JP2009076159A - 制御装置、記憶装置および安定性判定方法 - Google Patents
制御装置、記憶装置および安定性判定方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ヘッドの位置決めを制御する機構を有する記憶装置の安定性を正確に判定すること。
【解決手段】サーボ制御部81がヘッド12をフォロイング制御している場合に、外乱印加部82が、VCM駆動部90から出力されるVCM駆動電流に外乱電流を印加して、測定部83が、外乱印加後VCM駆動電流と回帰VCM駆動電流とからゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性を測定し、それらの測定結果に基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合におけるナイキスト軌跡上の各周波数の点と、複素平面上の点(−1,0)との距離(ナイキスト距離)を測定し、判定部84が、ナイキスト距離に基づいて記憶装置の安定性を判定する。
【選択図】 図8
【解決手段】サーボ制御部81がヘッド12をフォロイング制御している場合に、外乱印加部82が、VCM駆動部90から出力されるVCM駆動電流に外乱電流を印加して、測定部83が、外乱印加後VCM駆動電流と回帰VCM駆動電流とからゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性を測定し、それらの測定結果に基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合におけるナイキスト軌跡上の各周波数の点と、複素平面上の点(−1,0)との距離(ナイキスト距離)を測定し、判定部84が、ナイキスト距離に基づいて記憶装置の安定性を判定する。
【選択図】 図8
Description
この発明は、ヘッドの位置決めを制御する機構の安定性を正確に判定することができる制御装置、記憶装置および安定性判定方法に関する。
従来、磁気ディスク装置は、装置全体のパフォーマンスを低下させないことを目的として、磁気ディスク装置内部の機構(例えば、アクチュエータアームなど)が共振しないように、設計・製造される(例えば、特許文献1および2)。
このように製造された磁気ディスク装置の中にも、磁気ディスク装置の個体差や製造不良等の原因により共振が生じてしまう不良品が存在するので、製造後の磁気ディスク装置は出荷前に検査される。具体的には、この検査は、ヘッドを目的トラックへオントラックさせるためのフィードバック回路へ正弦波等の外乱電流を印加しながら、このフィードバック回路のオープンループ周波数特性を測定することにより行われる。そして、特定の周波数におけるゲインが所定の閾値を超える磁気ディスク装置は、安定性に欠けると判定されて出荷対象外となる。
このように、ゲインのオープンループ周波数特性を用いて磁気ディスク装置の安定性を判定することで、磁気ディスク装置内部の機構が共振するおそれがあるか、共振が生じないまでも外乱等によってヘッドが正常に位置決めできなくなるおそれ(例えば、発振するおそれ)があるかを検査することができる。
しかしながら、上述した検査手法は、磁気ディスク装置におけるゲインのオープンループ周波数特性のみを用いて磁気ディスク装置の安定性を判定していたので、本来は内部機構が安定している磁気ディスク装置まで不安定と判定することがあるという問題があった。このことは、内部機構が安定している磁気ディスク装置まで出荷対象外としてしまうので、磁気ディスク装置の歩留りが低下するという問題を招いていた。
このようなことから、磁気ディスク装置等の記憶装置の歩留りを向上させるために、記憶装置の内部機構の安定性をいかにして正確に判定するかが重要な課題となっている。
本発明は、上述した問題点(課題)を解消するためになされたものであり、内部機構の安定性を正確に判定することができる制御装置、記憶装置および安定性判定方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一つの態様では、記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を制御する制御装置であって、前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記シーク機構を含む記憶装置の安定性を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記測定部は、測定したゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合に、該ナイキスト軌跡上の点と、複素平面上における実数部の値が−1かつ虚数部の値が0の点との距離であるナイキスト距離を周波数毎に測定し、前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記判定部は、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、周波数帯域毎に閾値を記憶する閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも常に長い場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも短くなることがある場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記判定部は、前記ナイキスト軌跡が、複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値が−1より大きい場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、該実数部の値が−1以下である場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする。
これらの発明の態様によれば、記憶装置の安定性を正確に判定することができる。すなわち、本来は安定している記憶装置まで不安定と判定してしまうことを低減することができ、その結果、記憶装置の歩留りを向上させることができる。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記シーク機構に入力される駆動電流の所定の周波数帯域が減衰するように、前記駆動部のフィルタ特性を変更させる適用フィルタ変更部をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げる帯域可変部をさらに備えることを特徴とする。
これらの発明の態様によれば、不安定と判定された記憶装置を救済できる可能性があり、その結果、記憶装置の歩留りを向上させることができる。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記適用フィルタ変更部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部のフィルタ特性を変更させることを特徴とする。
また、本発明の他の態様では、上記の発明の態様において、前記帯域可変部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げることを特徴とする。
