CN1574028A - 盘装置和头定位控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的磁盘装置具有致动器(7);驱动器(10);输出在致动器的驱动线圈(5)中产生的第一电压信号Ed的电压检测器(11);输出疑似外部干扰信号ur,且从疑似外部干扰信号ur、驱动信号u、第一电压信号Ed和外部干扰估计信号τdest生成第二电压信号Ed+的电压信号调整器(16);从驱动信号u和第二电压信号Ed+估计加在磁头(2)上的外部干扰负荷τd的大小,输出外部干扰估计信号τdest的干扰估计器(12);生成与磁头(2)的现在位置对应的位置误差信号e的位置检测器(13);由位置误差信号e生成控制信号c的位置控制器(14);以及从外部干扰估计信号τdest和位置控制信号c输出驱动信号u的校正器(15)。
Description
技术领域
本发明涉及使用致动器进行磁头或光拾取器等的记录/再现头的定位控制的盘装置及其控制方法。
背景技术
近年来,磁盘装置等的盘装置急速向小型化、大容量化方向发展。例如,在增加磁盘装置的容量方面,有提高磁盘磁道密度,进一步缩小磁道间距的倾向。因此,为了在磁盘上记录和再现数据,必需高精度地使磁头在以狭窄的磁道间距形成的目标磁道上定位。
一般,在磁盘装置中,预先将磁头定位用的伺服信息记录在磁盘上,根据该伺服信息,进行磁头的定位控制。即,通过利用磁头读取伺服信息,检测磁头的位置,掌握目标磁道位置和磁头的现在位置的误差。另外,生成表示磁头相对于目标磁道的位置误差的位置误差信号,对磁头进行定位控制,使该位置误差信号的大小为最小。
另外,为了提高磁头的定位精度,要将磁头定位控制***的控制频率设定得较高,使磁头迅速地在目标磁道上定位,以确保必要的定位精度。
但是,在盘装置的致动器本身有时存在着高次的固有机械共振模态。因此,当为了提高定位精度,而提高控制频率时,其固有的机械共振使定位控制***不稳定。实际上,致动器本身的固有机械共振,导致控制频率的带域受到限制,因此,提高定位控制***的控制频率是有限度的。
另外,随着近年来磁道密度的提高和致动器的小型轻量化,作用在致动器上的外力,对定位控制***的影响更大。而且,另一方面,随着磁盘装置的尺寸减小和记录密度的提高,对磁头高精度定位的要求变得严格,因此,在磁盘装置中,将外力影响考虑在内的控制方法得到注目,可以利用前馈控制来补偿外力。
例如,提出了从记录在磁盘上的伺服信息得到磁头位置信号,通过将该磁头位置信号和致动器的驱动信号作为输入的外部干扰估计装置,来补偿外力的控制方法(参照特开平9-231701号公报)。
作为致动器受到的外力有:例如,致动器受到来自外部的冲击和振动的影响而具有的惯性力;和致动器的轴承磨擦或者连接致动器和电子线路基板的柔性印刷电路(FPC)的弹性力引起的外部干扰等。在上述现有的磁盘装置中,用于估计外部干扰的外部干扰估计装置,通过输入磁头位置信号和致动器的驱动信号进行工作。然而,由于记录在磁盘上的伺服信息是以具有一定的采样周期的离散状态记录在磁盘中的,因此,头的位置信号不是连续信号。因此,外部干扰估计装置的可估计外部干扰的控制带域受到磁盘装置的区段伺服的采样频率的影响。区段伺服的采样频率导致该控制带域存在上限。该上限的存在,使得正确估计加在致动器上的外力十分困难。另外,实际使用中,要将来自外部的加在致动器上的外部干扰减小至没有任何障碍的程度极为困难。结果,要使头正确地跟踪目标轨道也就很困难。
另一方面,在致动器的驱动线圈的电阻值中,存在每个驱动线圈具有偏差的情况。另外,当将驱动电流通入驱动线圈中时,有时由于驱动线圈发热,其温度上升,电阻值会变动。在这种情况下,驱动线圈的电阻值的误差(与公称值的偏差),使得含有外部干扰估计装置的定位控制***不稳定。
这些问题不是仅限于磁盘装置,它是盘装置整体所存在的共通的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的。其目的是要即使在致动器线圈的电阻值偏离公称值的情况下,利用外部干扰估计装置,可以正确地估计作用在致动器上的外部干扰,可以高精度而且稳定地进行头对于目标轨道的定位。
本发明的盘装置包括:致动器,该致动器具有音圈电机、设在该音圈电机上的臂、和安装在该臂上,用于进行信息记录的写入和/或进行信息再现的读入的头;驱动装置,输入用于驱动上述致动器的驱动信号、和模拟加在上述致动器上的外部干扰的疑似外部干扰信号,驱动上述致动器;电压检测装置,检测随着上述致动器的驱动,在上述音圈电机上产生的电压,输出与该电压对应的第一电压信号;电压信号调整装置,一方面输出上述疑似外部干扰信号,另一方面输入上述驱动信号和估计外部干扰的外部干扰估计信号和上述第一电压信号,在上述记录和再现以外的时候,通过调整上述第一电压信号而校正上述音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差,生成第二电压信号;和外部干扰估计装置,从上述驱动信号和上述第二电压信号,估计加在上述致动器上的外部干扰的大小,生成上述外部干扰估计信号。
利用该结构,外部干扰估计装置可以根据用于驱动致动器的驱动信号和电压信号调整装置生成的第二电压信号,正确地估计作用在致动器上的外部干扰(例如,致动器的轴承磨擦、连接致动器和电子线路基板的FPC的弹性力、从外部加在盘装置上的冲击或振动引起的致动器所受的惯性力等)的大小。
另外,在上述盘装置中,不但将与音圈电机的感应电压对应的第一电压信号原样输入外部干扰估计装置中,而且通过调整该第一电压信号,生成第二电压信号,以校正音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差,将该第二电压信号输入外部干扰估计装置。因此,即使致动器的音圈电机的电阻有偏差,或者因通电温度升高使电阻值变动,可以正确地求出,随着致动器的驱动,在上述音圈电机中产生的电压信号。
上述疑似外部干扰信号还输入上述电压信号调整装置中,该装置优选还具有校正装置,输入用于使上述头位于目标位置的位置控制信号和上述外部干扰估计信号,输出上述驱动信号。
特别是使头追踪目标轨道的跟踪动作时正确地估计加在致动器上的外部干扰负荷的大小很重要。在上述盘装置中,外部干扰估计装置将估计的外部干扰作为外部干扰估计信号,输出至校正装置。而且,校正装置根据该外部干扰估计信号,校正位置控制信号以克服加在致动器上的外部干扰。校正后的位置控制信号作为驱动信号从校正装置输出。
在上述盘装置中,由于根据上述驱动信号驱动致动器,因此可以很好地克服加在致动器上的外部干扰。即,由于对作用在致动器上的外部干扰进行补偿,即使在向目标轨道跟踪动作时,外部干扰变动大,也可以稳定地控制头定位在目标轨道上。
另外,由于将调整第一电压信号的,使得可校正音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差的第二电压信号输入外部干扰估计装置中,因此可以稳定地进行头在目标轨道上的定位控制。即,即使对于更多样的条件变化,也可以提高定位精度。
上述电压信号调整装置也可以构成为,生成上述第二电压信号,使上述外部干扰估计信号的相位和上述疑似外部干扰信号的相位大致相等。
这样,可以调整第一电压信号,使外部干扰估计信号的相位与上述疑似外部干扰信号的相位大致相等,将调整后的信号作为第二电压信号输入外部干扰估计装置。由于这样,第一电压信号可以作为校正音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差的调整信号(=第二电压信号),供给外部干扰估计装置。因此,可使包含扰动估计装置的定位控制***稳定地动作。
上述电压信号调整装置包括:产生第一基准信号和第二基准信号的信号发生装置;输入上述外部干扰估计信号和上述第一基准信号,通过固定时间的积分将上述外部干扰估计信号和上述第一基准信号相乘得到的相乘结果,逐次生成相位信号的相位比较装置;通过逐次积分上述相位信号,生成校正信号,当上述相位信号的值在规定范围内时,保持上述校正信号的积分装置;将合成上述驱动信号和上述疑似外部干扰信号的信号,与上述校正信号相乘的乘法装置;和从上述乘法装置输出的信号和上述第一电压信号,生成上述第二电压信号的调整装置,上述疑似外部干扰信号由上述第二基准信号构成,优选在上述相位信号的值达到规定范围之前,将上述疑似外部干扰信号输入上述驱动装置和上述电压信号调整装置中。
利用这种结构,可以通过相位信号收敛至规定的范围内,判定音圈电机的电阻校正动作结束。动作结束后,根据校正后的电阻值进行定位控制。利用上述结构,即使音圈电机的电阻值有偏差,或温度升高引起电阻值变动等,可以在短时间内高精度地检测在致动器驱动时产生的感应电压,可以稳定地使包含外部干扰估计装置的定位控制***动作。
另外,优选具有在上述相位信号的值达规定范围内之前,禁止将上述外部干扰估计信号输入上述校正装置中的输入禁止装置。
通过这种结构,当调整第二电压信号,使外部干扰估计信号的相位与疑似外部干扰信号的相位相等时,外部干扰估计装置不生成正确的外部干扰估计信号,因此,在此期间,定位控制***中不进行前馈控制,可以稳定地使定位控制***动作。
或者,上述电压信号调整装置包括:产生第一基准信号和第二基准信号的信号发生装置;输入上述外部干扰估计信号和上述第一基准信号,通过固定时间的积分将上述外部干扰估计信号和上述第一基准信号相乘得到的相乘结果,逐次生成相位信号的相位比较装置;通过积分上述相位信号,生成校正信号,当经过规定时间时,保持上述校正信号的积分装置;将合成上述驱动信号和上述疑似外部干扰信号的信号,与上述校正信号相乘的乘法装置;和从上述乘法装置输出的信号和上述第一电压信号,生成上述第二电压信号的调整装置。上述疑似外部干扰信号由上述第二基准信号构成,也可以在规定时间内,将上述疑似外部干扰信号输入上述驱动装置和上述电压信号调整装置中。
采用这种结构,可通过从开始输入疑似外部干扰信号,经过规定的时间,判断音圈电机的电阻校正动作结束。在动作结束后,可根据校正后的电阻值,进行定位控制。采用上述结构,即使音圈电机的电阻值有偏差,或者温度升高便电阻变动,也可以在短时间内高精度地检测在致动器驱动时产生的感应电压,可使包含外部干扰估计装置的定位控制***稳定地动作。
另外,优选还具有从上述疑似外部干扰信号输入开始,直到经过规定的时间,禁止将上述外部干扰估计信号输入上述校正装置的输入禁止装置。
