JP2023106969A - 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法 - Google Patents

磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023106969A
JP2023106969A JP2022008025A JP2022008025A JP2023106969A JP 2023106969 A JP2023106969 A JP 2023106969A JP 2022008025 A JP2022008025 A JP 2022008025A JP 2022008025 A JP2022008025 A JP 2022008025A JP 2023106969 A JP2023106969 A JP 2023106969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic disk
controlled object
controller
jω0t
disk device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022008025A
Other languages
English (en)
Inventor
卓治 松澤
Takuji Matsuzawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Devices and Storage Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Devices and Storage Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2022008025A priority Critical patent/JP2023106969A/ja
Priority to CN202210670196.XA priority patent/CN116524964A/zh
Priority to US17/893,764 priority patent/US11862193B2/en
Publication of JP2023106969A publication Critical patent/JP2023106969A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/10009—Improvement or modification of read or write signals
    • G11B20/10046—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter
    • G11B20/10194—Improvement or modification of read or write signals filtering or equalising, e.g. setting the tap weights of an FIR filter using predistortion during writing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5582—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks system adaptation for working during or after external perturbation, e.g. in the presence of a mechanical oscillation caused by a shock
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5569—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks details of specially adapted mobile parts, e.g. electromechanical control devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59605—Circuits
    • G11B5/59622—Gain control; Filters
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59627—Aligning for runout, eccentricity or offset compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Moving Of The Head To Find And Align With The Track (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

【課題】磁気ヘッドの位置決め精度を向上させること。【解決手段】磁気ディスク装置は、制御対象と、制御対象の動作を制御する制御器と、制御器と並列に接続され、その出力から制御対象に作用する回転非同期外乱の入力手前までの伝達関数を用いて回転非同期外乱を抑圧するパラメータが決定されるループ整形フィルタと、磁気ヘッドの教師を抑制するノッチフィルタとを備える。製造ばらつき等の影響を受け制御対象に変化を生じた場合に、その変化に合わせてノッチフィルタのパラメータを変更すると同時に、前記伝達関数の変化を反映してループ整形フィルタを再設計する。【選択図】図２