これらの発明の態様によれば、出荷後の記憶装置が経年により周波数特性が変動して、共振や発振が生じるおそれがある場合でも、記憶装置の安定性を保つことができ、その結果、記憶装置の耐久年数を長くすることができる。
なお、本発明の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも本発明の態様として有効である。
本発明の一つの態様によれば、記憶装置の安定性を正確に判定することができる。すなわち、本来は安定している記憶装置まで不安定と判定してしまうことを低減することができ、その結果、記憶装置の歩留りを向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明の一つの態様によれば、不安定と判定された記憶装置を救済できる可能性があり、その結果、記憶装置の歩留りを向上させることができるという効果を奏する。
また、本発明の一つの態様によれば、出荷後の記憶装置が経年により周波数特性が変動して、共振や発振が生じるおそれがある場合でも、記憶装置の安定性を保つことができ、その結果、記憶装置の耐久年数を長くすることができるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る制御装置、記憶装置および安定性判定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施例では、本発明を磁気ディスク装置に適用した場合を例にして説明するが、本発明は、熱磁気ディスク装置や光磁気ディスク装置のような他の記憶装置においても有効である。また、以下では、一般的な磁気ディスク装置の構成、磁気ディスク装置のオープンループ周波数特性を測定する手法、比較例の磁気ディスク装置による安定性判定方法、実施例1に係る磁気ディスク装置による安定性判定方法を順に説明し、最後に、他の実施例について説明する。
まず、図1および図2を用いて、一般的な磁気ディスク装置の構成について説明する。図1は、一般的な磁気ディスク装置100の断面図である。同図において、磁気ディスク11は、各種データを記憶する記憶媒体であり、スピンドルモータ(以下、「SPM」という)16により回転駆動される。
磁気ディスク11に記憶されているデータのリードやライトは、ヘッド支持機構であるアクチュエータアーム17の一方の先端に設けられたヘッド12によって行われる。ヘッド12は、磁気ディスク11の回転によって生じる揚力によって、磁気ディスク11の表面からわずかに浮いた状態を維持してリードやライトを実行する。また、アクチュエータアーム17のもう一方の端に設けられたヘッド駆動機構であるボイスコイルモータ(以下、「VCM」という)14の駆動により、アクチュエータアーム17が軸18を中心とする円弧上を回動し、ヘッド12が磁気ディスク11のトラック横断方向にシーク移動し、リードやライトを行う対象のトラックを変更する。
図2は、一般的な磁気ディスク装置100の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、磁気ディスク装置100は、磁気ディスク11と、ヘッド12と、ヘッドIC(プリアンプIC)13と、VCM14と、共有バス15と、ホストインタフェース制御部(以下「ホストIF制御部」と略記する)20と、バッファ制御部30と、バッファメモリ31と、ハードディスクコントローラ部40と、リードチャネル部50と、RAM(Random Access Memory)60と、不揮発メモリ70と、MPU(Micro Processing Unit)80と、VCM駆動部90とを有している。
磁気ディスク11は、金属またはガラス製の円盤(ディスク)状の基板に磁性膜を形成した円盤であり、サーボ制御用データ等を記憶するシステム領域とユーザデータを記憶するユーザ領域とを有する。ここで、サーボ制御用データとは、ヘッド12の位置決め制御に利用されるデータのことであり、ユーザデータとは、ホストコンピュータ1における処理に利用されるデータのことである。
ヘッド12は、磁気を電気信号に変換する素子で形成され、回転する磁気ディスク11の上を浮上しながら、磁気ディスク11に記憶されているデータのリードやライトを行う。例えば、ヘッド12は、磁気ディスク11に磁気で記憶されているサーボ制御用データおよびユーザデータをリードし、電気信号に変換したデータ信号をヘッドIC(プリアンプIC)13へ送信する。ヘッドIC13は、ヘッド12によってリードされたデータ信号を前置増幅し、リードチャネル部50へ送信する。
ここで、ヘッド12が、磁気ディスク11上の所定の位置でユーザデータのリードやライトを行うためには、ヘッド12が磁気ディスク11上の所定の位置に位置決めされるように、位置決め制御が行われる必要がある。このようなヘッド12の位置決め制御は、VCM14、MPU80およびVCM駆動部90によって実現される。
VCM14は、VCM駆動部90によって駆動されるモータであり、モータを回転することで、図1に示したアクチュエータアーム17を動作させて、ヘッド12の位置決め制御を行う。共有バス15は、磁気ディスク装置100内の各処理部を接続し、処理部間における種々の情報の受け渡しを行う。
ホストIF制御部20は、磁気ディスク装置100の上位装置であるホストコンピュータ1に接続され、ホストコンピュータ1との間の通信を制御する。バッファ制御部30は、バッファメモリ31を制御する。バッファメモリ31は、ホストコンピュータ1と磁気ディスク装置100との間でやり取りされる情報などを一時的に記憶する。
ハードディスクコントローラ部40は、ホストコンピュータ1と磁気ディスク装置100との間で転送されるデータのエラーチェックなどを行う。例えば、ハードディスクコントローラ部40は、ホストIF制御部20を介して、ホストコンピュータ1からデータ(ユーザデータ)の入力を受け付け、データにエラー訂正コードを追加して、リードチャネル部50へ送信する。また、例えば、ハードディスクコントローラ部40は、リードチャネル部50からデータ(サーボ制御用データまたはユーザデータ)の入力を受け付け、必要に応じてエラー訂正を行い、MPU80またはホストコンピュータ1へ送信する。
リードチャネル部50は、ヘッド12が磁気ディスク11からデータをライトした時に、ヘッドIC13から出力されるデータ信号を増幅し、AD変換および復調などの所定の処理を行い、また、磁気ディスク11にライトするデータのコード変調を行う。RAM60および不揮発メモリ70は、MPU80において動作するファームウェアプログラムや種々の制御用のデータを格納する。
MPU80は、所定の制御プログラム(ファームウェアプログラム)により磁気ディスク装置100の主制御や、ヘッド12の位置決め制御を行う。すなわち、MPU80は、ホストコンピュータ1からのコマンドを解読して各処理部を制御し、磁気ディスク11のデータのリードやライトを統括制御する。
VCM駆動部90は、MPU80からVCM制御信号の入力を受け付け、このVCM制御信号に基づいてVCM14を駆動させるためのVCM駆動電流を生成し、生成したVCM駆動電流をVCM14に入力する。
ここで、VCM14、MPU80およびVCM駆動部90によって実行されるヘッド12の位置決め制御について具体的に説明する。まず、MPU80は、ホストコンピュータ1からコマンドを受け付けると、コマンドを解読してデータをリードやライトをするための磁気ディスク上の目標位置を算出する。そして、MPU80は、ヘッドIC13とリードチャネル部50とハードディスクコントローラ部40とを介して、ヘッド12によって磁気ディスク11からリードされたサーボ制御用データを受け付け、サーボ制御用データを用いてヘッド12の現在位置を算出する。
