專利名稱：盤裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及盤裝置，尤其涉及磁盤裝置、光盤裝置等能夠高速地進行讀寫頭的定 位的盤裝置。
背景技術(shù)：
作為計算機的外部存儲裝置，作為代表性的盤裝置的硬盤驅(qū)動器的磁頭跟蹤旋轉(zhuǎn) 的磁盤表面上的成為目標的軌道，在該軌道上進行數(shù)據(jù)的記錄再生。因此，硬盤驅(qū)動器需要 具備用于將磁頭向成為目標的軌道正確地進行定位的控制機構(gòu)。此外，最近，硬盤驅(qū)動器為 了增加其存儲容量，具有磁盤上的軌道寬度減小的傾向，對于讀寫頭需要進一步提高定位 精度以及高速化。在作為本發(fā)明對象的一例的磁盤驅(qū)動器的磁頭的定位控制系統(tǒng)中，具有使磁頭移 動到目標軌道的尋道控制和使磁頭在同一軌道上精度良好地進行跟蹤的跟蹤控制這兩種 控制。作為使讀寫頭的定位精度惡化的主要原因，可以舉出稱為盤顫動的由流體激振力 引起的盤振動、與盤的轉(zhuǎn)動同步的位置信號的振動、機構(gòu)系統(tǒng)的振動(旋轉(zhuǎn)同步振動)。這 些振動表現(xiàn)為盤的旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍的頻率、或機構(gòu)系統(tǒng)的固有振動頻率等特定頻率。并 且，在具有這樣的振動時，為了提高讀寫頭的定位精度，使用在該頻率中具有共振點的數(shù)字 濾波器(共振濾波器)，來設計讀寫頭的定位控制系統(tǒng)，這是有效的措施。這樣的共振濾波 器為了防止產(chǎn)生過渡響應，在讀寫頭的尋軌動作中停止計算，在讀寫頭到達目標軌道附近 后開始計算動作。因此，所述技術(shù)從讀寫頭達到目標附近后直到抑制干擾，需要花費較多的 時間。作為解決這樣的課題的現(xiàn)有技術(shù)，例如已知在美國專利第5608586號公報(專利 文獻1)等中記載的現(xiàn)有技術(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)，是關于對于在特定頻率下的振動，使共振濾波 器無過渡響應地高速地進行跟蹤的方法，在讀寫頭的尋軌動作中，使向共振濾波器的輸入 成為0來繼續(xù)進行共振濾波器的計算，按照由共振濾波器實現(xiàn)的共振特性使其進行自由振 動。

發(fā)明內(nèi)容
像在專利文獻1中記載的現(xiàn)有技術(shù)那樣的、在尋軌動作中使向共振濾波器的輸入 成為0的方法中，共振濾波器的內(nèi)部變量對于尋軌前的振動特性成為進行跟蹤的條件。因 此，該現(xiàn)有技術(shù)，當在成為對象的頻率下的振動特性在尋軌前后具有振動振幅差時，產(chǎn)生定 位精度惡化的問題。特別是，盤顫動或一部分的旋轉(zhuǎn)同步振動對應距盤中心的距離，其振動振幅變化，難以將專利文獻1記載的現(xiàn)有技術(shù)的方法應用于讀寫頭的定位控制系統(tǒng)中。本發(fā)明鑒于以上的問題，其目的在于提供一種盤裝置，即使在讀寫頭的尋軌前和 尋軌后的特定頻率成分的振動振幅對應距盤中心的距離發(fā)生變化的情況下，對于該頻率下 的振動，可以使讀寫頭位置高速地進行跟蹤。 根據(jù)本發(fā)明，通過以下的技術(shù)來達成上述目的，具備控制對象和控制部，控制對象 由致動器、由該致動器驅(qū)動進行尋軌動作的讀寫頭、以及根據(jù)該讀寫頭從信息記錄介質(zhì)讀 出的信息取得讀寫頭位置信號的電路構(gòu)成，控制部為了使讀寫頭的目標位置與來自所述電 路的讀寫頭位置信號表示的讀寫頭位置的差分、即誤差信號成為0，生成向所述致動器的操 作信號，所述控制部通過具有以下各部而構(gòu)成將所述誤差信號作為輸入使所述控制對象 的傳遞特性穩(wěn)定的伺服補償器；對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器A ；以該可變增益 器A的輸出作為輸入的共振濾波器；以及以該共振濾波器的輸出作為輸入的可變增益器B， 所述可變增益器A的增益具有成為所述可變增益器B的增益的倒數(shù)的特性，使向所述可變 增益器A的輸入信號在所述讀寫頭的尋軌動作中成為0，在尋軌動作結(jié)束時附近使其成為 所述誤差信號，將所述共振濾波器的輸出信號作為輸入信號的所述可變增益器B的輸出信 號與所述伺服補償器的輸出信號相加后的信號作為賦予所述致動器的輸入信號。在上述中，可以使對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器A的增益，對應尋軌動 作時的目標讀寫頭位置進行變化，此外，還可以對伺服補償器串聯(lián)地耦合串聯(lián)連接了可變 增益器A、共振濾波器30、可變增益器B的帶有可變增益的共振濾波器。根據(jù)本發(fā)明，即使在出現(xiàn)干擾振動的情況下，也可以使讀寫頭在記錄軌道上正確 地進行跟蹤。根據(jù)與附圖有關的以下本發(fā)明實施例的記載，本發(fā)明的其他目的、特征以及優(yōu)點 將會變得明確。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的硬盤驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示由MPU實現(xiàn)的跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖3表示由MPU實現(xiàn)的尋軌控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4A表示本發(fā)明第一實施方式中的控制對象P(Z)的增益的頻率特性。圖4B表示本發(fā)明的第一實施方式的控制對象P(Z)的相位的頻率特性。圖5A表示本發(fā)明第一實施方式的伺服補償器Cf(Z)的增益的頻率特性。圖5B表示本發(fā)明第一實施方式的伺服補償器Cf(Z)的相位的頻率特性。圖6A表示本發(fā)明第一實施方式的共振濾波器Cr(Z)的增益的頻率特性。圖6B表示本發(fā)明第一實施方式的共振濾波器Cr(Z)的相位的頻率特性。圖7A表示本發(fā)明第一實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的增益的頻率特 性。圖7B表示本發(fā)明第一實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的相位的頻率特 性。圖8表示本發(fā)明第一實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的矢量軌跡(奈奎 斯特圖)。