由于这样结构,当调整第二电压信号,使外部干扰估计信号的相位与疑似外部干扰信号的相位相等时,外部干扰估计装置不生成正确的外部干扰估计信号,因此,在这期间,在定位控制***中不进行前馈控制,可以稳定地使定位控制***动作。
优选上述第一和第二基准信号分别由具有盘回转频率的整数倍的频率的信号构成。
在盘装置因盘面的振摆等造成大多接受与盘的回转同步的外部干扰的情况下,在外部干扰估计装置生成的外部干扰估计信号中,大多包含与盘的回转同步的成分。采用上述结构,由于输入相位比较装置的第二基准信号的频率等于磁盘回转频率的整数倍,因此可减小与磁盘回转同步的外部干扰产生的误差。结果,可以更高精度地求出在驱动致动器时产生的感应电压,可使定位控制***更稳定地动作。
上述第一基准信号和上述第二基准信号的频率相等,但相位相互不同。优选上述第一基准信号的相位比上述外部干扰估计信号相对于上述第二基准信号的相位滞后还要滞后。
这样,由于使第一基准信号的相位比外部干扰估计信号的相位滞后还要滞后,输入相位比较装置,在相位比较装置生成的相位信号中难以产生误差。由于电压信号调整装置使用校正信号校正由于音圈电机的电阻误差产生的电压降,因此,在第二电压信号中不包含该电压降,只包含驱动致动器产生的感应电压。因此,可以稳定地使包含外部干扰估计装置的定位控制***动作。
上述相位信号优选通过仅在盘的回转周期的整数倍的时间内,对上述外部干扰估计信号和上述第一基准信号相乘得出的相乘结果,进行时间积分而生成。
这样,即使盘装置大多受到与由于盘面的振摆引起的盘回转同步的外部干扰,在外部干扰估计装置生成的外部干扰估计信号中大多含有与盘的回转同步的成分,也可以减少由这种与盘的回转同步的外部干扰产生的误差。结果,可以更高精度地求出在驱动致动器时产生的感应电压,可以稳定地使定位控制***动作。
上述电压信号调整装置也可以生成上述第二电压信号,使上述外部干扰估计信号的大小为最小。
在上述和下述说明中,所谓外部干扰估计信号大小的“最小”不一定仅是严格意义下的最小,也包含实质上可看作是最的意思。当检测外部干扰估计信号的大小时,大多用规定的采样周期检测,在这种情况下,外部干扰估计信号是离散地检测的。在这种情况下,在检测的多个值中,将最小的值看作是最小。可是,也可以连续地(模拟的)检测外部干扰估计信号,进行第一电压信号的调整以达到严格意义下的最小。
采用上述结构,可以调整第一电压信号使外部干扰估计信号的大小相对于疑似外部干扰信号为最小。将调整后的信号作为第二电压信号输入外部干扰估计装置中。因此,可将第一电压信号作为被调整成校正了音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差的信号(=第二电压信号)供给外部干扰估计装置。因此,可使包含外部干扰估计装置的定位控制***稳定地动作。
优选,上述电压信号调整装置具有:产生基准信号的信号发生装置;输入上述外部干扰估计信号,在每一个规定的周期内检测上述外部干扰估计信号的振幅的最大值,同时保持该最大值,在各个周期结束时,生成表示该最大值的振幅信号的振幅保持装置;输出用于生成上述第二电压信号的校正信号,在各个周期中,生成表示该周期的振幅信号和在该周期前一个周期的振幅信号之差的差分信号,如果该差分信号不在规定范围内,则调整上述校正信号,使其达到该规定范围内,另一方面,如果上述差分信号在规定范围内,则维持上述校正信号的差分积分装置;将合成上述驱动信号和上述疑似外部干扰信号的信号,与上述校正信号相乘的乘法装置;和从上述乘法装置输出的信号和上述第一电压信号,生成上述第二电压信号的调整装置。上述疑似外部干扰信号由上述基准信号构成,在上述差分信号达到规定范围内之前,将上述疑似外部干扰信号输入上述驱动装置和上述电压信号调整装置中。
另外,在上述和下述说明中,所谓外部干扰估计振幅的“最大值”不一定限于严格意义的最大值,包含实质上可看作最大值的意思。在离散地检测振幅的情况下,在多个检测值中,可将最大的值视为最大。规定的周期也不一定是固定时间的周期,不固定的周期也可以。
采用上述结构,利用差分信号收敛至规定范围内,来判断音圈电机的电阻校正动作结束。在动作结束后,可根据校正后的电阻值进行定位控制。采用上述结构,即使音圈电机的电阻值有偏差或温度升高使电阻值变动等,也可在短时间内高精度地检测致动器驱动产生的感应电压,可使包含外部干扰估计装置的定位控制***稳定地动作。
上述盘装置,优选还具有在上述差分信号达到规定范围内以前,禁止将上述外部干扰估计信号输入校正装置中的禁止输入装置。
利用这种结构,在调整校正信号,使差分信号在规定范围内期间,由于外部干扰估计装置不生成正确的外部干扰估计信号,所以在定位控制***中不进行前馈控制,因此可以更稳定地使定位控制***动作。
或者也可以,上述电压信号调整装置具有:输入上述外部干扰估计信号,在每一个规定周期内检测上述外部干扰估计信号的振幅的最大值,同时保持该最大值,在各个周期结束时,生成表示该最大值的振幅信号的振幅保持装置;输出用于生成上述第二电压信号的校正信号,在各个周期中,生成表示该周期的振幅信号和在该周期前一个周期的振幅信号之差的差分信号,如果该差分信号不在规定范围内,则调整上述校正信号,使其达到该规定范围内,另一方面,在经过上述规定时间之后,维持该上述规定时间经过时的校正信号的差分积分装置;将合成上述驱动信号和上述疑似外部干扰信号的信号,与上述校正信号相乘的乘法装置;和从上述乘法装置输出的信号和上述第一电压信号,生成上述第二电压信号的调整装置,上述疑似外部干扰信号由上述基准信号构成,在经过上述规定时间之前,将上述疑似外部干扰信号输入上述驱动装置和上述电压信号调整装置中。
采用该结构,可以利用从输入疑似外部干扰估计信号开始,经过规定时间,来判断音圈电机的电阻校正动作结束。在动作结束后,可根据校正后的电阻值进行定位控制。采用上述结构,即使音圈电机的电阻值有偏差或温度升高使电阻值变动等,也可在短时间内高精度地检测致动器驱动产生的感应电压,可使包含外部干扰估计装置的定位控制***稳定地动作。
上述磁盘装置,优选还具有从输入上述疑似外部干扰信号开始,直到经过上述规定时间,禁止将上述外部干扰估计信号输入上述校正装置的输入禁止装置。
利用这种结构,在调整校正信号,使差分信号在规定范围内给定时间期间,由于外部干扰估计装置不生成正确的外部干扰估计信号,这时,在定位控制***中不进行前馈控制,因此可以更稳定地使定位控制***动作。
上述盘装置,它具有:记录伺服信息的盘;通过用上述头读取上述伺服信息,检测上述头位置的位置检测装置;从上述头位置和目标位置,算出头位置误差的位置误差检测装置;和生成上述位置控制信号,以消除上述位置误差的位置控制装置。
上述盘装置,优选具有将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置时,禁止将所述外部干扰估计信号输入所述校正装置的输入禁止装置。
当上述疑似外部干扰信号输入上述驱动装置和上述电压调整装置中时,由于疑似外部干扰信号部分的外部干扰估计信号不正确,在此期间,外部干扰估计信号不输入校正装置,在定位控制***中不进行前馈控制,因此可以更稳定地使定位控制***动作。
上述外部干扰估计信号装置优选包括:输入上述第二电压信号和估计该第二电压信号的感应电压估计信号,输出表示上述第二电压信号和上述感应电压估计信号的误差的误差信号的比较装置;将由第一传递函数构成的系数与上述驱动信号相乘的第一乘法装置;将由第二传递函数构成的系数与上述误差信号相乘的第二乘法装置;通过积分上述误差信号,生成上述外部干扰估计信号的第一积分装置;和输入将上述外部干扰估计信号和上述第二乘法装置的输出信号的相加值,从上述第一乘法装置的输出信号中减去的相减值,通过积分上述相减值,生成上述感应电压估计信号的第二积分装置。
利用该结构,第一乘法装置的输出成为与作用在致动器上的驱动扭矩对应的驱动扭矩估计信号。第二积分装置的输出(感应电压估计信号)成为电压调整装置生成的第二电压信号的反馈要素。取第二电压信号和感应电压估计信号的差分的比较装置的输出,给与第一积分装置和第二乘法装置。积分上述差分的第一积分装置的输出,成为与致动器从轴承接受磨擦和从FPC接受的弹性力和冲击振动引起的惯性力等的外部干扰对应的外部干扰估计信号。将规定系数乘以上述差分的第二乘法装置的输出与该外部干扰估计信号相加。而且,从驱动扭矩估计信号取出与上述相加值的差分,给与第二积分装置。
第一积分装置输出的外部干扰估计信号相当于正确地估计致动器受到的外部干扰的信号。另外,由于可以根据这样正确算出的外部干扰估计信号,进行前馈控制,消除外部干扰,因此在跟随动作时,可以正确地补偿作用在致动器上的外部干扰。即使在跟随动作时外部干扰变动大,另外即使致动器的音圈电机的电阻值有偏差或变动也可以稳定地进行使头对于目标轨道的定位控制,在更多样的条件变化下,也可以提高定位精度。
本发明的头定位控制方法是在磁盘装置中进行的上述头定位的控制方法,该磁盘装置包括致动器,该致动器具有音圈电机、设在该音圈电机上的臂、和安装在该臂上,用于进行信息记录的写入和/或进行信息再现的读入的头。
上述控制方法包含下述工序:生成使上述头位于目标位置的位置控制信号的工序;合成上述位置控制信号和估计外部干扰的外部干扰估计信号,生成驱动信号的工序;生成模拟加在上述致动器上的外部干扰的疑似外部干扰估计信号的工序;利用上述驱动信号和上述疑似外部干扰信号,驱动上述致动器的工序;随着上述致动器的驱动,检测在上述音圈电机中产生的电压,生成与该电压对应的第一电压信号的工序;在上述记录和再现以外的时候,从上述驱动信号,上述外部干扰估计信号和上述第一电压信号,调整上述第一电压信号,生成第二电压信号,以校正上述音圈电机的线圈电阻偏离公称值的偏差的工序;和从上述驱动信号和上述第二电压信号,估计加在上述致动器上的外部干扰的大小,生成上述外部干扰估计信号的工序。
生成上述第二电压信号的工序优选为从上述驱动信号、上述疑似外部干扰信号、上述外部干扰估计信号和上述第一电压信号,生成第二电压信号的工序。
生成上述第二电压信号的工序可以是生成第二电压信号,使上述外部干扰估计信号的相位与上述疑似外部干扰信号的相位大致相等的工序。
此外,生成上述第二电压信号的工序可以是生成第二电压信号,使上述外部干扰估计信号的大小为最小的工序。
另外,生成上述位置控制信号的工序也可以包括:通过用上述头,读取预先记录在盘上的伺服信息,检测上述头位置的工序;从上述头位置和目标位置,计算头位置误差的工序;和生成上述位置控制信号,使上述位置误差消除的工序。