そして、MPU80は、ヘッド12の現在位置から目標位置までの距離に基づいてVCM制御信号を生成し、生成したVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。VCM制御信号が入力されたVCM駆動部90は、VCM駆動電流をVCM14に入力してVCM14を駆動させる。このようにして、ヘッド12の位置決め制御がなされる。
その後、MPU80は、ヘッド12を磁気ディスク11上にオントラックさせて追従させるフォロイング制御(オントラック制御またはトラック追従制御とも呼ばれる)を行う。具体的には、MPU80は、ヘッド12が位置決め制御された後に、ヘッド12によって磁気ディスク11からリードされたサーボ制御用データを受け付ける。そして、MPU80は、ヘッド12の現在位置を算出し、現在位置と目標位置との位置偏差がゼロになるようにVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。かかるVCM制御信号を受け付けたVCM駆動部90が、VCM駆動電流をVCM14に入力して、VCM14を駆動させることで、ヘッド12が目標位置に移動する。
このように、ヘッド12が位置決め制御されたされた後に、ヘッド12の現在位置(サーボ制御用データ)をMPU80にフィードバックすることで、振動などの外力による影響を受けてヘッド12がアクチュエータアーム17の可動方向に移動して目標位置からオフトラックした場合に、ヘッド12が目標位置に復帰するようにVCM14の駆動制御がなされる。
次に、磁気ディスク装置100のオープンループ周波数特性を測定する手法について説明する。ここで言う「磁気ディスク装置100のオープンループ周波数特性」とは、フォロイング制御を行う際にフィードバック制御を行う磁気ディスク装置100の内部機構(図2に示した例では、ヘッド12、ヘッドIC13、VCM14、リードチャネル部50およびVCM駆動部90)のオープンループ周波数特性を示す。
図3は、磁気ディスク装置100のオープンループ周波数特性を測定する手法を説明するための図である。同図に示した例では、C(s)は、コントローラと呼ばれる要素であり、図2に示したVCM駆動部90に該当する。P(s)は、制御対象であり、図2に示したVCM14に該当する。r(s)は、ヘッド12をシーク動作させる時にMPU80から入力されるVCM制御信号である。
磁気ディスク装置100のオープンループ周波数特性を測定する場合、MPU80は、ヘッド12を磁気ディスク11上の任意のトラックでフォロイング動作をさせる。フォロイング動作中であるので、VCM駆動部90(C(s))は、ヘッド12を目標位置に移動させるためのVCM駆動電流u1(s)を出力する。このとき、MPU80は、VCM駆動電流u1(s)に、特性を測定したい周波数の外乱電流d(s)を印加する。外乱電流が印加されたVCM駆動電流(以下、外乱電流が印加されたVCM駆動電流を「外乱印加後VCM駆動電流」という)u2(s)がVCM14(P(s))に入力されヘッド12が位置決め制御される。
そして、MPU80は、ヘッド12からサーボ制御用データをフィードバック制御により受け付け、ヘッド12の現在位置と目標位置との位置偏差がゼロになるようにVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。かかるVCM制御信号を受け付けたVCM駆動部90は、VCM駆動電流(以下、外乱印加後VCM駆動電流によりヘッド12が位置決め制御された後に、再度位置決め制御をするためにVCM駆動部90から出力されるVCM駆動電流を「回帰VCM駆動電流」という)u3(s)を出力する。
このようにして、MPU80は、外乱電流d(s)の周波数を測定したい範囲で変化させて、その都度、外乱印加後VCM駆動電流u2(s)と回帰VCM駆動電流u3(s)を取得して、これらのu2(s)およびu3(s)に基づいて磁気ディスク装置100のオープンループ周波数特性を測定する。
なお、P(s)・C(s)の伝達関数は以下のように求められる。
まず、u3(s)は、
u3(s)=C(s)・r(s)−C(s)・P(s)・u2(s)
と表され、フォロイング動作中であるため、r(s)=0により、
u3(s)=−(C(s)・P(s)・u2(s))
という式が得られる。したがって、オープンループ伝達関数P(s)・C(s)は、
P(s)・C(s) = −(u3(s)/u2(s))
と求められる。
まず、u3(s)は、
u3(s)=C(s)・r(s)−C(s)・P(s)・u2(s)
と表され、フォロイング動作中であるため、r(s)=0により、
u3(s)=−(C(s)・P(s)・u2(s))
という式が得られる。したがって、オープンループ伝達関数P(s)・C(s)は、
P(s)・C(s) = −(u3(s)/u2(s))
と求められる。
次に、比較例の磁気ディスク装置100による安定性判定方法について説明する。なお、本明細書中で、「安定と判定」や「安定であると判定」等の記載をする場合、「安定性のマージンが十分あると判定」ということを示す。また、「不安定と判定」や「不安定であると判定」等の記載をする場合、「不安定または安定性のマージンが小さいと判定」ということを示す。磁気ディスク装置100による安定性判定処理は、磁気ディスク装置100が製造された後、検査工程において行われる。具体的には、検査工程において磁気ディスク装置100の電源が入れられると、磁気ディスク装置100内のMPU80が不揮発メモリ70に記憶されている安定性判定プログラムを読み出して実行する。
安定性判定プログラムが実行されると、まず、MPU80は、ヘッド12をフォロイング動作させ、上述したオープンループ周波数特性の測定手法を用いて、磁気ディスク装置100のゲインのオープンループ周波数特性(以下、ゲインのオープンループ周波数特性を「ゲイン周波数特性」という)を測定する。
そして、MPU80は、特定の周波数におけるゲインが、不揮発メモリ70に記憶されている閾値を超えない場合、磁気ディスク装置100の内部機構(例えば、VCM駆動部90やVCM14など)に共振や発振が生じるおそれがないので、磁気ディスク装置100は安定であると判定する。一方、MPU80は、特定の周波数におけるゲインが閾値を超える場合、磁気ディスク装置100の内部機構に共振や発振が生じるおそれがあるので、磁気ディスク装置100は不安定であると判定する。
図4は、磁気ディスク装置100のゲイン周波数特性の測定結果の一例を示す図である。同図に示した例では、図中の(a)の周波数帯域において、ゲインが閾値を超えている。したがって、MPU80は、同図に示したようにゲイン周波数特性が測定された磁気ディスク装置は不安定であると判定する。
そして、MPU80は、磁気ディスク装置100の安定性を判定した後、安定性判定結果を示すデータを磁気ディスク11のシステム領域に書き込むようハードディスクコントローラ部40に指示する。
このように、比較例の安定性判定方法では、磁気ディスク装置100のゲイン周波数特性を測定し、測定したゲインが所定の閾値を超えるか否かを判定することで、磁気ディスク装置100の安定性を判定していた。
