS+Ω)。
在軌道跟蹤控制時(shí)段期間執(zhí)行加法(積分)和在尋道控制開始之前終止，因此限定比較電平關(guān)系累積結(jié)果S。
按照因此得到的比較電平關(guān)系累積結(jié)果S中的符號(hào)(+，-)，確定在軌道跟蹤控制的時(shí)段期間包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)頻率和峰值濾波器351的峰值頻率之間的比較電平關(guān)系。
其后，頻率指定部分44按照從頻率估算部分42輸入的比較電平關(guān)系累積結(jié)果S，確定峰值濾波器35的峰值頻率的更新范圍，輸出關(guān)系信號(hào)Fr，并利用所確定的更新范圍更新峰值濾波器35的峰值頻率。以此，峰值濾波器35的峰值頻率可以接近擾動(dòng)頻率。
按照本實(shí)施例，頻率指定部分44確定代表峰值頻率的參數(shù)E的更新量dE，并更新包含在峰值濾波器35的內(nèi)部變量U的參數(shù)E(參照等式1和2)。
此外，將對(duì)應(yīng)于軌道跟蹤控制的相應(yīng)操作得到的過去的比較電平更新累積結(jié)果S存儲(chǔ)在主控制電路10的存儲(chǔ)器。頻率指定部分44按照從頻率估算部分42輸入的累積結(jié)果S和過去的累積結(jié)果確定更新量dE。
圖5表示確定更新量dE的實(shí)例。如圖所示，對(duì)應(yīng)于從過去的累積結(jié)果S的符號(hào)的連續(xù)的次數(shù)N，確定更新量dE。更具體地說，在連續(xù)的累積結(jié)果S的情況下，峰值濾波器35的峰值頻率和擾動(dòng)頻率彼此偏離，使得隨著連續(xù)次數(shù)的增加更新量dE增加。
例如，可以將更新量dE指定為連續(xù)的次數(shù)N的值。當(dāng)按照從頻率估算部分42輸入的累積結(jié)果S，過去累積結(jié)果S的符號(hào)的連續(xù)次數(shù)為N時(shí)，將更新量dE指定為N。另外，當(dāng)連續(xù)的次數(shù)N超過更新量dE的上限值時(shí)，將更新量dE指定為該上限值。當(dāng)從頻率估算部分42輸入的累積結(jié)果S為0時(shí)，將更新量dE指定為0。
如上所述，相應(yīng)于累積結(jié)果S的符號(hào)的連續(xù)次數(shù)N，增加代表峰值頻率的參數(shù)E的更新量dE。以此，即使當(dāng)峰值濾波器35的峰值頻率和擾動(dòng)頻率彼此偏離時(shí)，也可以減小直到抑制了擾動(dòng)為止的時(shí)段。如上所述，按照本實(shí)施例，減輕對(duì)濾波特性的更新量dE的限制，使得即使如此確定的更新量dE也是合理的。
此外，按照本實(shí)施例，當(dāng)?shù)玫奖容^電平關(guān)系的累積結(jié)果S和參數(shù)Ed的更新量dE時(shí)，不再進(jìn)行包含涉及大量計(jì)算(例如為了得到平均值)的除法的計(jì)算。因此，與控制相關(guān)聯(lián)的計(jì)算負(fù)擔(dān)減小。
(增益指定更新單元50) 下面說明包含在指定更新電路39中的增益指定更新單元50。如圖2所示，增益指定更新單元50包含強(qiáng)度估算部分52和增益指定部分54。
強(qiáng)度估算部分52按照從峰值濾波器35輸入的內(nèi)部變量U，估算包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)的強(qiáng)度。如等式1和2所示，內(nèi)部變量U包含誤差信號(hào)PES，并且與誤差信號(hào)PES一致地變化。
按照本實(shí)施例，峰值濾波器35的內(nèi)部變量U用于估算誤差信號(hào)PES中要由峰值濾波器35進(jìn)行抑制的頻率分量的強(qiáng)度。例如，在峰值濾波器35的峰值頻率已經(jīng)會(huì)聚到擾動(dòng)頻率的情況下，隨著擾動(dòng)被抑制，內(nèi)部變量U的值減小。因此，內(nèi)部變量U代表峰值濾波器35的峰值增益和包含在誤差信號(hào)PES中的擾動(dòng)的強(qiáng)度之間的關(guān)系。
更具體地說，如圖6所示，強(qiáng)度估算部分52包含校正部分61、平方部分63、最大值獲得部分65和低通濾波器67。