采用以上所述的本发明可以正确估计致动器的轴承磨擦,连接致动器和电路基板的FPC的弹性力,和从外部加在盘装置上的冲击振动引起的作用在致动器上的惯性力等外部干扰。因此,在向着目标轨道作跟随动作时,即使作用在致动器上的外部干扰变动大,也可以高精度地补偿外部干扰的变动,因此可以提高头在目标轨道上的定位精度。总之,克服致动器所受的惯性力,可以提高盘装置的耐冲击特性,可以稳定地进行头的定位控制。
还有,在本发明中,通过调整音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差(电阻误差)ΔR,可以正确地求出在驱动致动器产生的电压信号,而且,根据其结果得出的第二电压信号和驱动信号,生成外部干扰估计信号,再合成该外部干扰估计信号和位置控制信号,生成驱动信号,这样,即使致动器的音圈电机的电阻值有偏差,温度升高使电阻值变动造成电阻值与公称值不同,也可使定位控制***稳定。
采用本发明,通过减小致动器的尺寸和重量等,即使当作用在致动器上的外部干扰对定位控制***有大的影响时(特别是音圈电机的电阻值有偏差或变动时),对于更多样的条件变化也可对应地提高头的定位精度,因此,轨道密度可以比现有的更加提高,可以实现大容量的磁盘装置。
附图说明
图1为表示盘装置结构的方框图。
图2为表示盘装置的定位控制***的全部结构的方框图。
图3A为用于说明外部干扰估计器的外部干扰估计动作的方框图。
图3B为等价变换图3A的方框图的框图。
图3C为集中表示图3A的方框图的框图。
图4A为用于说明抑制加在盘装置上的外部干扰的动作的方框图。
图4B为图4A的方框图的等价变换的方框图。
图5为相对于加在盘装置上的外部干扰的截止频率特性图。
图6A为定位控制***的开环频率特性图(增益特性图)。
图6B为其相位特性图。
图7A为用于说明当驱动线圈的电阻值与公称值不同时的外部干扰估计器的外部干扰估计动作的方框图。
图7B为由图7A的方框图的等价变换方框图。
图7C为当驱动线圈的电阻值与公称值不同时的定位控制***的变更地方的方框图。
图8为表示实施方式1的电压信号调整器的结构的方框图。
图9A为表示对于疑似外部干扰信号,外部干扰估计器生成的外部干扰估计信号的频率响应的外部干扰估计特性图(增益特性图)。
图9B为其相位特性图。
图10为相位比较器的相位灵敏度特性图。
图11为相位比较器的最大灵敏度特性图。
图12A为表示同一电压信号调整器的电阻校正动作的电阻误差的时间响应波形图。
图12B为表示第一电压信号和第二电压信号的时间响应波形图。
图13为表示实施方式2的电压信号调整器的结构的方框图。
图14为说明同一电压信号调整器的振幅保持器和差分积分器的动作的流程图。
图15A为表示同一电压信号调整器的电阻校正动作的电阻误差的时间响应波形图。
图15B为表示第一电压信号和第二电压信号的时间响应波形图。
具体实施方式
在进入具体说明本发明的盘装置及其控制方法的实施方式之前,最初总括地说明全部内容。
本发明的盘装置为了消除由加在致动器上的轴承磨擦或弹性力,受到的由冲击或振动导致的惯性力等所引起的外部干扰,估计其外部干扰的大小,进行将外部干扰的影响考虑在内的控制。当估计外部干扰的大小时,使用与在音圈电机中产生的感应电压相关联的电压信号,和驱动致动器用的驱动信号。
关于音圈电机的感应电压,可以使用作为感应电压检测结果的电压信号作为第一电压信号。但是,有时每个音圈电机中的电阻值会有偏差,或者由于驱动电流通入电机时发热,温度升高,电阻值会变动。另外,盘装置周围环境温度也会使电阻值变化。当音圈电机的电阻值偏离公称值时,上述第一电压信号也会变化。
因此,在外部干扰估计装置中,当原样采用第一电压信号作为以感应电压为指标的电压信号时,在音圈电机的电阻值有偏差或者电阻值变动的情况下,就开环增益为零的增益交点频率处的相位而言,相位余量消失,控制***变得不稳定(详细情况后述)。因此,在本发明中,在电压信号调整装置中,将疑似外部干扰信号给予驱动装置,从驱动信号、疑似外部干扰信号、外部干扰估计信号和第一电压信号,生成调整第一电压信号的第二电压信号。而且,将第二电压信号输入外部干扰估计装置中代替第一电压信号,在估计外部干扰时,使用第二电压信号。这样,即使音圈电机的电阻值有偏差,电阻值变动时,也可正确地求出在致动器驱动时产生的电压信号。
作为用于外部干扰估计的另一个要素的驱动信号,是供给致动器驱动装置的驱动信号。即,除上述第二电压信号外,上述驱动信号被输入到外部干扰估计装置中。在此,作为驱动信号可以是输入驱动装置的信号,或者,也可以是从驱动装置输出的信号。另外,也可以使用在生成驱动信号基础上构成的位置控制信号代替供给驱动装置的驱动信号。
即,设置用于估计外部干扰大小的外部干扰估计装置,利用该外部干扰估计装置,输入电压信号调整装置生成的第二电压信号和驱动装置的驱动信号,生成外部干扰估计信号。根据驱动信号和第二电压信号等两个要素生成的外部干扰估计信号,可以正确估计实际上加在头上的外部干扰的大小。结果,可以正确估计致动器的轴承磨擦和连接致动器与电子线路基板的FPC的弹性力,或从外部加在盘装置上的冲击或振动引起的致动器所受的惯性力等外部干扰。
以下,根据附图,详细说明本发明的盘装置及其控制方法的具体
实施方式。
(实施方式1)
图1是表示盘装置的结构的方框图,该磁盘装置是作为本发明的实施方式的盘装置的一个例子。
在图1中,磁盘1由主轴电机(未图示)转动驱动。磁头2是用于对于磁盘1进行数据记录/再现的部分,安装在臂3的前端。通过臂3在轴承4的周围转动,磁头2向磁盘1的目标磁道移动。在臂3的另一端,设有驱动线圈5。固定片6由间隔空隙的,相对的一对轭铁构成。与该空隙部分对应,未图示的磁铁(永久磁铁)固定在至少一方的轭铁上。该磁铁配置在与轭铁的驱动线圈5相对的面上。配置在定片6上的磁铁产生的磁通,和通入驱动线圈5的电流产生的磁场的相互作用,使臂3受到回转力。驱动线圈5和定片6构成音圈电机(VCM:Voice Coil Motor)。磁头2、臂3、轴承4、驱动线圈5和定片6构成致动器7。
驱动器10中包含的电压检测器11检测在驱动线圈5的两端产生的电压,输出第一电压信号Ed。电压信号调整器16通过开关18,将疑似外部干扰信号ur输出至加法器17。另外,电压信号调整器16从加法器17得出的驱动信号u+(=u+ur)、第一电压信号Ed和外部干扰估计信号τdest生成第二电压信号Ed+,将该第二电压信号Ed+输出至外部干扰估计器12。外部干扰估计器12从电压信号调整器16输出的第二电压信号Ed+和驱动信号u,估计作用在臂3上的外部干扰扭矩τd,输出外部干扰估计信号τdest。
在磁盘1的各个区域上,预先记录伺服信息的磁道的位置信号,由磁头2读入该位置信号。位置检测器13根据磁头2读入的位置信号,检测磁头2的现在位置,生成表示现在位置和目标磁道的目标位置r的差的位置误差信号e。位置控制器14输入由位置检测器13生成的位置误差信号e,进行放大和相位补偿,生成位置控制信号c。在校正器15中输入位置控制器14的位置控制信号c,同时,通过开关19输入外部干扰估计器12的外部干扰估计信号τdest。而且,在校正器15进行校正计算后,输出驱动信号u。
驱动器10根据输入的驱动信号(开关18打开时为信号u,开关18关闭时为u+),将驱动电流Ia通入驱动线圈5中,使臂3以轴承4为中心转动,使安装在臂3的前端的磁头2转动移动。另外,为了在磁盘1上记录和再现数据,驱动器10将磁头2高精度地定位在以狭小的磁道间距形成的目标磁道上。
下面,利用图2说明本发明的实施方式的磁盘装置的定位控制***的动作。图2为表示上述磁盘装置的定位控制***的整个结构的方框图。图1的开关18在打开状态下,开关19设置在接点b一侧。
在图2中,下标s表示拉普拉斯算符。另外,在图2中,为了使说明简单,省略了使用区段伺服采样的保持元件的说明。
在图2中,用x表示磁头2检测出的现在磁道位置,相对于目标磁道位置r的位置误差信号e,可用(式1)表示。该位置误差信号e由比较器20得出。
e=r-x …(式1)
位置控制器14对由比较器20输出的位置误差信号e,进行传递函数Gx(z)的数字滤波处理,生成位置控制信号c,输出至校正器15。在位置定位控制***中,进行通常的PID控制,位置控制器14的传递函数用(式2)表示。
其中,式中z-1表示滞后一个取样,Kx表示位置控制***的比例增益;系数ad、ai表示频率特性的常数,系数ad为微分系数,系数ai为积分系数。位置控制信号c经过加法器46,成为驱动信号u。驱动信号u,在传递函数为gm的驱动器10中,从电压信号变换为gm倍的电流信号,作为驱动电流Ia输出。在致动器7中,通入驱动线圈5的驱动电流Ia,通过它所产生的磁场和上述定片6的磁铁的磁通的相互作用,使用传递函数Kt变换为驱动扭距τ。这里,传递函数Kt为致动器7的扭距常数。方框24的传递函数(Lb/J·s)表示从作用在臂3上的驱动扭矩τ至磁头2的移动速度v的传递特性。这里,J表示臂3的惯性矩,Lb表示从臂3的轴承4至磁头2的距离。方框25为积分器,用传递函数l/s表示。该积分器将磁头2的移动速度v变换为现在磁道位置x。
方框26输出由致动器7转动,在驱动线圈5的两端产生的感应电压Ea。方框27输出由驱动电流Ia通入驱动线圈5产生的电压降(Ra+La·s)·Ia。加法器28将它们相加,作为致动器7的端子电压Va输出。即,为以下(式3)的关系,其中,Ra为驱动线圈5的电阻,La为驱动线圈5的电感。
Va=Ea+(Ra+La·s)Ia …(式3)
各种外部干扰τd作用在致动器7上。例如,致动器7的轴承磨擦,或连接致动器7和电子线路基板的FPC的弹性力,或从外部加在磁盘装置上的冲击或振动引起的致动器7所受的惯性力等。在减法器29中,作用在臂3上的外部干扰τd可以用输入方框24前段的形式表示。
电压检测器11的方框包括:具有与方框27的传递函数对应的传递函数的方框39,和减法器36。方框39输出将驱动电流Ia通入驱动线圈5中产生的电压降(Ran+Lan·s)·Ia,通过利用减法器36,从致动器7的端子电压Va中减去上述电压降,输出第一电压信号Ed。
电压信号调整器16的方框输出将驱动器10的方框的传递函数的公称值gmn乘以方框27的传递函数和电压检测器11所含有的方框39的传递函数之差ΔR+(以下称为校正信号)的电压降ΔR+·gmn·u。通过利用减法器67,从第一电压信号Ed减去该电压降,输出第二电压信号Ed+。