しかしながら、比較例の安定性判定方法は、磁気ディスク装置100のゲイン周波数特性のみを用いて磁気ディスク装置100の安定性を判定していたので、本来は安定している磁気ディスク装置100まで不安定と判定することがあるという問題があった。このことは、安定している磁気ディスク装置100まで出荷対象外としてしまうので、磁気ディスク装置の歩留りが低下するという問題を招いていた。
次に、実施例1に係る磁気ディスク装置による安定性判定方法の概要について説明する。実施例1に係る磁気ディスク装置による安定性判定処理では、ゲイン周波数特性に加えて、磁気ディスク装置100の位相のオープンループ周波数特性(以下、位相のオープンループ周波数特性を「位相周波数特性」という)を測定し、「ナイキストの安定判別法」を用いて磁気ディスク装置の安定性を判定する。なお、磁気ディスク装置のオープンループ周波数特性の測定手法は、上述した測定手法と同様である。
図5は、図4に示したゲイン周波数特性が測定された磁気ディスク装置から測定された位相周波数特性を示す図である。図6は、図4および図5に示した測定結果に基づいて描いたナイキスト軌跡を示す図である。図6に示したナイキスト軌跡は、複素平面上の実軸を第3象限から第2象限へ超える際に、(実数部の値,虚数部の値)=(−1,0)の点の右側を通るので、「ナイキストの安定判別法」によれば、このナイキスト軌跡を描く制御系システムは安定していると判定できる。すなわち、図4および図5に示した測定結果が得られた磁気ディスク装置は安定していることを示す。
上述したように、比較例の安定性判定方法を用いると、図4に示した測定結果が得られた磁気ディスク装置は不安定であると判定されるが、「ナイキストの安定判別法」を用いて判定すれば、安定であると判定される。実施例1に係る磁気ディスク装置は、この「ナイキストの安定判別法」に着目して、磁気ディスク装置の安定性を判定する。
実施例1に係る磁気ディスク装置の安定性判定方法について具体的に説明する。実施例1に係る磁気ディスク装置は、実際には、図6に示したようなナイキスト軌跡を描いて磁気ディスク装置の安定性を判定するのではなく、ゲイン周波数特性と位相周波数特性の測定結果に基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合におけるナイキスト軌跡上の各周波数の点と、複素平面上の点(−1,0)との距離(以下、ナイキスト軌跡上の点と、複素平面状の点(−1,0)との距離を「ナイキスト距離」という)が所定の閾値を超えるか否かを判定することにより磁気ディスク装置の安定性を判定する。
具体的には、実施例1に係る磁気ディスク装置は、各周波数におけるナイキスト距離が所定の閾値よりも常に長い場合、ナイキスト軌跡が複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値(以下、ナイキスト軌跡が複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値を「判定用実数値」という)を測定する。
そして、実施例1に係る磁気ディスク装置は、判定用実数値が「−1」より大きい場合に、磁気ディスク装置は安定であると判定し、判定用実数値が「−1」以下である場合に、磁気ディスク装置は不安定であると判定する。一方、実施例1に係る磁気ディスク装置は、各周波数におけるナイキスト距離が所定の閾値よりも短くなることがある場合に、磁気ディスク装置は不安定であると判定する。
なお、判定用実数値を測定する理由は、ナイキスト軌跡が複素平面上の点(−1,0)より実軸のマイナス側を通る場合は、「ナイキストの安定判別法」によれば、不安定である制御系システムと判定されるが、ナイキスト距離のみによって安定性を判定すると、このことが判定できないからである。
このように、各周波数におけるナイキスト距離と、判定用実数値とを測定することで、どのようなナイキスト軌跡を描くかが特定でき、その結果、「ナイキストの安定判別法」を用いて磁気ディスク装置の安定性を判定することができる。
図7は、図6に示したナイキスト軌跡におけるナイキスト距離の測定結果を示す図である。同図に示した例では、ナイキスト距離が閾値よりも短くなる周波数が存在しないため、同図に示したようにナイキスト距離が測定された磁気ディスク装置は安定であると判定される。
以上のように、実施例1に係る磁気ディスク装置は、ゲイン周波数特性と位相周波数特性を測定し、制御系システムの安定性を判定する手法である「ナイキストの安定判別法」を用いて磁気ディスク装置の安定性を判定するので、比較例の安定性判定方法と比較して、磁気ディスク装置の安定性を正確に判定することができる。すなわち、本来は安定しているディスク装置まで不安定であると判定してしまうことを低減することができ、その結果、磁気ディスク装置の歩留りを向上させることができる。
次に、実施例1に係る磁気ディスク装置200の要部構成について説明する。なお、磁気ディスク装置200の概略構成は、図2に示した磁気ディスク装置100の概略構成と同様である。図8は、実施例1に係る磁気ディスク装置200の要部構成を示す図である。同図に示すように、磁気ディスク11は、システム領域11aと、ユーザ領域11bとを有する。システム領域11aは、サーボ制御用データや安定性判定結果を記憶する。ユーザ領域11bは、ユーザデータを記憶する。
不揮発メモリ70は、閾値テーブル71を有する。閾値テーブル71は、安定性を有するナイキスト距離の閾値を記憶する。この閾値には、複数台の安定である磁気ディスク装置からナイキスト距離を測定し、それらの測定結果の平均値を設定してもよい。なお、閾値は、すべての周波数において同一の値としてもよいし、所定の周波数帯域毎に異なる値としてもよい。また、実施例1では、ナイキスト距離の閾値を不揮発メモリ70に記憶する例を示すが、システム領域11aに記憶してもよい。
MPU80は、サーボ制御部81と、外乱印加部82と、測定部83と、判定部84と、判定結果書込部85とを有する。なお、MPU80は、MCU(Micro Controller Unit)やCPU(Central Processing Unit)であってもよい。
サーボ制御部81は、磁気ディスク11上の所定の位置にヘッド12を位置決め制御する処理部である。具体的には、サーボ制御部81は、ヘッド12がリードしたサーボ制御用データを用いて、ヘッド12の現在位置を算出して、ヘッド12の現在位置から目標位置までの距離に基づいてVCM制御信号を生成し、生成したVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。また、サーボ制御部81は、フォロイング制御時に、ヘッド12の現在位置と目標位置との位置偏差がゼロになるようにVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。
外乱印加部82は、VCM駆動部90が出力するVCM駆動電流に、特性を測定したい周波数の正弦波等の外乱電流を印加する処理部である。測定部83は、外乱印加後VCM駆動電流と回帰VCM駆動電流とを取得して、ゲイン周波数特性と位相周波数特性とを測定し、それらの測定結果からナイキスト距離を測定する処理部である。
判定部84は、磁気ディスク装置200の安定性を判定し、安定性判定結果を判定結果書込部85へ出力する処理部である。具体的には、判定部84は、測定部83により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、閾値テーブル71に記憶されている閾値よりも常に長い場合、判定用実数値を測定する。そして、判定部84は、判定用実数値が「−1」より大きい場合に、磁気ディスク装置200は安定であると判定し、判定用実数値が「−1」以下である場合に、磁気ディスク装置200は不安定であると判定する。