Description

実施形態は、磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法に関する。
サーバ等に搭載される磁気ディスク装置にあっては、サーバラックのファンによる振動等の回転非同期（ＮＲＲＯ： nonrepeatable runout）外乱を受けて、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの位置決め精度が低下する。この位置決め精度を向上させるために、従来では、ＮＲＲＯ外乱を抑圧する技術の一つとして、通常のフィードバック系にＮＲＲＯ外乱（回転非同期外乱）フィルタ（ループ整形フィルタ）を付加する方式が知られている。このフィルタは、位置誤差信号から推定した外乱の推定値が外乱を打ち消すように、フィルタ出力に入れた信号が外乱の入っている場所に到達するまでのゲインと位相の変化を考慮して設計されている。また、磁気ヘッドは、当該磁気ヘッドを磁気ディスク上の所定位置に移動させるアクチュエータを備え、アクチュエータの共振（メカニカル特性）を抑制するノッチフィルタを採用している。
米国特許第７８６４４８４号明細書 米国特許第９６７８１０３号明細書 米国特許第６５８０５７９号明細書 米国特許第６６３６３７６号明細書
ところで、磁気ディスク装置において、制御対象であるアクチュエータの特性は、部品の製造ばらつきの影響などを受け事前の設計時とは特性が異なるため、アクチュエータの振動を抑制するノッチフィルタのパラメータも設計時のものから変更する必要が生じる。ただし、ノッチフィルタのパラメータの変更は、回転非同期外乱（ＮＲＲＯ外乱）を抑圧するループ整形フィルタの外乱抑圧性能に影響を与えてしまう。
実施形態は、制御対象であるアクチュエータの特性が設計時と異なる場合でも、ＮＲＲＯ外乱を意図通りに抑圧して、磁気ヘッドの位置決め精度を向上させることができる磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法を提供することを目的とする。
一実施形態に係る、磁気ディスク装置は、制御対象と、前記制御対象の動作を制御する制御器と、前記制御器と並列に接続され、その出力から前記制御対象の位置に作用する回転非同期外乱の入力手前までの伝達関数を用いて前記回転非同期外乱を抑圧するフィルタ係数が決定されるループ整形フィルタと、前記制御対象の共振を抑制するノッチフィルタとを備え、製造ばらつき等の影響を受けて変化する前記制御対象の特性に合わせて前記ノッチフィルタのパラメータを変更すると同時に、前記伝達関数の変化を反映してループ整形フィルタを再設計する。
実施形態に係る磁気ディスク装置の構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る外乱を抑圧する制御系の構成を従来と比較して示すブロック線図である。 同実施形態に係るパラメータを設定する処理の主要な流れの一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る実施例２において、ノッチフィルタのみ変更したときのループ整形有り／なしの感度関数差分を比較した結果を示す図である。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。
図１は、磁気ディスク装置１の構成の一例を示すブロック図である。
磁気ディスク装置１は、ヘッド・ディスクアセンブリ（headdisk assembly：ＨＤＡ）１０、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣ）１７と、システム・オン・チップ（ＳＯＣ）２０とから構成されている。
ＨＤＡ１０は、磁気ディスク１１と、スピンドルモータ（ＳＰＭ）１２と、アーム１３と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１６とを有する。磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１２により回転する。アーム１３の先端にロードビーム１４が取り付けられ、ロードビーム１４の先端に磁気ヘッド１５が取り付けられる。アーム１３はＶＣＭ１６の駆動により磁気ヘッド１５を磁気ディスク１１上の指定の位置まで移動制御する。
磁気ヘッド１５は、リードヘッド素子とライトヘッド素子とが、１つのスライダ上に分離して実装されている構造である。リードヘッド素子は、磁気ディスク１１に記録されているデータを読出す。ライトヘッド素子は、磁気ディスク１１にデータを書き込む。
ヘッドアンプＩＣ１７は、リードアンプ及びライトドライバを有する。リードアンプは、リードヘッド素子により読み出されたリード信号を増幅して、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）チャネル２２に伝送する。一方、ライトドライバは、Ｒ／Ｗチャネル２２から出力されるライトデータに応じたライト電流をライトヘッド素子に伝送する。