外部干扰估计器12方框包括:具有与驱动器10的方框的传递函数相同的传递函数的方框32;具有与致动器7的方框的传递函数相同的传递函数的方框33;具有与方框24的传递函数相同的传递函数的方框34;和具有与方框26的传递函数相同的传递函数的方框35。方框32和方框33合在一起构成第一乘法器41,方框44构成第二乘法器,方框43构成第一积分器,方框34与方框35合在一起构成第二积分器42。这里,各个常数的下标“n”表示公称值,带有下标“est”的变量表示估计值。输入驱动器10的方框中的驱动信号u,也输入构成外部干扰估计器12的方框32中,通过在方框32和方框33中变为(gmn·Ktn)倍,得到与作用在臂3上的驱动扭矩τ相同的驱动扭矩的估计信号τest。
由方框34输出速度估计信号vest。通过方框35将速度估计信号vest变化Kvn倍,可得到感应电压估计信号Ea est。感应电压估计信号Ea est输入比较器37,与第二电压信号Ed+比较,其结果的误差信号α(=Ea est-Ed+)输入由方框43表示的第一积分器和用方框44表示的第二乘法器。第一积分器43将误差信号α积分,输出外部干扰估计信号τdest,输入由方框44表示的第二乘法器的误差信号α,变成g1倍,加至加法器38中。加法器38的输出输入至减法器31,减法器31将从方框33输出的驱动扭矩的估计信号τest中减去加法器38的输出的信号γ,输出至方框34。
另外,方框44的系数g1和方框43的系数g2为用于稳定外部干扰估计器12的动作的常数,详细内容后述。
校正器15所包含的方框45,通过将外部干扰估计信号τdest变为1/(gmn·Ktn)倍,生成必要的校正信号β。该校正信号β在臂3上产生与外部干扰估计信号τdest相当大小的驱动力。在加法器46中,校正信号β加在位置控制信号c上。
下面,参照图3详细说明外部干扰估计器12的动作。
图3A为改写图2的外部干扰估计器12部分的方框图,它表示从驱动信号u的输入至外部干扰估计信号τdest的输出的传递。图3B为图3A的方框图中,通过将电压信号Ed+的输入位置(比较器37)等价地变换移动,使图3A的方框图变形的方框图。这里,为了说明简单,假设图2的驱动器10的方框的gm和方框32的gmn的值相等,以下的(式4)表示的关系成立,驱动电流Ia(=gm·u)和估计电流Ia est(=gmn·u)就相等。
gm=gmn …(式4)
如果将电压信号Ed+大小改变(Jn·s)/(Lbn·Kvn)倍,则可以将图3A的比较器37的输入位置等价地移动至图3B所示的减法器48的输入位置。
当考虑图3B的减法器48时,作为减法器48的输出的δ可用(式5)表示。
如果驱动线圈5的线圈电阻Ra和其公称值Ran之差为ΔR,则(式6)成立。
ΔR=Ra-Ran …(式6)
线圈电感Lan与线圈电阻Ran相比很小。因此,在图2的定位控制***的方框图中,在电压检测器11所含的方框39中,只考虑由于驱动电流Ia在驱动线圈5中流动而产生的电压降中,线圈电阻Ran的电压降部分,忽略线圈电感Lan的电压降。即,假设如以下(式7)所示,作为理想的条件,式(8)、式(9)所表示的关系成立。
La=Lan=0 …(式7)
Ra=Ran …(式8)
ΔR=ΔR+=0 …(式9)
考查减法器36和减法器67,若代入(式3),则第一电压信号Ed和第二电压信号Ed+分别用(式10)、(式11)表示。
Ed=Va-Ran·Ia
=Ea+ΔR·Ia …(式10a)
=Ea …(式10)
Ed+=Ed-ΔR+·gmn·u
=Ea+ΔR·Ia-ΔR+·Ia …(式11a)
=Ea …(式11)
下面,当考查图2的减法器29、方框24和26时,存在(式12)的关系。
这里,假设将(式13)、(式14)所示的关系作为理想的条件,当将(式11),(式12)代入(式5)中时,(式5)就变形成为(式15)。
Kt=Ktn …(式13)
δ=τd …(式15)
即,作为减法器48的输出δ,与加在臂3上的外部干扰τd相等。
因此,利用图3B的方框图,求从加在臂3上的外部干扰τd至外部干扰估计信号τdest的传递函数时,就为如(式16)所示。
由(式16),利用图2的点划线包围的方框内的回路,外部干扰估计器12可以利用2次滞后***估计由驱动信号u和第二电压信号Ed+构成的实际的外部干扰τd。
这里,如果2次滞后***的自然角频率(估计角频率)为ω0,阻尼系数为ζ0,则使外部干扰估计器12的动作稳定的常数g1和g2分别用下述的(式17)和(式18)表示。
这里,若设定估计角频率ω0比位置控制带宽高很多,选择阻尼系数ζ0为0.7~1,则利用外部干扰估计器12可以正确地估计轴承磨擦和弹性力或惯性力等外部干扰τd。其中,ω0和ζ0不限于上述值。
当使用(式17)、(式18)变形时,(式16)就如(式19)所示。即,如图3C的方框52所示,可以简化图3A的外部干扰估计器12的方框图。
图2的校正器15的方框将外部干扰估计信号τdest改变1/(gmn·Ktn)倍的校正信号β输出至加法器46。即,通过将外部干扰估计信号改变1/(gmn·Ktn)倍,可将在致动器7上产生相当于外部干扰估计信号τdest大小的驱动力的必要的校正信号β输入加法器46。另外,因为校正信号β被驱动器10的方框和致动器7的方框改变gmn·Ktn倍,所以为使大小一致,提前使外部干扰估计信号τdest改变1/(gmn·Ktn)倍。
总结上述,在本控制***中,将外部干扰估计信号τdest作用在致动器7上。可以消除作用在致动器7上的外部干扰τd,即,致动器7的轴承磨擦,或连接致动器7和电子线路基板的FPC的弹性力,或从外部加在磁盘装置上的冲击或振动引起的致动器7所受的惯性力等产生的外部干扰τd。
下面,参照图4,详细说明校正器15的动作。
图4A为在图2的方框图中,抽出从与校正器15的动作有关联的加法器46至减法器29和方框24的部分的方框图。图4B为将加在减法器29上的外部干扰τd和加在方框52上的外部干扰τd归为一个τd的方框图。另外,具有与图2的方框图相同功能的部分用相同的符号表示,省略重复说明。
在图4A的方框图中,方框52具有相当于图3C的方框52,用(式16)表示的传递函数。
因此,从图4B可看出,从外部加在臂3上的外部干扰τd,通过用(式20)的传递函数表示的滤波器,加到磁头定位控制***上。
图5表示用折线近似表示的用(式20)表示的传递函数Gd(s)的频率特性。从图5所示传递函数Gd(s)的频率特性可看出,在比角频率ω0低的角频率处,增益在0dB以下;随着角频率的下降,以-20dB/dec(十倍频程)的衰减比衰减。另外,dec表示10倍。从图5可看出,传递函数Gd(s)具有可以抑制比角频率ω0低的频率的低频截断滤波器特性。
即,本发明实施方式的磁盘装置,即使有外部干扰τd作用在臂3上,利用外部干扰估计器12估计该外部干扰τd,进行控制,使得可以用外部干扰估计信号τdest消除外部干扰τd。因此,从外部加入的外部干扰τd,通过具有(式20)和图5的截断频率特性的滤波器,加在磁头定位控制***上。
因此,在本发明实施方式的磁盘装置中,在角频率ω0以下的频率数,可以用1次低频截断特性抑制外部干扰。
即,本发明实施方式的磁盘装置即使从外部加入振动或冲击等,有外部干扰τd作用在致动器7上,也可利用外部干扰估计器12估计该外部干扰τd,进行控制,使得可以克服从外部施加的外部干扰τd,因此,正好具有给磁盘装置施加机械的防振机构的效果。
图6为在图2所示的定位控制***方框图中,表示从位置误差信号e至磁头位置x的传递的开环频率特性图。用图6中的实线表示的波形为表示在从致动器7的驱动线圈5上的线圈电阻Ra与公称值Ran一致时的位置误差信号e至磁头位置x的传递的开环频率特性图。从图6A的增益特性图可知,开环增益为零的增益交点频率fc为800Hz。又从图6B的实线所示的相位特性图可看出,在增益交点频率fc处,存在50度的相位余量θm,可以构成稳定的磁头定位控制***。这是因为,在用图2的点划线包围的电压检测器11的方框中,为了求出由于驱动电流Ia在驱动线圈5中流动所产生的线圈电阻Ran的电压降,可假设(Ran+Lan·s)的方框39与根据(式7)、(式8)的实际的线圈电阻Ra完全相等。由(式10)决定的电压检测器11的第一电压信号Ed纯粹输出由致动器7的转动在驱动线圈5的两端产生的感应电压Ea。
从以上的说明可知,在假设电压检测器11所包含的方框39的线圈电阻Ran,与驱动线圈5的线圈电阻Ra相等的情况下,即,(式8)的关系(Ra=Ran)成立的情况下,定位控制***稳定。
但是,在驱动线圈5的线圈电阻Ra本身中有电阻值的偏差。另外,驱动电流Ia通过驱动线圈5使驱动线圈5发热,温度升高,导致电阻值变化。因此,即使驱动线圈5的线圈电阻Ra最初与公称值Ran一致,但在动作中,由于驱动线圈5的温度升高,电阻值变化,(式8)有时不成立。
这里首先说明没有电压信号调整器16的情况。
在图2的定位控制***的方框图中,图6的虚线所示的波形为表示在致动器7的驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不一致,又没有电压信号调整器16的情况下,从位置误差信号e,至磁头位置x的传递的开环频率特性图。利用仿真求出在电压检测器11所包含的方框39中,省略线圈电感Lan成分,在驱动线圈5的线圈电阻Ra比公称值Ran大5%的情况下的频率特性。从图6A的虚线所示的增益特性图可知,开环增益为零的增益交点频率fc为300Hz,这时的相位大约为-210度(参见图6B)。在这种情况下,由于没有相位余量,定位控制***不稳定。
其次,说明在致动器7的驱动线圈5的线圈电阻Ra比公称值Ran相差5%的情况下(图6中的虚线),开环增益为零的增益交点,与Ra=Ran时(图6中的实线)比较,大大降低的问题。
当致动器7的驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不相等时,第一电压信号Ed变成为(式10a)。
即,在驱动线圈5的线圈电阻Ra,由于线圈本身的电阻值的偏差和温度升高造成的电阻值变化,而与公称值Ran不同的情况下,电压检测器11,将因致动器7的转动,在驱动线圈5的两端产生的感应电压Ea和驱动电流Ia在驱动线圈5中通过产生的电压降ΔR·Ia相加的结果,作为第一电压信号Ed输出。