一方、判定部84は、測定部83により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、閾値テーブル71に記憶されている閾値よりも短くなることがある場合に、磁気ディスク装置200は不安定であると判定する。
判定結果書込部85は、判定部84から安定性判定結果を受け付けて、ハードディスクコントローラ部40に対して、安定性判定結果をシステム領域11aにライトするように指示する処理部である。
また、VCM駆動部90は、ノッチフィルタ91と、ディジタルアナログコンバータ(以下、「DAC」という)92とを有する。ノッチフィルタ91は、サーボ制御部81から入力されるVCM制御信号の一部の周波数帯域を急激に減衰させ、DAC92へ出力する。DAC92は、ノッチフィルタ91から入力されたVCM制御信号(ディジタル信号)をVCM駆動電流(アナログ信号)に変換してVCM14へ出力する。
次に、実施例1に係る磁気ディスク装置200による安定性判定処理について説明する。図9は、実施例1に係る磁気ディスク装置200による安定性判定処理手順を示すフローチャートである。
磁気ディスク装置200は、検査工程において電源が入れられると、MPU80が不揮発メモリ70に記憶されている安定性判定プログラムを読み出して実行する。すると、同図に示すように、MPU80は、ヘッド12を磁気ディスク11上の任意のトラックでフォロイング動作をさせる(ステップS101)。
そして、外乱印加部82は、VCM駆動部90から出力されるVCM駆動電流に、特性を測定したい周波数の外乱電流を印加する(ステップS102)。その後、外乱印加後VCM駆動電流がVCM14に入力されヘッド12が位置決め制御されると、サーボ制御部81は、ヘッド12によってシステム領域11aからリードされたサーボ制御用データを受け付け、目標位置との位置偏差がゼロになるようにVCM制御信号をVCM駆動部90に入力する。そして、VCM駆動部90から回帰VCM駆動電流が出力される。
測定部83は、外乱印加後VCM駆動電流と回帰VCM駆動電流とを取得して、ゲイン周波数特性と位相周波数特性とを測定して(ステップS103)、それらの測定結果からナイキスト距離を測定する(ステップS104)。
外乱印加部82は、特性を測定したいすべての周波数の外乱電流を印加し終えるまで(ステップS105否定)、VCM駆動部90から出力されるVCM駆動電流に、特性を測定したい周波数に変更した外乱電流を印加する(ステップS102)。そして、測定部83は、ゲイン周波数特性と位相周波数特性とを測定して(ステップS103)、それらの測定結果からナイキスト距離を測定する(ステップS104)。
特性を測定したいすべての周波数の外乱電流を印加した場合(ステップS105肯定)、判定部84は、測定部83により測定された各周波数におけるナイキスト距離に基づいて磁気ディスク装置200の安定性を判定する。
具体的には、判定部84は、ナイキスト距離が閾値テーブル71に記憶されている閾値よりも常に長い場合(ステップS106否定)、判定用実数値を測定する。そして、判定部84は、判定用実数値が「−1」より大きければ(ステップS107否定)、磁気ディスク装置200は安定であると判定し、安定性判定結果を判定結果書込部85へ出力する。
かかる安定性判定結果を受け付けた判定結果書込部85は、磁気ディスク装置200が安定であることを示すデータを、ハードディスクコントローラ部40とリードチャネル部50とヘッドIC13のライトドライバとヘッド12とを介して、システム領域11aにライトする(ステップS108)。
一方、測定部83により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、閾値テーブル71に記憶されている閾値よりも短くなることがある場合(ステップS106肯定)、または、ナイキスト距離が閾値よりも常に長い場合であっても(ステップS106否定)、判定用実数値が「−1」以下である場合(ステップS107肯定)、判定部84は、磁気ディスク装置200は不安定であると判定し、安定性判定結果を判定結果書込部85へ出力する。
かかる安定性判定結果を受け付けた判定結果書込部85は、磁気ディスク装置200が不安定であることを示すデータを、ハードディスクコントローラ部40とリードチャネル部50とヘッドIC13のライトドライバとヘッド12とを介して、システム領域11aにライトする(ステップS109)。
上述してきたように、実施例1に係る磁気ディスク装置200は、磁気ディスク装置200のゲイン周波数特性と位相周波数特性を測定し、「ナイキストの安定判別法」を用いて磁気ディスク装置200の安定性を判定するように構成したので、磁気ディスク装置200の安定性を正確に判定することができる。
上記実施例1では、磁気ディスク装置200が不安定であると判定された場合、磁気ディスク装置200が不安定であることを示すデータをシステム領域11aにライトする例を示したが、実施例2では、磁気ディスク装置が不安定であると判定された場合、ノッチフィルタ91のフィルタ特性を変更し、再度安定性判定処理を行う例を示す。
図10は、実施例2に係る磁気ディスク装置300の要部構成を示す図である。なお、磁気ディスク装置300の概略構成は、図2に示した磁気ディスク装置100の概略構成と同様である。図10に示すように、不揮発メモリ70は、実施例1における不揮発メモリ70と比較して、適用フィルタテーブル72を新たに有する。
適用フィルタテーブル72は、ノッチフィルタ91に適用するフィルタ係数の候補を複数パターン記憶する。ノッチフィルタ91にどのパターンのフィルタ係数を適用するかは、システム領域11aに適用パターンデータとして記憶されている。
また、MPU80は、実施例1におけるMPU80と比較して、適応フィルタ変更部86を新たに有する。適応フィルタ変更部86は、判定部84により磁気ディスク装置200が不安定であると判定された場合に、ハードディスクコントローラ部40とリードチャネル部50とヘッドIC13とヘッド12とを介して、システム領域11aに記憶されている適用パターンデータを変更し、再度安定性判定処理を行わせる。また、適応フィルタ変更部86は、適用フィルタテーブル72に記憶されているすべてのパターンをノッチフィルタ91に適用した場合、ノッチフィルタ91にすべてのパターンを試したこと示す情報を判定結果書込部85へ出力する。
次に、実施例2に係る磁気ディスク装置300による安定性判定処理について説明する。図11は、実施例2に係る磁気ディスク装置300による安定性判定処理手順を示すフローチャートである。同図に示した処理手順は、図9に示した安定性判定処理手順におけるナイキスト距離を測定する処理までは同様の手順(ステップS201〜S205)であるため、その説明を省略する。
図11に示すように、測定部83により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、閾値テーブル71に記憶されている閾値よりも短くなることがある場合(ステップS206肯定)、または、判定用実数値が「−1」以下である場合(ステップS207肯定)、判定部84は、磁気ディスク装置300は不安定であると判定し、安定性判定結果を適応フィルタ変更部86に出力する。