ＳＯＣ２０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）２１と、Ｒ／Ｗチャネル２２と、ディスクコントローラ２３と、位置決めコントローラ２４とを含む。ＣＰＵ２１は、ドライブのメインコントローラであり、位置決めコントローラ２４を介して磁気ヘッド１５の位置決めを行なうサーボ制御及びヘッドアンプＩＣ１７を介してデータのリード／ライト制御を実行する。Ｒ／Ｗチャネル２２は、リードデータの信号処理を実行するリードチャネルと、ライトデータの信号処理を実行するライトチャネルとを含む。ディスクコントローラ２３は、ホストシステム（図示せず）とＲ／Ｗチャネル２２との間のデータ転送を制御するインタフェース制御を実行する。なお、位置決めコントローラ２４はハードウェアとして実現してもよいし、ソフトウェア（ファームウェア）として実現してもよい。
メモリ２５は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む。例えば、メモリ２５は、ＤＲＡＭからなるバッファメモリ、及びフラッシュメモリを含む。メモリ２５の不揮発性メモリには、ＣＰＵ２１の処理に必要なプログラム等を記憶すると記憶部（図示省略）と共に、後述するパラメータ設定処理が行われた場合にパラメータを記憶する係数記憶部２６を有する。係数記憶部２６に記憶されるパラメータについては、後述する。なお、当該係数記憶部２６はメモリ２５に記憶されていなくても磁気ディスク装置１内のいずれかの記憶領域に記憶されていればよい。
ここで、ＮＲＲＯ外乱を抑圧するループ整形フィルタに関する技術について、図２を参照して説明する。
図２は、外乱を抑圧する制御系の構成を比較して示すブロック線図で、（ａ）は従来構成、（ｂ）は実施形態の構成である。図２（ａ）、（ｂ）において、３０は制御器（Ｃ[z]）、４０はループ整形フィルタ（Ａ[z]，Ａ[z]）、５０は制御対象（Ｐ[z]，Ｐ[z]）、６０はノッチフィルタ（Ｎ[z]，Ｎ[z]）を示している。このときの目標信号をｒ[k]、位置信号をｙ[k]、ループ整形フィルタ４０の出力をｕｄ[k]、外乱をｄ[k]で表す。
上記ループ整形フィルタ４０は、制御器３０と並列に配置され、その合成された出力がノッチフィルタ６０を介して制御対象５０に入力されて、制御対象５０が動作するようになっている。このように、ループ整形フィルタ４０の出力を反映させ、ノッチフィルタ６０のフィルタリングを加えて制御対象５０を動作させることにより、外乱の影響を打ち消すように制御する。
具体的に、本実施形態の磁気ディスク装置１において、制御器３０、ループ整形フィルタ４０及びノッチフィルタ６０は、位置決めコントローラ２４に含まれ、制御対象５０は、ＶＣＭ１６に相当する。なお、ライト素子、リード素子を微小に動作させるマイクロアクチュエータを磁気ヘッドに搭載するタイプの磁気ディスク装置であれば、ＶＣＭ１６と共にマイクロアクチュエータも制御対象に含めてもよい。
上記構成において、制御器（Ｃ[z]）３０と並列に入れるループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０は、以下の(１)式が用いられる。
Figure 2023106969000002
ここで、Ｔはサンプリング周期、η、μ、ω0は設計パラメータである。
また、ループ整形フィルタＡ[z]４０の係数中にあるパラメータαとパラメータφとについては、それぞれ、以下の(２)式で表される。
Figure 2023106969000003
ここで、パラメータα、及びパラメータφは、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０の出力ｕｄ[k]から外乱ｄ[k]の入力手前までの伝達関数Ｍｕｄｄ[z]の抑圧対象角周波数ω０でのゲイン（α）と位相（φ）とでマッチングを取るためのパラメータである。すなわち、パラメータα、及びパラメータφの設計は、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０で位置誤差信号から推定した外乱ｄ[k]を抑制する推定値が外乱ｄ[z]を打ち消すように、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０から出力される信号ｕｄ[k]が外乱ｄ[k]が入力されている位置に到達するまでのゲイン（α）と位相（φ）の変化を考慮してループ整形フィルタを設計していることを意味する。
例えば、ノミナル制御対象（Ｐ[z]）５０に対してノッチフィルタ（Ｎ[z]）６０や制御器（Ｃ[z]）３０等の制御系を設計した場合において、後からそれぞれ実際のヘッドの制御対象（Ｐ[z]）５０のパラメータの変更に合わせて一部のノッチフィルタ６０のパラメータをＮ[z]からＮ[z]へ変更すると、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０の出力ｕｄ[k]から外乱ｄ[k]の入力手前までの伝達関数Ｍｕｄｄ[z]が変わってしまうため、所望の特性が得られない。
そこで、実施形態では、図２（ｂ）に示すように、制御対象５０のパラメータが設計時のＰ[z]からＰ[z]に変更した場合に、その変更に合わせてノッチフィルタ６０のパラメータをＮ[z]からＮ[z]に変更すると同時に、ループ整形フィルタ４０のパラメータをＡ[z]からＡ[z]に変更を加える。
図３は、同実施形態に係るフィルタ係数（パラメータ）を設定する処理の主要な流れの一例を示すフローチャートである。
まず、製作当初の設計時において、制御器３０、制御対象５０、ノッチフィルタ６０のパラメータ設計値Ｐ[z]、Ｎ[z]、Ｃ[z]に対してループ整形フィルタ４０のパラメータＡ[z]を設計し（ステップＳ１）、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０による伝達関数Ｍｕｄｄ[z]の抑圧対象周波数ω０での数式２で表されるゲインαと位相φを保存する（ステップＳ２）。