图7为说明在没有电压信号调整器16的情况下,当驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不同时增益变化的方框图。
图7A为着眼于(式10a)中的第二项,将图3B的方框图改写了的框图。图7B为等价变换图7A方框图的框图。图7C为以图7B的方框图为基础,改写图2的方框图的一部分的图。即,在图2的方框图中,当Ra和Ran不相等时,与在驱动器10的方框(传递函数为gm)上,被追加的方框54、52、45的负反馈回路等价。
当由图7C的方框图,求从位置控制信号C至驱动电流Ia的合成传递函数Gm(s)时,可用(式21)表示。
这里,由于估计频率f0(=ω0/2π)设定得比位置控制带宽fc高很多,因此,(式21)可简化为(式22)。
在(式22)中,当Ra=Ran时,Gm(s)=gm,而当Ra≠Ran时,Gm(s)的增益减小。
即,在图2的定位控制***的方框图中,在致动器7的驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不同的情况下,定位控制***不稳定。
本发明改善了这种控制***的不稳定性。在本发明中,没有电压信号调整器16。即使在致动器7的驱动线圈5的线圈电阻Ra因线圈本身的电阻值的偏差或温度上升引起的电阻值变化等造成与公称值Ran偏离的情况下,通过根据(式6)表示的电阻误差ΔR进行校正,可以正确求出在驱动致动器7时产生的电压信号,使定位控制***稳定地动作。
图8为图1所示的本发明的一个实施例的电压信号调整器16的结构图。
在图8中,符号61表示信号发生器,信号发生器61发生频率相同,而相位互相不同的第一基准信号cos,和第二基准信号sin。第二基准信号sin,作为向着驱动器10输出的疑似外部干扰信号ur,输出至图1的加法器17中。相位比较器62中输入由外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest和第一基准信号cos,通过在一定时间内积分分别将这些信号相乘得出的乘法结果,逐次生成相位信号P。相位信号P通过开关63输出至积分器64,积分器64在开关63关闭时,逐次积分相位信号P,生成校正信号ΔR+,而在开关63打开时,保持校正信号ΔR+。利用乘法器65输入由方框66将由加法器17得到的驱动信号u+(=u+ur)改变gmn倍的信号gmn·u+(=Ia),和来自积分器64的校正信号ΔR+,将生成的乘法结果输出至减法器67。减法器67通过从输入减法器67的第一电压信号Ed中减去驱动信号u+改变了gmn倍的gmn·u+与校正信号ΔR+的相乘结果ΔR+·gmn·u+,生成第二电压信号Ed+。
因此,第二电压信号Ed+用(式23)表示。
Ed+=Ed-ΔR+·gmn·u+=Ed-ΔR+·Ia …(式23)
现在利用附图来详细说明进行这种信号处理的本发明的一个实施方式的动作。
最初,说明电阻校正的动作。即,说明通过进行将(式6)表示的电阻误差ΔR考虑在内的校正,正确地求出由致动器7的驱动产生的电压信号的校正动作。
图9为当电压信号调整器16输出疑似外部干扰信号ur时,表示相对该等价外部干扰的外部干扰估计信号τdest的频率响应的外部干扰估计特性图。
图9A表示外部干扰估计特性的增益特性。波形71为驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran相等,电阻误差ΔR(=Ra-Ran)为零时的波形。波形72为驱动线圈5的线电阻Ra与公称值Ran仅相差±5%时的波形。
图9B表示外部干扰估计特性的相位特性。波形73为驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran相等,电阻误差ΔR(=Ra-Ran)为零时的波形。波形74和波形75分别表示驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran仅相差+5%,-5%时的波形。从图9A的外部干扰估计信号τdest的增益特性可知,由于电阻误差ΔR的存在,相对于疑似外部干扰估计信号ur的增益比0dB的大。
从图9B的外部干扰估计信号τdest的相位特性可看出,由于电阻误差ΔR,使得相对于疑似外部干扰信号ur的相位变化大。因此,相反,可从外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest的相位,求出电阻误差ΔR。为了进行(式6)表示的电阻误差ΔR的校正,也可以将一定频率的疑似外部干扰信号ur,加在驱动器10上,检测这时外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest的相位,调整图8的积分器64生成的校正信号ΔR+,使检测的相位与图9B的波形73所示的电阻误差ΔR=0的情况相位相同。
其次,说明图8的相位比较器62的动作。
在相位比较器62中输入信号发生器61产生的第一基准信号cos和外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest,相位比较器62进行(式24)表示的计算。
其中,fm表示输入相位比较器62的第一基准信号cos的频率,f、φ表示输入相位比较器62的外部干扰估计信号τdest的频率和相位。
T为积分时间。相位比较器62进行(式24)表示的积分,每隔nT(n为整数)小时,生成积分结果Kp。
当频率f与频率fm一致,而且积分时间T为频率fm的周期(1/fm)的整数倍时,对于(式24)的相位φ的相位灵敏度Kp,可如(式25)一样简单地表示。
图10为相对于(式25)做出的相位φ的相位灵敏度Kp的相位灵敏度特性图。输入相位比较器62中的外部干扰估计信号τdest的相位,当与第一基准信号cos的相位一致时为零,对于相位φ的相位灵敏度Kp呈正弦状变化。另外,图10的纵轴以T/2规格化。
在图8的电压信号调整器16中,由于相位比较器62生成的相位信号P,通过开关63,输出至积分器64,因此在相位比较器62具有图10的相位灵敏度特性的情况下,在对于第二基准信号Sin的外部干扰估计信号Tdest的相位φ为零之前,积分器64对相位信号P进行积分。另外,在输入积分器64的相位信号P为零时,积分器64生成的校正信号ΔR+和驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran的电阻误差ΔR(=Ra-Ran)相等。这时,通过(式11a),以下的(式26)成立。第二电压信号Ed+与在致动器7的驱动时产生的感应电压Ea相等。
Ed+=Ea …(式26)
其次,当频率f与频率fm不一致,而且积分时间T为频率fm的周期(1/fm)的整数倍时,(式24)可以表示为以下的(式27)。
图11为做出的相对于频率f的(式27)的绝对值|Kp|大小的最大灵敏度特性图。另外,积分时间T与磁盘的转动周期相等,设定频率fm使得频率fm的周期(1/fm)为磁盘转动周期的1/2倍。另外,图11的纵轴用T/2规格化。绝对值|Kp|的大小,频率f在位于第一基准信号cos的频率fm的附近较大,其它地方急剧减小,在频率f为频率fm的k倍和(k+0.5)倍(其中,k为整数)的情况下为零。一般,在磁盘装置中,致动器7并不只接受从外部来的冲击或振动的影响、致动器7的轴承磨擦的影响、和连接致动器7和电子线路基板的FPC的弹性力等的影响,而多数接受与盘1的面的振摆等引起的盘1的转动同步的外部干扰。因此,在外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest中,大多含有与盘1的转动同步的成分。因此,如果使输入相位比较器62中的第一基准信号cos的频率fm,等于盘转动频率的整数倍,则可以比较正确地考虑同步成分,并可减少在相位比较器62中,由与盘转动同步的外部干扰产生的误差。因此,如果使第一基准信号cos的频率fm等于盘1的转动频率的整数倍,则即使在驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不同的情况下,通过用校正信号ΔR+校正(式6)表示的电阻误差ΔR,可以更高精度地求出感应电压Ea,因此,可使定位控制***稳定地动作。
图12为说明电压信号调整器16的动作的时间波形图。
作为条件,假设驱动线圈5的线圈电阻Ra与公称值Ran不同,进行百分比换算,存在+5%的电阻误差ΔR。另外,相位比较器62的积分时间T与盘的一个转动周期相等。
图12A为图8的积分器64生成的校正信号ΔR+的时间波形。校正信号ΔR+的值在盘1的每一次转动中更新,进行百分比换算,收敛至5%的值。从图12A可看出,校正信号ΔR+的值在盘的5个回转周期后,收敛至与电阻误差ΔR相应的一定值ΔR+(=ΔR),高速且高精度地进行电压信号的调整。
图12B表示从电压检测器11输入电压信号调整器16的第一电压信号Ed的波形81,和经过图8的乘法器65和减法器67生成的第二电压信号Ed+的波形82。
当驱动线圈5的线圈电阻Ra和公称值Ran中存在电阻误差ΔR时,在第一电压信号Ed的波形81中,除了由致动器7的驱动产生的感应电压Ea以外,还包含由电阻误差ΔR和驱动电流Ia产生的电压降ΔR·Ia(参照式(10a))。与此相对,第二电压信号Ed+的波形82,由于利用校正信号ΔR+校正由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia,因此不含电压降ΔR·Ia,只包含感应电压Ea。
在电压信号调整器16中,在进行电阻校正的情况下,关闭图1的开关18,通过加法器17,将疑似外部干扰信号ur加在驱动器10上,将开关19切换至接点a。接着,关闭图8的开关63,进行电阻校正。在相位信号P收敛至规定范围内,校正信号ΔR+的值收敛至与电阻误差ΔR对应的一定值后,打开图8的开关63,保持校正信号ΔR+的值。在电阻校正结束后,打开图1的开关18,将开关19切换至接点b。从上述可看出,利用外部干扰估计器12可以正确地检测,作用在致动器7上的惯性力等外部干扰,可以提高磁头对于目标磁道的定位精度。除此之外,即使致动器7的驱动线圈5的电阻值有偏差,或者通电使驱动线圈5的电阻值变化,都可以稳定地使包含外部干扰估计器12的定位控制***动作。
另外,在上述的例子中,是在电压信号调整器16中进行电阻校正,根据相位信号收敛至规定范围内,来判断电阻校正的结束,不过,根据时间判断电阻校正结束也可以。即,经过规定时间后,判断电阻校正结束也可以。通常,电阻校正在短时间内结束。