かかる安定性判定結果を受け付けた適応フィルタ変更部86は、適用フィルタテーブル72に記憶されているすべてのパターンをノッチフィルタ91に適用していない場合(ステップS209否定)、システム領域11aに記憶されている適用パターンデータを変更し(ステップS210)、再度安定性判定処理を行わせる(ステップS202)。
一方、適応フィルタ変更部86は、適用フィルタテーブル72に記憶されているすべてのパターンをノッチフィルタ91に適用した場合(ステップS209肯定)、ノッチフィルタ91にすべてのパターンを試したこと示す情報を判定結果書込部85へ出力する。かかる情報を受け付けた判定結果書込部85は、磁気ディスク装置300が不安定であることを示すデータを、ハードディスクコントローラ部40とリードチャネル部50とヘッドIC13のライトドライバとヘッド12とを介して、システム領域11aにライトする(ステップS211)。
上述してきたように、実施例2に係る磁気ディスク装置300は、磁気ディスク装置300が不安定であると判定された場合に、ノッチフィルタ91のフィルタ特性を変更し、再度安定性判定処理を行うように構成したので、不安定であると判定された磁気ディスク装置300を救済することができる可能性があり、その結果、磁気ディスク装置の歩留りを向上させることができる。
上記実施例2では、磁気ディスク装置300が不安定であると判定された場合に、ノッチフィルタ91のフィルタ特性を変更する例を示したが、実施例3では、磁気ディスク装置内のMPU80の帯域を下げる例について示す。なお、ここで言う「帯域」とは、磁気ディスク装置のオープンループ周波数特性におけるゲインが「0」dBとなる周波数を示す。
図12は、実施例3に係る磁気ディスク装置400の要部構成を示す図である。なお、磁気ディスク装置400の概略構成は、図2に示した磁気ディスク装置100の概略構成と同様である。図12に示すように、MPU80は、実施例2におけるMPU80と比較して、適応フィルタ変更部86の代わりに帯域可変部87を新たに有する。
帯域可変部87は、磁気ディスク装置400のMPU80の帯域を下げ、再度安定性判定処理を行わせる処理部である。具体的には、帯域可変部87は、判定部84により磁気ディスク装置400が不安定であると判定された場合に、MPU80により実行されるフォロイング制御の一部を構成するPID(Proportional Integral Derivative)制御の各要素(比例、積分、微分)の係数(パラメータ)を下げる。PID制御の各要素の係数を下げることで、MPU80の帯域を下げることができ、磁気ディスク装置400の内部機構に共振や発振が生じないようにすることができる可能性がある。
なお、帯域可変部87は、PID制御の各要素の係数を、予め決められた範囲内で下げて再度安定性判定処理を行わせる。この予め決められた範囲内でPID制御の各要素の係数を下げ続けても磁気ディスク装置400が安定であると判定されない場合は、判定結果書込部85は、磁気ディスク装置400は不安定であると判定する。
上述してきたように、実施例3に係る磁気ディスク装置400は、磁気ディスク装置400が不安定であると判定された場合に、MPU80の帯域を下げ、再度安定性判定処理を行うように構成したので、不安定であると判定された磁気ディスク装置400を救済することができる可能性があり、その結果、磁気ディスク装置の歩留りを向上させることができる。
なお、上記実施例2および3に係る磁気ディスク装置は、出荷前の検査工程においてのみ安定性判定処理を行うだけでなく、出荷後であってもアイドル中や起動直後に、安定性判定処理を行ってもよい。これにより、出荷後のディスク装置が経年により周波数特性が変動して、共振や発振が生じるおそれがある場合でも、磁気ディスク装置の安定性を保つことができ、その結果、磁気ディスク装置の耐久年数を長くすることができる。なお、ここで言う「アイドル中」とは、磁気ディスク装置がホストコンピュータからコマンドが入力されずに、リードやライトを行わない状態を示す。
(付記1)記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を制御する制御装置であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記シーク機構を含む記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする制御装置。
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記シーク機構を含む記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする制御装置。
(付記2)前記測定部は、測定したゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合に、該ナイキスト軌跡上の点と、複素平面上における実数部の値が−1かつ虚数部の値が0の点との距離であるナイキスト距離を周波数毎に測定し、
前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記1に記載の制御装置。
前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記1に記載の制御装置。
(付記3)前記判定部は、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、周波数帯域毎に閾値を記憶する閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも常に長い場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも短くなることがある場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする付記2に記載の制御装置。
(付記4)前記判定部は、前記ナイキスト軌跡が、複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値が−1より大きい場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、該実数部の値が−1以下である場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする付記2または3に記載の制御装置。
(付記5)前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記シーク機構に入力される駆動電流の所定の周波数帯域が減衰するように、前記駆動部のフィルタ特性を変更させる適用フィルタ変更部をさらに備えることを特徴とする付記1〜4のいずれか1つに記載の制御装置。
(付記6)前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げる帯域可変部をさらに備えることを特徴とする付記1〜4のいずれか1つに記載の制御装置。
(付記7)前記適用フィルタ変更部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部のフィルタ特性を変更させることを特徴とする付記5に記載の制御装置。