校正部分61執(zhí)行從峰值濾波器35輸入的內(nèi)部變量U和相應(yīng)于峰值頻率的校正值G(E)的乘法，并輸出通過該乘法得到的U·G(E)。內(nèi)部變量U基于采樣輸入到校正部分61。在軌道跟蹤控制的時(shí)段期間，校正部分61每次輸入內(nèi)部變量U時(shí)得到和輸出U·G(E)。
平方部分63輸出通過將從校正部分61輸入的U·G(E)進(jìn)行平方得到的(U·G(E))2。
最大值獲得部分65在軌道跟蹤控制的時(shí)段期間獲得基于采樣軌道從平方部分63輸入的(U·G(E))2，從獲得的值(U·G(E))2中得到最大值T，并在開始尋道控制之前將其輸出。因此，根據(jù)軌道跟蹤控制輸出該最大值T。該最大值T如下由等式7表達(dá)。
等式7 T＝max((U·g(E))2) 低通濾波器67對(duì)基于軌道跟蹤控制輸入的最大值T執(zhí)行濾波，并將由此得到的值輸出到增益指定部分54作為代表擾動(dòng)強(qiáng)度的強(qiáng)度估算值W。如下由等式8表達(dá)利用低通濾波器67進(jìn)行的濾波。
等式8 如上所述，校正部分61執(zhí)行內(nèi)部變量U與校正值G(E)的乘法。如圖7(a)所示，從峰值濾波器35的輸入到內(nèi)部變量U的頻率特性的峰值增益取決于峰值頻率，因此不是恒定的。因此，執(zhí)行該乘法以防止估算擾動(dòng)強(qiáng)度的參考(reference)變化。
照此，如上所述地執(zhí)行內(nèi)部變量U與校正值G(E)的乘法，以此，如圖7(b)所示，在進(jìn)行校正后峰值頻率基本上是恒定的。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的估算，而不管峰值頻率如何。在適合于峰值頻率的范圍上，指定校正值G(E)具有對(duì)應(yīng)于在相應(yīng)峰值增益和預(yù)定參考值之間的差的值。
同時(shí)，指定校正值G(E)，使得峰值增益稍大于在適合于峰值頻率的范圍內(nèi)的低頻頻帶中的其它頻帶的峰值增益。因此，指定校正值G(E)，使其可以指定甚至更高的增益，因?yàn)樵诘皖l頻帶下伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性相當(dāng)高。
此外，平方部分63執(zhí)行(U·G(E))乘積的平方的原因是增加峰值頻帶和其它頻帶之間的差，以此減小其它頻帶的影響。
此外，最大值獲得部分65輸出最大值T。做這一點(diǎn)的原因是，在軌道跟蹤控制時(shí)段期間即使當(dāng)斷續(xù)擾動(dòng)(例如RV擾動(dòng))斷續(xù)地作用時(shí)，也可以估算擾動(dòng)的強(qiáng)度。此外，不再進(jìn)行包括包含涉及大量計(jì)算(例如為了獲得平均值)的除法的計(jì)算。因此，與控制相關(guān)的計(jì)算的負(fù)擔(dān)減小。
此外，低通濾波器67執(zhí)行對(duì)最大值T的濾波。做這一點(diǎn)的原因是，當(dāng)斷續(xù)擾動(dòng)(例如RV擾動(dòng))作用時(shí)，基于軌道跟蹤控制使最大值T明顯波動(dòng)，以便執(zhí)行濾波來防止上述問題。
其后，增益指定部分54按照從強(qiáng)度估算部分52輸入的強(qiáng)度估算值W，確定峰值濾波器35的峰值增益的電平，并輸出更新信號(hào)Gn，以此更新峰值濾波器35的峰值增益到所確定的電平。以此，峰值濾波器35的峰值增益可以接近于抑制擾動(dòng)的電平。
按照本實(shí)施例，增益指定部分54改變?cè)撚糜谡{(diào)節(jié)增益的位位移量OSHCNT的值，以此調(diào)節(jié)峰值濾波器35的增益和更新峰值增益的電平(參照等式3和4)。
此外，在存儲(chǔ)器或主控制電路等中存儲(chǔ)如圖8所示的增益指定表。增益指定部分54按照從強(qiáng)度估算部分52輸入的強(qiáng)度估算值W確定峰值增益的電平。此外，取代增益指定表，可以將用于確定峰值增益的電平的等式合并到程序中。
在增益指定表中，分散地提供用在增加峰值增益的電平的情況下的、強(qiáng)度估算值W的閾值(增加閾值)，以及用在降低峰值增益的電平情況下的、強(qiáng)度估算值W的閾值(減小閾值)。對(duì)于相應(yīng)的電平，將降低的閾值的值指定為比增加閾值低。