另外,在上述的说明中,由于当将一定频率fm的疑似外部干扰信号ur加在驱动器10上时,电阻误差ΔR=0的外部干扰估计信号τdest的相位滞后ps(参见图9B的波形73),由于很小,所以为了简单起见,假设其为零。但是,严密地说,相位滞后ps不为零。在忽视该相位滞后引起的,相位比较器62生成的相位信号中产生误差的情况下,在(式24)中,可使第一基准信号cos的相位仅滞后ps。即,可将(式24)的cos(2πfm·t)一项置换为cos(2πfm·t-ps),进行积分。也可以在图8的信号发生器61中,产生第一基准信号cos的相位仅滞后ps,输入相位比较器62。这样,通过变更,可使当相位信号P为零时,外部干扰估计信号τdest的相位滞后与ps一致。电压信号调整器16由于使用校正信号ΔR+,校正由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia,因此,第二电压信号Ed+不包含电压降ΔR·Ia,只包含由致动器7的驱动产生的感应电压Ea,因此可以稳定地使包含外部干扰估计的定位控制***动作。
(第二实施方式)
图13为图1所示的本发明的一个实施方式的电压信号调整器16的结构图。
信号发生器61发生基准信号,该基准信号成为疑似外部干扰信号ur,输出至加法器17(参见图1)。外部干扰估计信号τdest从外部干扰估计器12输入振幅保持器68中。振幅保持器68保持外部干扰估计信号τdest的振幅的最大值,每经过一定时间,逐次生成振幅信号A。振幅信号A输出至差分积分器69,差分积分器69在振幅信号A的基础上生成校正信号ΔR+。将由加法器17得出的驱动信号u+(=u+ur),利用方框66变成gmn倍的信号gmn·u+(=Ia),和来自差分积分器69的校正信号ΔR+输入乘法器65,再将生成的乘法结果输出至减法器67。减法器67从输入减法器67中的第一电压信号Ed中减去驱动信号u+的gmn倍的信号gmn·u+,和校正信号ΔR+的相乘结果ΔR+·gmn·u+,生成第二电压信号Ed+。
因此,第二电压信号Ed+用式(23)表示。
现在利用附图,详细说明进行这种信号处理的本发明的一个实施例的动作。
首先说明电阻校正的动作。即:通过进行考虑用式(6)表示的电阻误差ΔR的校正,说明正确地求出由致动器7的驱动产生的电压信号的校正动作。
从图9A的外部干扰估计信号τdest的增益特性可看出,对于疑似外部干扰信号ur的增益,在电阻误差ΔR为零时最小,电阻误差ΔR的绝对值越大,越增大。因此,相反,可从与外部干扰估计器12生成的疑似外部干扰信号ur相应的外部干扰估计信号τdest的振幅的大小,求出电阻误差ΔR。为了校正用式(6)表示的电阻误差ΔR,将一定频率的疑似外部干扰信号ur加在驱动器10上,检测这时的外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest的振幅大小,调整图13的差分积分器69生成的校正信号ΔR+,使检出的振幅大小为最小。即:当对于一定频率的疑似外部干扰信号ur的外部干扰估计信号τdest的振幅大小最小时,电阻误差ΔR为零(与图9A的波形71所示的电阻误差ΔR=0的情况一致)。
其次,说明图13的振幅保持器68和差分积分器69的动作。图14为说明振幅保持器68和差分积分器69的动作的流程图。
在步骤S1中,给与阶跃值r作为校正信号ΔR+的初期值。在步骤S2中,进行初始化,使与外部干扰估计信号τdest的振幅大小对应的变量A(n)为零。接着,在步骤S3中,读入外部干扰估计信号τdest的值。在步骤S4中,比较外部干扰估计信号τdest的值和变量A(n)的值,如果外部干扰估计信号τdest的值比变量A(n)大,则移至步骤S5。相反,如果不大,则移至步骤S6。
在步骤S5中,将在步骤S3中读入的外部干扰估计信号τdest的值放入变量A(n)中。在步骤S6中,判定从读入外部干扰估计信号τdest的值开始,是否经过规定的一定时间。如果没有经过一定时间,则回到步骤S3,如果经过一定时间,则移至步骤S7。
在步骤S7中,从与外部干扰估计信号τdest的振幅大小对应的变量A(n)中,减去保持上次的值的变量A(n-1),将结果放入变量ΔA中。即:ΔA=A(n)-A(n-1),变量ΔA为比较每隔一定时间的振幅信号A(n)和上次的振幅信号A(n-1)得出的差分信号。在步骤S8中,将变量A(n)的内容放入变量A(n-1)中。
在步骤S9中,判定变量ΔA的绝对值是否比给定值a小。如果变量ΔA的绝对值比给定值a大,则移至步骤S10。在步骤S10中,判别变量ΔA的符号,在符号为正的情况下,移至步骤S11,相反,在符号不为正的情况下,移至步骤S12。
在步骤S11中,给出从校正信号ΔR+减去阶跃值r的值作为校正信号ΔR+的更新值,移至步骤S2。另一方面,在步骤S12中,将阶跃值r给与校正信号ΔR+,作为校正信号ΔR+的更新值,移至步骤S2。
如果在步骤S9中,变量ΔA的绝对值大于给定值a,则反复进行步骤S2~S12的操作。与此相对,如果变量ΔA的绝对值不大于给定值a,则上述流程结束。
如上所述,在图13的电压信号调整器16中,在相对于疑似外部干扰信号ur,外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest的大小达到最小之前,则对于每个阶跃值r,调整差分积分器69生成的每个校正信号ΔR+。另外,当外部干扰估计信号τdest的大小为最小时,差分积分器69生成的校正信号ΔR+等于驱动线圈5的线圈电阻Ra和公称值Ran的电阻误差ΔR(=Ra-Ran)。这时,从式(11)可知,式(26)成立;第二电压信号Ed+等于由驱动致动器7产生的感应电压Ea。
图15为说明驱动线圈5的线圈电阻Ra的值偏离公称值的情况下的电压信号调整器16的动作的时间波形图。这里,作为条件,假设驱动线圈5的线圈电阻Ra偏离公称值+5%。即:电阻误差ΔR为+5%。
图15A表示图13的电压信号调整器16的差分积分器69生成的校正信号ΔR+的时间波形。横轴表示时间,纵轴表示线圈电阻与公称值的偏差。从图15A可看出,校正信号ΔR+的值,每隔一定时间更新,换算成百分数,收敛至5%的值。这样,即使驱动线圈5的线圈电阻Ra有偏差,校正信号ΔR+的值收敛至与电阻误差ΔR相应的一定值,可在短时间内高精度地进行电压信号的调整。
另外,在图14的流程图说明中,在步骤S11和S12中,调整校正信号ΔR+的阶跃值r固定为一定值。但是,阶跃值r也可以适当变更,在说明图15A所示的电压信号调整器16的动作的时间波形图中,从开始电压信号调整仅经过给定时间t1时,将阶跃值r切换至初期的1/10倍大小。结果,校正信号ΔR+可以比固定阶跃值r时,更高精度地收敛。电压信号调整器16利用校正信号ΔR+,校正由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia。由于这样,由于第二电压信号Ed+不含电压降ΔR·Ia,只包含由致动器7的驱动产生的感应电压Ea,因此可以稳定地使包含干扰估计的定位控制***动作。
图15B表示从电压检测器11输入至电压信号调整器16的第一电压信号Ed的波形101,和由图13所示的乘法器65和减法器67产生的第二电压信号Ed+的波形102。
当驱动线圈5的线圈电阻Ra和公称值Ran之间有电阻误差ΔR时,在由波形101表示的第一电压信号Ed中包含由驱动致动器7产生的感应电压Ea,和电阻误差ΔR与驱动电流Ia引起的电压降ΔR·Ia(参见式(10a))。与此相对,在用波形102表示的第二电压信号Ed+中,由于利用校正信号ΔR+校正由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia,因此与时间经过同时,电压降ΔR·Ia减小,第二电压信号Ed+只表示由驱动致动器7产生的感应电压Ea。
在电压信号调整器16中,在校正电阻的情况下,关闭图1的开关18,通过加法器17,将疑似外部干扰信号ur加在驱动器10上,将开关19切换至接点a。其次,进行上述的电阻校正,变量ΔA的差分信号收敛至规定范围内,在校正信号ΔR+的值收敛至与电阻误差ΔR对应的一定值后,保持校正信号ΔR+的值。结果,电压信号调整器16,由于使用校正信号ΔR+校正由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia,因此,第二电压信号Ed+不包含电压降ΔR·Ia,只输出由驱动致动器7产生的感应电压Ea。电阻校正结束后,打开图1的开关18,将开关19切换至接点b。
从以上可知,利用外部干扰估计器12,可以正确地检测作用在致动器7上惯性力等干扰,可以提高磁头在目标磁道上的定位精度。另外,即使致动器7的驱动线圈5的电阻值有偏差,或通电造成驱动线圈5的电阻值变化,可以稳定地使包含外部干扰估计器12的定位控制***动作。
另外,在上述例子中,是在电压信号调整器16上进行电阻校正,根据差分信号收敛至规定范围内,判断电阻校正结束的;但也可以根据经过的时间判断电阻校正的结束。即:当经过给定时间时,判断电阻校正结束也可以。通常,电阻校正在短时间内结束。
(其他实施方式)
在上述各个例子中,在电压信号调整器16中进行电阻校正的情况下,通过将开关19切换至接点a,可以不将外部干扰估计器12生成的外部干扰估计信号τdest加入校正器15中。但是,在与电压检测器11输出的第一电压信号Ed比较,由电阻误差ΔR产生的电压降ΔR·Ia较小的情况下,也可以将外部干扰估计信号τdest加在校正器15中的状态下,进行电阻校正。这时,不需要开关19,可使图1的磁盘装置的结构更简单。
另外,在上述本发明的实施方式的磁盘装置中,一方面以输入从校正器15输出的驱动信号u作为外部干扰估计器12的输入信号。然而,不使用驱动信号u,而使用从驱动器10输出的驱动电流Ia,也可得到同样的效果。
另外,在上述的实施方式的磁盘装置中,说明了利用模拟滤波器构成乘法器和积分器,也可以用数字滤波器构成。另外,构成实施方式的定位控制***的各个部分,也可以用微型计算机的软件实现。
另外,在以上的实施方式中,举出磁盘装置作为例子进行说明,但本发明不限于此,在光盘装置,光磁盘等其他形式的信息记录装置中也可以使用。
Claims (26)
1.一种盘装置,其特征为,具有:
致动器,它包括:音圈电机、设在该音圈电机上的臂、和安装在该臂上,用于进行信息记录的写入和/或进行信息再现的读入的头;