(付記8)前記帯域可変部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げることを特徴とする付記6に記載の制御装置。
(付記9)記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を有する記憶装置であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、当該の記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする記憶装置。
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、当該の記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする記憶装置。
(付記10)前記測定部は、測定したゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合に、該ナイキスト軌跡上の点と、複素平面上における実数部の値が−1かつ虚数部の値が0の点との距離であるナイキスト距離を周波数毎に測定し、
前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、当該の記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記9に記載の記憶装置。
前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、当該の記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記9に記載の記憶装置。
(付記11)周波数帯域毎に閾値を記憶する閾値記憶部をさらに備え、
前記判定部は、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも常に長い場合に、当該の記憶装置は安定であると判定し、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも短くなることがある場合に、当該の記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする付記10に記載の記憶装置。
前記判定部は、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも常に長い場合に、当該の記憶装置は安定であると判定し、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも短くなることがある場合に、当該の記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする付記10に記載の記憶装置。
(付記12)前記判定部は、前記ナイキスト軌跡が、複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値が−1より大きい場合に、当該の記憶装置は安定であると判定し、該実数部の値が−1以下である場合に、当該の記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする付記10または11に記載の記憶装置。
(付記13)前記判定部により当該の記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記シーク機構に入力される駆動電流の所定の周波数帯域が減衰するように、前記駆動部のフィルタ特性を変更させる適用フィルタ変更部をさらに備えることを特徴とする付記9〜12のいずれか1つに記載の記憶装置。
(付記14)前記判定部により当該の記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部を制御する制御装置の帯域を下げる帯域可変部をさらに備えることを特徴とする付記9〜12のいずれか1つに記載の記憶装置。
(付記15)前記適用フィルタ変更部は、アイドル中に前記判定部により当該の記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部のフィルタ特性を変更させることを特徴とする付記13に記載の記憶装置。
(付記16)前記帯域可変部は、アイドル中に前記判定部により当該の記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記制御装置の帯域を下げることを特徴とする付記14に記載の記憶装置。
(付記17)記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を有する記憶装置の安定性を判定する安定性判定方法であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御ステップと、
前記サーボ制御ステップにより前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加ステップと、
前記外乱印加ステップにより外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記記憶装置の安定性を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする安定性判定方法。
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御ステップと、
前記サーボ制御ステップにより前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加ステップと、
前記外乱印加ステップにより外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記記憶装置の安定性を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする安定性判定方法。
(付記18)前記測定ステップは、測定したゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合に、該ナイキスト軌跡上の点と、複素平面上における実数部の値が−1かつ虚数部の値が0の点との距離であるナイキスト距離を周波数毎に測定し、
前記判定ステップは、前記測定ステップにより測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記17に記載の安定性判定方法。
前記判定ステップは、前記測定ステップにより測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする付記17に記載の安定性判定方法。
(付記19)前記判定ステップにより前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記シーク機構に入力される駆動電流の所定の周波数帯域が減衰するように、前記駆動部のフィルタ特性を変更させる適用フィルタ変更ステップをさらに備えることを特徴とする付記17または18に記載の安定性判定方法。
(付記20)前記判定ステップにより前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部を制御する制御装置の帯域を下げる帯域可変ステップをさらに備えることを特徴とする付記17または18に記載の安定性判定方法。