続いて、制御対象５０の抑圧対象角周波数ω０での伝達関数Ｐ[ｅｊω０Ｔ]とＰ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]／(１＋Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ])を保存し（ステップＳ３）、Ｐ[z]を測定してＰ[ｅｊω０Ｔ]を保存し（ステップＳ４）、Ｐ[z]に対応するＮ[z]を設計する（ステップＳ５）。ここで、ノッチフィルタ６０のパラメータ変更前後の比率Ｍ－ｕｄｄ[z]／Ｍｕｄｄ[z]を近似計算し、α，φ，Ａ[z]を更新して（ステップＳ６）、一連の処理を終了する。
以上のように、本実施形態は、個別のメカニカル特性に合わせて行うノッチフィルタ６０のＮ[z]からＮ[z]への変更により伝達関数Ｍｕｄｄ[z]が変わったときに、元々のパラメータα，φにノッチフィルタ６０等の変更分を反映させることで、所望の特性を得るものである。
具体的には、ノッチフィルタ６０のパラメータ変更後のＭｕｄｄ[z]，α，φをそれぞれＭｕｄｄ[z]，α，φとすると、これらは以下の(３)式で表される。
Figure 2023106969000004
ノッチフィルタ６０の設計時のパラメータＮ[z]は以下の(４)式で表される。
Figure 2023106969000005
ここで、ｄｐｉ,ζｉ，ωｎｐｉはそれぞれノッチフィルタ６０の設計時のパラメータＮ[z]の深さ、減衰、抑圧対象角周波数である。上式から、伝達関数の変更前後の比率Ｍｕｄｄ[z]／Ｍｕｄｄ[z]は以下の(５)式のようになる。
Figure 2023106969000006
ここで、Ｐ[ｅｊω０Ｔ]／Ｐ[ｅｊω０Ｔ]はノッチフィルタ６０のパラメータ変更時に実測することで取得することができる。また、Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]／(１＋Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]) は設計時に得られる。そこで、それぞれＱ，Ｒとおくと、Ｍｕｄｄ[ｅｊω０Ｔ]／Ｍｕｄｄ[ｅｊω０Ｔ]は以下の(６)式のようにＮ[ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]の関数になる。
Figure 2023106969000007
以上のように、本実施形態によれば、制御対象に合わせてノッチフィルタのパラメータを変更したときに、伝達関数の変化を反映してループ整形フィルタを再設計（調整）するようにしているので、制御対象５０が設計時と異なる場合でも、回転非同期外乱を抑圧しつつ、磁気ヘッドの位置決め精度を向上させることができる。
以下、上記構成におけるパラメータ設定（変更）の計算手法の実施例を説明する。
（実施例１）
（６）式において、Ｎ[ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]は、事前に求めておいたＮ[ｅｊω０Ｔ]とパラメータ変更後に求めたＮ[ｅｊω０Ｔ]から計算してもよい。
（実施例２）
Ｎ[ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]は以下の(７)式のような近似式を用いてもよい。
Figure 2023106969000008
（７）式中、ｆ１(ｄｐｉ，ζｉ，Ωｉ),ｇ１(ｄｐｉ，ζｉ，Ωｉ),ｈ１(ｄｐｉ，ζｉ，Ωｉ) は、それぞれ設計時にテイラー展開などを用いて事前に計算可能であるので、パラメータ差分との積和で簡単に求めることが可能である。
ここで、Ωｉ＝ωｎｉ／ω０、ｎはノッチフィルタの段数である。
図４は、本実施例を用いてノッチフィルタ６０のみ変更したときのループ整形有り／なしの感度関数差分を比較した結果を示す。図４中、「初期差分」はノッチフィルタ変更前、「Ｎｏｔｃｈ（ノッチ）変更理想」はノッチフィルタ変更後にループ整形フィルタを通常手法で再計算したとき（ノッチフィルタ変更後の理想）、「Ｎｏｔｃｈ（ノッチ）変更後」はノッチフィルタ変更後にループ整形フィルタを更新しないとき、「提案手法」は、ノッチフィルタ変更後に実施例２の提案手法を用いてループ整形フィルタを更新したときを示している。図４より、提案手法による近似でも、ノッチ変更後の理想に近いループ整形を得られていることがわかる。
（実施例３）
角周波数ω０が低い領域については、
Figure 2023106969000009
が成り立つので、
Figure 2023106969000010
となる。このとき、
Figure 2023106969000011
を以下の(８)式で近似でき、
Figure 2023106969000012
を以下の(９)式で近似できる。
Figure 2023106969000013
Figure 2023106969000014
(８)式、(９)式中、
Figure 2023106969000015
は設計時にテイラー展開などを用いて事前に計算可能であるので、パラメータ差分との積和で簡単に求めることが可能である。
（実施例４）
制御対象５０、ノッチフィルタ６０それぞれの設定値と再設定値の関係は、
Figure 2023106969000016