驱动装置,输入用于驱动所述致动器的驱动信号、和模拟加在所述致动器上的外部干扰的疑似外部干扰信号,驱动所述致动器;
电压检测装置,检测随着所述致动器的驱动,在所述音圈电机上产生的电压,输出与该电压对应的第一电压信号;
电压信号调整装置,一方面输出所述疑似外部干扰信号,另一方面输入所述驱动信号和估计外部干扰的外部干扰估计信号和所述第一电压信号,在所述记录和再现以外的时候,通过调整所述第一电压信号而校正所述音圈电机的线圈电阻与公称值的偏差,生成第二电压信号;和
外部干扰估计装置,从所述驱动信号和所述第二电压信号,估计加在所述致动器上的外部干扰的大小,生成所述外部干扰估计信号。
2.根据权利要求1所述的盘装置,其特征为,
所述疑似外部干扰信号还输入到所述电压信号调整装置中,
还具有为了使所述磁头位于目标位置,输入位置控制信号和所述外部干扰估计信号,输出所述驱动信号的校正装置。
3.根据权利要求2所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置生成所述第二电压信号,使所述外部干扰估计信号的相位和所述疑似外部干扰信号的相位大致相等。
4.根据权利要求3所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置包括:
产生第一基准信号和第二基准信号的信号发生装置;
输入所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号,通过固定时间的积分将所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号相乘得到的相乘结果,逐次生成相位信号的相位比较装置;
通过逐次积分所述相位信号,生成校正信号,当所述相位信号的值在规定范围内时,保持所述校正信号的积分装置;
将合成所述驱动信号和所述疑似外部干扰信号的信号,与所述校正信号相乘的乘法装置;和
从所述乘法装置输出的信号和所述第一电压信号,生成所述第二电压信号的调整装置,
所述疑似外部干扰信号由所述第二基准信号构成,
在所述相位信号的值达到规定范围之前,将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置中。
5.根据权利要求4所述的盘装置,其特征为,
它具有在所述相位信号的值达规定范围之前,禁止将所述外部干扰估计信号输入到所述校正装置的输入禁止装置。
6.根据权利要求4所述的盘装置,其特征为,
所述第一和第二基准信号,分别由具有盘回转频率的整数倍的频率的信号构成。
7.根据权利要求4所述的盘装置,其特征为,
所述第一基准信号和所述第二基准信号的频率相等,而相位相互不同;
所述第一基准信号的相位比所述外部干扰估计信号相对于所述第二基准信号的相位滞后还要滞后。
8.根据权利要求4所述的盘装置,其特征为,
所述相位信号是通过在盘的回转周期的整数倍的时间内,对所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号相乘得出的相乘结果,进行时间积分生成的。
9.根据权利要求3所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置具有:
产生第一基准信号和第二基准信号的信号发生装置;
输入所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号,通过固定时间的积分将所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号相乘得到的相乘结果,逐次生成相位信号的相位比较装置;
通过积分所述相位信号,生成校正信号,当经过规定时间时,保持所述校正信号的积分装置;
将合成所述驱动信号和所述疑似外部干扰信号的信号,与所述校正信号相乘的乘法装置;和
从所述乘法装置输出的信号和所述第一电压信号,生成所述第二电压信号的调整装置,
所述疑似外部干扰信号由所述第二基准信号构成,
在规定时间内,将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置中。
10.根据权利要求9所述的盘装置,其特征为,
它还具有从所述疑似外部干扰信号输入开始,直到经过规定的时间,禁止将所述外部干扰估计信号输入所述校正装置的输入禁止装置。
11.根据权利要求9所述的盘装置,其特征为,
所述第一和第二基准信号,分别由具有盘回转频率的整数倍的频率的信号构成。
12.根据权利要求9所述的盘装置,其特征为,
所述第一基准信号和所述第二基准信号的频率相等,但相位相互不同;
所述第一基准信号的相位比所述外部干扰估计信号相对于所述第二基准信号的相位滞后还要滞后。
13.根据权利要求9所述的盘装置,其特征为,
所述相位信号是通过在盘的回转周期的整数倍的时间内,对所述外部干扰估计信号和所述第一基准信号相乘得出的相乘结果,进行时间积分生成的。
14.根据权利要求2所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置生成所述第二电压信号,使所述外部干扰估计信号的大小为最小。
15.根据权利要求14所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置具有:
产生基准信号的信号发生装置;
输入所述外部干扰估计信号,在每一个规定的周期内检测所述外部干扰估计信号的振幅的最大值,同时保持该最大值,在各个周期结束时,生成表示该最大值的振幅信号的振幅保持装置;
输出用于生成所述第二电压信号的校正信号,在各个周期中,生成表示该周期的振幅信号和在该周期前一个周期的振幅信号之差的差分信号,如果该差分信号不在规定范围内,则调整所述校正信号,使其达到该规定范围内,另一方面,如果所述差分信号在规定范围内,则维持所述校正信号的差分积分装置;
将合成所述驱动信号和所述疑似外部干扰信号的信号,与所述校正信号相乘的乘法装置;和
从所述乘法装置输出的信号和所述第一电压信号,生成所述第二电压信号的调整装置,
所述疑似外部干扰信号由所述基准信号构成,
在所述差分信号达到规定范围内之前,将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置中。
16.根据权利要求15所述的盘装置,其特征为,
它还具有在所述差分信号达到规定范围内以前,禁止将所述外部干扰估计信号输入校正装置中的禁止输入装置。
17.根据权利要求14所述的盘装置,其特征为,
所述电压信号调整装置具有:
产生基准信号的信号发生装置;
输入所述外部干扰估计信号,在每一个规定周期内检测所述外部干扰估计信号的振幅的最大值,同时保持该最大值,在各个周期结束时,生成表示该最大值的振幅信号的振幅保持装置;
输出用于生成所述第二电压信号的校正信号,在各个周期中,生成表示该周期的振幅信号和在该周期前一个周期的振幅信号之差的差分信号,如果该差分信号不在规定范围内,则调整所述校正信号,使其达到该规定范围内,另一方面,在经过所述规定时间之后,维持该所述规定时间经过时的校正信号的差分积分装置;
将合成所述驱动信号和所述疑似外部干扰信号的信号,与所述校正信号相乘的乘法装置;和
从所述乘法装置输出的信号和所述第一电压信号,生成所述第二电压信号的调整装置,
所述疑似外部干扰信号由所述基准信号构成,
在经过所述规定时间之前,将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置中。
18.根据权利要求17所述的盘装置,其特征为,
它还具有,从输入所述疑似外部干扰信号开始,直到经过所述规定时间,禁止将所述外部干扰估计信号输入所述校正装置的输入禁止装置。
19.根据权利要求2所述的盘装置,其特征为,具有:
记录伺服信息的盘;
通过用所述头读取所述伺服信息,检测所述头位置的位置检测装置;
从所述头位置和目标位置,算出头位置误差的位置误差检测装置;和
生成所述位置控制信号,以消除所述位置误差的位置控制装置。
20.根据权利要求2所述的盘装置,其特征为,具有:
将所述疑似外部干扰信号输入所述驱动装置和所述电压信号调整装置时,禁止将所述外部干扰估计信号输入所述校正装置的输入禁止装置。
21.根据权利要求1所述的盘装置,其特征为,
所述外部干扰估计信号装置包括:
输入所述第二电压信号和估计该第二电压信号的感应电压估计信号,输出表示所述第二电压信号和所述感应电压估计信号的误差的误差信号的比较装置;
将由第一传递函数构成的系数与所述驱动信号相乘的第一乘法装置;
将由第二传递函数构成的系数与所述误差信号相乘的第二乘法装置;
通过积分所述误差信号,生成所述外部干扰估计信号的第一积分装置;和
输入将所述外部干扰估计信号和所述第二乘法装置的输出信号的相加值,从所述第一乘法装置的输出信号中减去的相减值,通过积分所述相减值,生成所述感应电压估计信号的第二积分装置。
22.一种盘装置的头定位控制的方法,其特征为,
它是在盘装置中进行的上述头定位的控制方法,该盘装置包括致动器,该致动器具有:音圈电机、设在该音圈电机上的臂、和安装在该臂上,用于进行信息记录的写入和/或进行信息再现的读入的头,
该头定位控制的方法包含下述工序:
生成使所述头位于目标位置的位置控制信号的工序;
合成所述位置控制信号和估计外部干扰的外部干扰估计信号,生成驱动信号的工序;
生成模拟加在所述致动器上的外部干扰的疑似外部干扰估计信号的工序;
利用所述驱动信号和所述疑似外部干扰信号,驱动所述致动器的工序;
随着所述致动器的驱动,检测在所述音圈电机中产生的电压,生成与该电压对应的第一电压信号的工序;
在所述记录和再现以外的时候,从所述驱动信号,所述外部干扰估计信号和所述第一电压信号,调整所述第一电压信号,生成第二电压信号,以校正所述音圈电机的线圈电阻偏离公称值的偏差的工序;和
从所述驱动信号和所述第二电压信号,估计加在所述致动器上的外部干扰的大小,生成所述外部干扰估计信号的工序。
23.根据权利要求22所述的头定位控制方法,其特征为,
生成所述第二个电压的工序为从所述驱动信号、所述疑似外部干扰信号、所述外部干扰估计信号和所述第一电压信号,生成第二电压信号的工序。
24.根据权利要求23所述的头定位控制方法,其特征为,
生成所述第二电压信号的工序为生成第二电压信号,使所述外部干扰估计信号的相位与所述疑似外部干扰信号的相位大致相等的工序。