以上のように、本発明に係る制御装置、記憶装置および安定性判定方法は、記憶装置の安定性を判別する場合に有用であり、特に、記憶装置の安定性を正確に判定することが必要な場合に適している。また、記憶装置の安定性を判定した結果、不安定であると判定された磁気ディスク装置を救済することが必要な場合に適している。
1 ホストコンピュータ
11 磁気ディスク
11a システム領域
11b ユーザ領域
12 ヘッド
13 ヘッドIC
14 VCM
15 共有バス
16 SPM
17 アクチュエータアーム
18 軸
20 ホストIF制御部
30 バッファ制御部
31 バッファメモリ
40 ハードディスクコントローラ部
50 リードチャネル部
60 RAM
70 不揮発メモリ
71 閾値テーブル
72 適用フィルタテーブル
80 MPU
81 サーボ制御部
82 外乱印加部
83 測定部
84 判定部
85 判定結果書込部
86 適応フィルタ変更部
87 帯域可変部
90 VCM駆動部
91 ノッチフィルタ
92 DAC
100、200、300、400 磁気ディスク装置
11 磁気ディスク
11a システム領域
11b ユーザ領域
12 ヘッド
13 ヘッドIC
14 VCM
15 共有バス
16 SPM
17 アクチュエータアーム
18 軸
20 ホストIF制御部
30 バッファ制御部
31 バッファメモリ
40 ハードディスクコントローラ部
50 リードチャネル部
60 RAM
70 不揮発メモリ
71 閾値テーブル
72 適用フィルタテーブル
80 MPU
81 サーボ制御部
82 外乱印加部
83 測定部
84 判定部
85 判定結果書込部
86 適応フィルタ変更部
87 帯域可変部
90 VCM駆動部
91 ノッチフィルタ
92 DAC
100、200、300、400 磁気ディスク装置
Claims (10)
- 記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を制御する制御装置であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記シーク機構を含む記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする制御装置。 - 前記測定部は、測定したゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいてナイキスト軌跡を描いたとした場合に、該ナイキスト軌跡上の点と、複素平面上における実数部の値が−1かつ虚数部の値が0の点との距離であるナイキスト距離を周波数毎に測定し、
前記判定部は、前記測定部により測定されたナイキスト距離に基づいて、前記記憶装置の安定性を判定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記判定部は、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、周波数帯域毎に閾値を記憶する閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも常に長い場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、前記測定部により測定された各周波数におけるナイキスト距離が、前記閾値記憶部に記憶されている該周波数に対応する閾値よりも短くなることがある場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記判定部は、前記ナイキスト軌跡が、複素平面上において実軸を第3象限から第2象限へ超える際の実数部の値が−1より大きい場合に、前記記憶装置は安定であると判定し、該実数部の値が−1以下である場合に、前記記憶装置は不安定であると判定することを特徴とする請求項2または3に記載の制御装置。
- 前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記シーク機構に入力される駆動電流の所定の周波数帯域が減衰するように、前記駆動部のフィルタ特性を変更させる適用フィルタ変更部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の制御装置。
- 前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げる帯域可変部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の制御装置。
- 前記適用フィルタ変更部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、前記駆動部のフィルタ特性を変更させることを特徴とする請求項5に記載の制御装置。
- 前記帯域可変部は、アイドル中に前記判定部により前記記憶装置は不安定であると判定された場合に、当該の制御装置の帯域を下げることを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を有する記憶装置であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御部と、
前記サーボ制御部により前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加部と、
前記外乱印加部により外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定部と、
前記測定部により測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、当該の記憶装置の安定性を判定する判定部と
を備えたことを特徴とする記憶装置。 - 記憶媒体に対して、情報の読み書き、もしくは、そのいずれか一方を行うヘッドの前記記憶媒体に対する相対位置を変化させるシーク機構を駆動する駆動部を有する記憶装置の安定性を判定する安定性判定方法であって、
前記ヘッドを記憶媒体上の目標位置に追従させるフォロイング制御を行うサーボ制御ステップと、
前記サーボ制御ステップにより前記ヘッドがフォロイング制御されている場合に、前記駆動部から出力される駆動電流に外乱電流を印加する外乱印加ステップと、
前記外乱印加ステップにより外乱電流が印加された外乱印加後駆動電流と、該外乱印加後駆動電流により前記ヘッドが位置決め制御された後にフォロイング制御を行うために前記駆動部から出力された駆動電流とに基づいて、ゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とを測定する測定ステップと、
前記測定ステップにより測定されたゲインのオープンループ周波数特性と位相のオープンループ周波数特性とに基づいて、前記記憶装置の安定性を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする安定性判定方法。
Priority Applications (2)
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JP2007245941A JP2009076159A (ja) | 2007-09-21 | 2007-09-21 | 制御装置、記憶装置および安定性判定方法 |
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