按照增益指定部分54，當(dāng)從強(qiáng)度估算部分52輸入的強(qiáng)度估算值W大于對(duì)應(yīng)于當(dāng)前位位移量OSHCNT的增加閾值時(shí)，位位移量OSHCNT的值增加以指定增益為2倍那么大。替代地，當(dāng)強(qiáng)度估算值W小于減小閾值時(shí)，位位移量OSHCNT的值減小以指定增益為1/2倍那么大。
因此，在增益指定表中，將減小閾值指定為低于增加閾值。這樣做的原因是，在通過增加峰值濾波器35的峰值增益增加擾動(dòng)抑制的程度增加的情況下，利用該情況降低誤差信號(hào)PES，以此導(dǎo)致峰值濾波器35的內(nèi)部變量U減小。照此，可以防止峰值濾波器的峰值增益抖動(dòng)。
此外，增益指定部分54改變位位移量OSHCNT的值，以此將峰值濾波器35的增益改變?yōu)?或1/2倍那么大。然而，如上所述，按照本實(shí)施例，即使增益的這種斷續(xù)(不連續(xù))變化也是容許的，這是由于減輕了對(duì)濾波特性的更新量dE的限制。此外，由于位位移量OSHCNT的值改變，計(jì)算的次數(shù)小，使得與控制相關(guān)的計(jì)算的負(fù)擔(dān)被減小。
與尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)，指定更新電路39改變峰值濾波器35的內(nèi)部變量U。在這種情況下，當(dāng)磁頭4的尋道距離大于預(yù)定值時(shí)，將峰值濾波器35的內(nèi)部變量U初始化為0。
另一方面，當(dāng)磁頭4的尋道距離小于預(yù)定值時(shí)，按照已經(jīng)應(yīng)用的內(nèi)部變量U確定新的內(nèi)部變量U。更具體地說，當(dāng)增益指定部分54指定峰值濾波器的增益為2倍那么大時(shí)，其指定內(nèi)部變量U為1/2倍那么大，當(dāng)增益指定部分54指定峰值濾波器的增益為1/2倍那么大時(shí)，其指定內(nèi)部變量U為2倍那么大。按照上述，可以指定峰值濾波器35的輸出值PKOUT(其值表示在等式3和4中)，以在改變?cè)鲆娴那闆r下不引起斷續(xù)。
下面將說明在這樣一種情況中的實(shí)驗(yàn)的實(shí)例，其中致使由于旋轉(zhuǎn)振動(dòng)導(dǎo)致的擾動(dòng)(RV擾動(dòng))作用在如上所述那樣配置的磁盤驅(qū)動(dòng)器上。在本實(shí)施例中，在實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)磁盤驅(qū)動(dòng)器的附近安放其它磁盤驅(qū)動(dòng)器，并促使該其它磁盤驅(qū)動(dòng)器迭代隨機(jī)尋道控制，以此將旋轉(zhuǎn)振動(dòng)施加到實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)磁盤驅(qū)動(dòng)器。此外，在這種狀態(tài)下，在軌道跟蹤控制期間促使實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)磁盤驅(qū)動(dòng)器測(cè)量誤差信號(hào)PES。
圖9表示在RV擾動(dòng)發(fā)生之前(無擾動(dòng))的誤差信號(hào)PES的狀態(tài)、緊接在后續(xù)RV擾動(dòng)發(fā)生之后(抑制之前)的誤差信號(hào)PES的狀態(tài)以及在尋道控制的迭代之后(抑制之后)的誤差信號(hào)PES的狀態(tài)。圖9(a)表示誤差信號(hào)PES的傅里葉變換，而圖9(b)表示誤差信號(hào)PES的平方和積分。
按照?qǐng)D9，可以知道在迭代尋道控制之后抑制了RV擾動(dòng)。
圖10表示在已經(jīng)發(fā)生RV擾動(dòng)的狀態(tài)下迭代尋道控制的情況下誤差信號(hào)PES的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。圖10(a)表示誤差信號(hào)PES的傅里葉變換，而圖10(b)表示誤差信號(hào)PES的平方和積分。在這些附圖中，通過向下對(duì)應(yīng)于尋道的次數(shù)地移位來表示誤差信號(hào)PES的狀態(tài)。