としてもよい。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…磁気ディスク装置、１５…磁気ヘッド、１６…ボイスコイルモータ、１７…ヘッドアンプＩＣ、２４位置決めコントローラ、２５…メモリ、２６…係数記憶部、３０…制御器、４０…ループ整形フィルタ、５０…制御対象、６０…ノッチフィルタ。
図２は、外乱を抑圧する制御系の構成を比較して示すブロック線図で、（ａ）は従来構成、（ｂ）は実施形態の構成である。図２（ａ）、（ｂ）において、３０は制御器（Ｃ[z]）、４０はループ整形フィルタ（Ａ[z]，Ａ － [z]）、５０は制御対象（Ｐ[z]，Ｐ － [z]）、６０はノッチフィルタ（Ｎ[z]，Ｎ － [z]）を示している。このときの目標信号をｒ[k]、位置信号をｙ[k]、ループ整形フィルタ４０の出力をｕｄ[k]、外乱をｄ[k]で表す。
例えば、ノミナル制御対象（Ｐ[z]）５０に対してノッチフィルタ（Ｎ[z]）６０や制御器（Ｃ[z]）３０等の制御系を設計した場合において、後からそれぞれ実際のヘッドの制御対象（Ｐ － [z]）５０のパラメータの変更に合わせて一部のノッチフィルタ６０のパラメータをＮ[z]からＮ － [z]へ変更すると、ループ整形フィルタ（Ａ[z]）４０の出力ｕｄ[k]から外乱ｄ[k]の入力手前までの伝達関数Ｍｕｄｄ[z]が変わってしまうため、所望の特性が得られない。
そこで、実施形態では、図２（ｂ）に示すように、制御対象５０のパラメータが設計時のＰ[z]からＰ － [z]に変更した場合に、その変更に合わせてノッチフィルタ６０のパラメータをＮ[z]からＮ － [z]に変更すると同時に、ループ整形フィルタ４０のパラメータをＡ[z]からＡ － [z]に変更を加える。
続いて、制御対象５０の抑圧対象角周波数ω０での伝達関数Ｐ[ｅｊω０Ｔ]とＰ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]／(１＋Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ])を保存し（ステップＳ３）、Ｐ － [z]を測定してＰ － [ｅｊω０Ｔ]を保存し（ステップＳ４）、Ｐ[z]に対応するＮ[z]を設計する（ステップＳ５）。ここで、ノッチフィルタ６０のパラメータ変更前後の比率Ｍ － ｕｄｄ[z]／Ｍｕｄｄ[z]を近似計算し、α，φ，Ａ[z]を更新して（ステップＳ６）、一連の処理を終了する。
以上のように、本実施形態は、個別のメカニカル特性に合わせて行うノッチフィルタ６０のＮ[z]からＮ － [z]への変更により伝達関数Ｍｕｄｄ[z]が変わったときに、元々のパラメータα，φにノッチフィルタ６０等の変更分を反映させることで、所望の特性を得るものである。
具体的には、ノッチフィルタ６０のパラメータ変更後のＭｕｄｄ[z]，α，φをそれぞれＭ － ｕｄｄ[z]，α － ，φ － とすると、これらは以下の(３)式で表される。
Figure 2023106969000021
 ここで、ｄｐｉ,ζｉ，ωｎｐｉはそれぞれノッチフィルタ６０の設計時のパラメータＮ[z]の深さ、減衰、抑圧対象角周波数である。上式から、伝達関数の変更前後の比率Ｍ － ｕｄｄ[z]／Ｍｕｄｄ[z]は以下の(５)式のようになる。
Figure 2023106969000022
 ここで、Ｐ － [ｅｊω０Ｔ]／Ｐ[ｅｊω０Ｔ]はノッチフィルタ６０のパラメータ変更時に実測することで取得することができる。また、Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]／(１＋Ｐ[ｅｊω０Ｔ]Ｎ[ｅｊω０Ｔ]Ｃ[ｅｊω０Ｔ]) は設計時に得られる。そこで、それぞれＱ，Ｒとおくと、Ｍ － ｕｄｄ[ｅｊω０Ｔ]／Ｍｕｄｄ[ｅｊω０Ｔ]は以下の(６)式のようにＮ － [ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]の関数になる。
（実施例１）
（６）式において、Ｎ － [ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]は、事前に求めておいたＮ[ｅｊω０Ｔ]とパラメータ変更後に求めたＮ － [ｅｊω０Ｔ]から計算してもよい。
（実施例２）
Ｎ － [ｅｊω０Ｔ]／Ｎ[ｅｊω０Ｔ]は以下の(７)式のような近似式を用いてもよい。

Claims (4)

  1. 制御対象と、
    前記制御対象の動作を制御する制御器と、
    前記制御器と並列に接続され、その出力から前記制御対象に作用する回転非同期外乱の入力手前までの伝達関数を用いて前記回転非同期外乱を抑圧するパラメータが決定されるループ整形フィルタと、
    磁気ヘッドの共振を抑制するノッチフィルタと
    を備え、
    前記制御対象の変化に合わせて前記ノッチフィルタのパラメータを変更すると同時に、前記伝達関数の変化を反映してループ整形フィルタを再設計する、
    磁気ディスク装置。
  2. 前記伝達関数の変化を近似式で置き換える請求項１記載の磁気ディスク装置。
  3. 前記制御対象、前記ノッチフィルタ、前記制御器それぞれの初期の設計時の情報を保持しておき、前記伝達関数の変化を求める際に比較対象とする請求項１記載の磁気ディスク装置。
  4. 制御対象と、
    前記制御対象の動作を制御する制御器と、
    前記制御器と並列に接続され、その出力から前記制御対象に作用する回転非同期外乱の入力手前までの伝達関数を用いて前記回転非同期外乱を抑圧するパラメータが決定されるループ整形フィルタと、
    磁気ヘッドの共振を抑制するノッチフィルタと
    を備える磁気ディスク装置に用いられ、