25.根据权利要求23所述的头定位控制方法,其特征为,
生成所述第二电压信号的工序为生成第二电压信号,使所述外部干扰估计信号的大小为最小的工序。
26.根据权利要求22所述的头定位控制方法,其特征为,
生成所述位置控制信号的工序包括:
通过用所述头,读取预先记录在盘上的伺服信息,检测所述头位置的工序;
从所述头位置和目标位置,计算头位置误差的工序;和
生成所述位置控制信号,使所述位置误差消除的工序。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101162586B (zh) * | 2006-07-05 | 2011-02-23 | 三星电子株式会社 | 干扰补偿确定装置及方法、计算机可读介质和盘驱动器 |
CN102859865A (zh) * | 2011-02-24 | 2013-01-02 | 松下电器产业株式会社 | 移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路 |
CN103117069A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 西部数据技术公司 | 选择扰动信号用于前馈补偿的磁盘驱动器 |
CN103718118A (zh) * | 2011-08-30 | 2014-04-09 | 川崎重工业株式会社 | 自适应控制装置及自适应控制方法及注射成型机的控制装置及控制方法 |
CN104977899A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 大隈株式会社 | 位置控制装置 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7177106B2 (en) * | 2001-02-26 | 2007-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Disk storage apparatus |
US7633839B2 (en) * | 2004-08-20 | 2009-12-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Self-sensing active-damping voice coil |
US7332883B1 (en) | 2005-06-17 | 2008-02-19 | Marvell International Ltd. | Method and apparatus for initializing operation of a disk drive |
US8988811B1 (en) * | 2008-05-23 | 2015-03-24 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive toggling VCM inductor compensation to reduce acoustic noise |
US8094403B2 (en) * | 2009-05-04 | 2012-01-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Correcting errors in position of an HDD write-head |
US8896955B1 (en) | 2010-08-31 | 2014-11-25 | Western Digital Technologies, Inc. | Adaptive track follow control |
US8634158B1 (en) | 2011-11-16 | 2014-01-21 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive generating feed-forward actuator compensation based on a speaker driver signal |
US10003293B2 (en) | 2013-03-15 | 2018-06-19 | Andrew John Bartlik | Portable motor drive system |
US8830617B1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-09 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive adjusting state estimator to compensate for unreliable servo data |
US9111575B1 (en) | 2014-10-23 | 2015-08-18 | Western Digital Technologies, Inc. | Data storage device employing adaptive feed-forward control in timing loop to compensate for vibration |
US9626993B2 (en) | 2015-09-16 | 2017-04-18 | International Business Machines Corporation | Actuator coil temperature estimation using skew values |
CN112196897B (zh) * | 2020-10-10 | 2021-07-20 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮轴承控制***、方法、装置、设备和存储介质 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2714149B2 (ja) | 1989-06-28 | 1998-02-16 | 株式会社日立製作所 | デイスク装置 |
JPH0562385A (ja) | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Nec Corp | 磁気デイスク装置の磁気ヘツド位置決め方法およびその装置 |
JPH09231701A (ja) | 1996-02-21 | 1997-09-05 | Hitachi Ltd | ヘッド位置決め制御方法 |
US5844743A (en) * | 1996-12-20 | 1998-12-01 | Seagate Technology, Inc. | Velocity sensing using actuator coil back-emf voltage |
JP3607513B2 (ja) * | 1998-11-30 | 2005-01-05 | 株式会社東芝 | ヘッドロード/アンロード方式のディスク装置に適用される速度補正値キャリブレーション方法 |
US6690536B1 (en) * | 2000-10-31 | 2004-02-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive employing VCM demand current to calibrate VCM IR voltage for velocity control of an actuator arm |
US7177106B2 (en) * | 2001-02-26 | 2007-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Disk storage apparatus |
JP4265877B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2009-05-20 | 株式会社ルネサステクノロジ | 磁気ディスク記憶装置 |
-
2004
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101162586B (zh) * | 2006-07-05 | 2011-02-23 | 三星电子株式会社 | 干扰补偿确定装置及方法、计算机可读介质和盘驱动器 |
CN102859865A (zh) * | 2011-02-24 | 2013-01-02 | 松下电器产业株式会社 | 移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路 |
CN102859865B (zh) * | 2011-02-24 | 2016-04-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动控制装置、移动控制方法以及移动控制电路 |
CN103718118A (zh) * | 2011-08-30 | 2014-04-09 | 川崎重工业株式会社 | 自适应控制装置及自适应控制方法及注射成型机的控制装置及控制方法 |
CN103718118B (zh) * | 2011-08-30 | 2016-10-05 | 川崎重工业株式会社 | 自适应控制装置及自适应控制方法及注射成型机的控制装置及控制方法 |
CN103117069A (zh) * | 2011-11-16 | 2013-05-22 | 西部数据技术公司 | 选择扰动信号用于前馈补偿的磁盘驱动器 |
CN104977899A (zh) * | 2014-04-14 | 2015-10-14 | 大隈株式会社 | 位置控制装置 |
US10008963B2 (en) | 2014-04-14 | 2018-06-26 | Okuma Corporation | Position control device |
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Publication number | Publication date |
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