按照?qǐng)D10，可以知道在進(jìn)行迭代尋道控制的同時(shí)抑制了RV擾動(dòng)。
圖11表示在圖10的實(shí)例中峰值濾波器的增益特性的轉(zhuǎn)變。此外，該附圖中的下部是在上述情況中峰值濾波器的峰值頻率的示意圖，其中通過向下對(duì)應(yīng)于尋道的次數(shù)地移位來繪出該頻率。
按照?qǐng)D11，可以知道當(dāng)進(jìn)行迭代尋道控制時(shí)，峰值濾波器的峰值頻率轉(zhuǎn)換為RV擾動(dòng)的頻率。此外，隨著峰值頻率會(huì)聚的進(jìn)程，峰值濾波器的峰值增益逐漸增加并會(huì)聚到該引起抑制RV擾動(dòng)的強(qiáng)度的電平。
雖然以上已經(jīng)說明本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例的形式。
例如，在發(fā)生有外部振動(dòng)導(dǎo)致的多個(gè)擾動(dòng)的情況下，可以提供多個(gè)峰值濾波器，使得相應(yīng)峰值濾波器的峰值頻率會(huì)聚到相應(yīng)的擾動(dòng)。此外，可以提供多個(gè)峰值濾波器，并且對(duì)于各自的峰值濾波器35分配彼此不同的頻帶。在提供多個(gè)峰值濾波器情況下，最好按各自峰值濾波器的峰值增益提供上限，以防止相位滯后過分增加。
權(quán)利要求
1.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，包含
磁盤，在其上在多個(gè)軌道上記錄數(shù)據(jù)；
磁頭，其相對(duì)磁盤移動(dòng)以讀出數(shù)據(jù)；
誤差信號(hào)發(fā)生電路，其按照由該磁頭讀出的數(shù)據(jù)產(chǎn)生指示該磁頭相對(duì)于從該多個(gè)軌道中確定的目標(biāo)軌道的位置誤差的誤差信號(hào)；
濾波電路，其與所指定的濾波特性一致地對(duì)誤差信號(hào)濾波；
位置控制電路，其交替地執(zhí)行軌道跟蹤控制和尋道控制，該軌道跟蹤控制按照經(jīng)濾波的誤差信號(hào)使磁頭跟蹤目標(biāo)軌道，而該尋道控制使磁頭朝向不同于該目標(biāo)軌道的新目標(biāo)軌道移動(dòng)；和
指定更新電路，其按照在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)確定要求在濾波電路中被指定的濾波特性，并且其與在后續(xù)軌道跟蹤控制之前執(zhí)行的尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在濾波電路中指定所確定的濾波特性。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該指定更新電路指定濾波電路的增益(峰值增益)和中心頻率(峰值頻率)中至少之一作為該濾波特性。
3.按照權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該指定更新電路包含
頻率估算部分，其估算包含在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)中的擾動(dòng)的頻率；和
頻率指定部分，其與所估算的擾動(dòng)的頻率一致地指定濾波電路的峰值頻率。
4.按照權(quán)利要求3所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，
該頻率估算部分基于正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段，確定該擾動(dòng)的頻率和該濾波電路的峰值頻率之間的比較電平關(guān)系；和
該頻率指定部分按照在目標(biāo)時(shí)段期間確定的比較電平關(guān)系和在此前的時(shí)段期間確定的比較電平關(guān)系，確定該濾波電路峰值頻率的更新范圍。
5.按照權(quán)利要求1所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該指定更新電路包含
強(qiáng)度估算部分，其估算包含在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)中的擾動(dòng)的強(qiáng)度；和