    前記制御対象の変化に合わせて前記ノッチフィルタのパラメータを変更すると同時に、前記伝達関数の変化を反映してループ整形フィルタのパラメータを再設計する、
    磁気ディスク装置のパラメータ設定方法。
JP2022008025A 2022-01-21 2022-01-21 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法 Pending JP2023106969A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022008025A JP2023106969A (ja) 2022-01-21 2022-01-21 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法
CN202210670196.XA CN116524964A (zh) 2022-01-21 2022-06-14 磁盘装置以及磁盘装置的参数设定方法
US17/893,764 US11862193B2 (en) 2022-01-21 2022-08-23 Magnetic disk device and parameter setting method of magnetic disk device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022008025A JP2023106969A (ja) 2022-01-21 2022-01-21 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023106969A true JP2023106969A (ja) 2023-08-02

Family

ID=87314540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022008025A Pending JP2023106969A (ja) 2022-01-21 2022-01-21 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11862193B2 (ja)
JP (1) JP2023106969A (ja)
CN (1) CN116524964A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023106969A (ja) * 2022-01-21 2023-08-02 株式会社東芝 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580579B1 (en) 1999-07-23 2003-06-17 Seagate Technology Llc Disturbance rejection for disc drives using adaptive accelerometer feedforward servo
US6636376B1 (en) 1999-10-12 2003-10-21 Seagate Technology Llc Disc drive resonance disturbance cancellation filter
US7054094B2 (en) * 2000-12-12 2006-05-30 Seagate Technology Llc Real-time automatic loop-shaping for a disc drive servo control system
JP4802060B2 (ja) * 2006-07-28 2011-10-26 東芝ストレージデバイス株式会社 ヘッド位置決め制御方法、ヘッド位置決め制御装置およびディスク装置
JP4987843B2 (ja) * 2007-12-28 2012-07-25 パナソニック株式会社 位相誤差検出装置、波形整形装置及び光ディスク装置
JP2009289373A (ja) 2008-05-30 2009-12-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv ディスク装置
US8773800B2 (en) * 2010-10-08 2014-07-08 Quantum Corporation Adaptive disturbance compensation with multi-rate synchronized sampling
US9678103B2 (en) 2011-10-28 2017-06-13 Keysight Technologies, Inc. Automatic tuning of atomic force microscope
US9053726B1 (en) * 2014-01-29 2015-06-09 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device on-line adapting disturbance observer filter
US9536553B1 (en) * 2016-02-09 2017-01-03 Seagate Technology Llc Decoupled disturbance estimator in dual-stage servo controller with loop-shaping filter
US9928862B1 (en) * 2016-09-29 2018-03-27 Segate Technology Llc Loop shaping methods and devices for disturbance observer in servo control systems
US11205450B2 (en) * 2020-05-20 2021-12-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Split-actuator disk drive that uses microactuator feedforward to reduce effects of cross-actuator coupling
CN114067847B (zh) * 2020-08-07 2023-08-11 株式会社东芝 磁盘装置以及磁盘装置的滤波器系数设定方法
JP2023106969A (ja) * 2022-01-21 2023-08-02 株式会社東芝 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116524964A (zh) 2023-08-01
US11862193B2 (en) 2024-01-02
US20230238031A1 (en) 2023-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8542455B2 (en) Disk drive upsampling servo control signal
US9111575B1 (en) Data storage device employing adaptive feed-forward control in timing loop to compensate for vibration
US7869157B2 (en) Magnetic disk drive having dual actuator
US6831809B2 (en) Rotary recording apparatus and method of controlling the apparatus
CN108806727B (zh) 减弱多致动器耦合干扰的数据存储装置
US11688423B2 (en) Split-actuator disk drive that uses microactuator feedforward to reduce effects of cross-actuator coupling
US9053724B1 (en) Disk drive actuating first head microactuator while sensing signal from second head microactuator
JP2023106969A (ja) 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置のパラメータ設定方法
US11514939B2 (en) Split-actuator drive that coordinates timing of aggressor and victim for effective victim disturbance-feedforward
JP2013152769A (ja) 圧電素子駆動方法、圧電素子駆動装置及び磁気ディスク装置
CN114067847B (zh) 磁盘装置以及磁盘装置的滤波器系数设定方法
JP4908378B2 (ja) 磁気ディスク装置及び磁気ヘッドの制御方法
CN112086110B (zh) 磁盘装置
US8941939B1 (en) Disk drive using VCM BEMF feed-forward compensation to write servo data to a disk
JP2024046962A (ja) 磁気ディスク装置及びそのノッチフィルタ設定方法
US9142234B1 (en) Disk drive employing model-based feed-forward compensation during seek settling
US11508404B1 (en) Magnetic disk device and method of compensating for harmonic corresponding to harmonic disturbance
US20240257832A1 (en) Magnetic disk device, control method, and computer program product
US11862196B1 (en) Split-actuator drive that coordinates fractional-wedge timing of aggressor and victim for effective victim feedforward
US9099133B1 (en) Disk drive servo control using hybrid upsample filter
JP2019040657A (ja) 磁気ディスク装置、及び位置制御方法
CN118412011A (zh) 磁盘装置、控制方法以及存储介质
JP2023142313A (ja) ディスク装置
CN117746916A (zh) 磁盘装置以及头控制方法
CN116798458A (zh) 磁盘装置的rw参数调整方法以及调整装置和磁盘装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220727