增益指定部分，其與所估算的擾動(dòng)的強(qiáng)度一致地指定濾波電路的增益。
6.按照權(quán)利要求5所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該強(qiáng)度估算部分按照該濾波電路的內(nèi)部變量估算該擾動(dòng)的該強(qiáng)度，該內(nèi)部變量與該誤差信號(hào)的量值一致地變化。
7.按照權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該強(qiáng)度估算部分按照通過將該濾波電路的該內(nèi)部變量乘以對(duì)應(yīng)于該濾波電路的峰值頻率的校正值得到的值(強(qiáng)度估算值)估算擾動(dòng)強(qiáng)度。
8.按照權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該強(qiáng)度估算部分在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間按照該強(qiáng)度估算值的最大值估算該擾動(dòng)的該強(qiáng)度。
9.按照權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，按照該增益指定部分，相對(duì)于在該濾波電路的增益從預(yù)定電平增加的情況下的強(qiáng)度估算值的閾值，將在該濾波電路的增益從預(yù)定電平降低的情況下的閾值指定為低。
10.按照權(quán)利要求6所述的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其中，該增益指定部分與使該濾波電路的增益被增加相關(guān)聯(lián)地使該濾波電路的內(nèi)部變量減小，并與使濾波電路的增益減小相關(guān)聯(lián)地使濾波電路的內(nèi)部變量增加。
11.一種用于磁盤驅(qū)動(dòng)器的控制方法，其中，該控制方法對(duì)于設(shè)定作為目標(biāo)的磁盤驅(qū)動(dòng)器操作，該磁盤驅(qū)動(dòng)器包含
磁盤，在其上在多個(gè)軌道上記錄數(shù)據(jù)；
磁頭，其相對(duì)磁盤移動(dòng)以讀出數(shù)據(jù)；
誤差信號(hào)發(fā)生電路，其按照由該磁頭讀出的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生指示該磁頭相對(duì)于從該多個(gè)軌道中確定的目標(biāo)軌道的位置誤差的誤差信號(hào)；
濾波電路，其與所指定的濾波特性一致地對(duì)該誤差信號(hào)濾波；和
位置控制電路，其交替地執(zhí)行軌道跟蹤控制和尋道控制，該軌道跟蹤控制按照經(jīng)濾波的誤差信號(hào)使磁頭跟蹤該目標(biāo)軌道，而該尋道控制使磁頭朝向不同于該目標(biāo)軌道的新目標(biāo)軌道移動(dòng)，
該控制方法包含
按照在正在執(zhí)行軌道跟蹤控制的時(shí)段期間產(chǎn)生的誤差信號(hào)，確定要求在濾波電路中被指定的濾波特性；和
與后續(xù)軌道跟蹤控制之前執(zhí)行的尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地在該濾波電路中指定所確定的濾波特性。
全文摘要
提供磁盤驅(qū)動(dòng)器，其能夠容易地抑制由從外部振動(dòng)導(dǎo)致的擾動(dòng)引起的位置誤差的惡化。該磁盤驅(qū)動(dòng)器在軌道跟蹤控制的時(shí)段期間獲得確定要求在峰值濾波器中重新被指定的濾波特性所需的數(shù)據(jù)(S3)，與后續(xù)尋道控制的開始相關(guān)聯(lián)地確定要求在峰值濾波器35中被指定的濾波特性(S4)，并在峰值濾波器35中指定所確定的濾波特性(S5)。
文檔編號(hào)G11B5/55GK101388220SQ20081021507
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
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