圖9表示本發(fā)明第一實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)的增益特性。圖10作為用于說明本發(fā)明第一實施方式的效果的例子，表示了與硬盤驅(qū)動器的 讀寫頭位置相對應的盤顫動的振幅的變化的例子。圖11表示在本發(fā)明的第一實施方式的硬盤驅(qū)動器中，作為進行仿真的結(jié)果的讀 寫頭的移動特性，該仿真是在進行從最外周的軌道向最內(nèi)周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制 時進行的仿真。圖12表示本發(fā)明第一實施方式的在讀寫頭位置的盤顫動振動的仿真結(jié)果。圖13A表示本發(fā)明第一實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié)果。圖13B表示不使用本發(fā)明的第一實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的來 自可變增益器B的輸出的結(jié)果。圖14A表示本發(fā)明第一實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié)果。圖14B表示不使用本發(fā)明的第一實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的誤 差信號PES的結(jié)果。圖15表示在本發(fā)明的第二實施方式的硬盤驅(qū)動器中，作為進行仿真的結(jié)果的讀 寫頭的移動特性，該仿真是在進行從最內(nèi)周的軌道向最外周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制 時進行的仿真。圖16表示本發(fā)明第二實施方式的在讀寫頭位置的盤顫動振動的仿真結(jié)果。圖17A表示本發(fā)明第二實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié)果。圖17B表示不使用本發(fā)明的第二實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的來 自可變增益器B的輸出的結(jié)果。圖18A表示本發(fā)明第二實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié)果。圖18B表示不使用本發(fā)明的第二實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的誤 差信號PES的結(jié)果。圖19A表示在本發(fā)明第三實施方式中的共振濾波器Cr(Z)的增益的頻率特性。圖19B表示本發(fā)明第三實施方式的共振濾波器Cr(Z)的相位的頻率特性。圖20A表示本發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的增益的頻率 特性。圖20B表示本發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的相位的頻率 特性。圖21表示本發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的矢量軌跡(奈 奎斯特圖)。圖22表示本發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)的增益特性。圖23表示本發(fā)明第三實施方式的硬盤驅(qū)動器的讀寫頭位置對應的設為對象的旋 轉(zhuǎn)同步振動的振幅的變化的例子。圖24表示本發(fā)明第三實施方式的在讀寫頭位置的旋轉(zhuǎn)同步振動的仿真結(jié)果。圖25A表示本發(fā)明第三實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié)果。圖25B表示不使用本發(fā)明的第三實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的來自可變增益器B的輸出的結(jié)果。圖26A表示本發(fā)明第三實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié)果。
圖26B表示不使用本發(fā)明的第三實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的誤 差信號PES的結(jié)果。圖27A表示本發(fā)明第四實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié)果。圖27B表示不使用本發(fā)明的第四實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的來 自可變增益器B的輸出的結(jié)果。圖28是表示由MPU實現(xiàn)的跟蹤控制系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
具體實施例方式以下根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的盤裝置的實施方式。以下，以作為磁盤裝置的硬 盤驅(qū)動器為例，說明本發(fā)明的實施方式，如果是作為記錄介質(zhì)使用旋轉(zhuǎn)的盤的形式的盤裝 置，可以應用本發(fā)明，例如本發(fā)明可以用于光盤裝置等形式的盤裝置。圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的硬盤裝置驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖1 所示的硬盤驅(qū)動器中，在主軸電動機6上固定有作為記錄介質(zhì)的磁盤5，使其按照規(guī)定的轉(zhuǎn) 速進行旋轉(zhuǎn)。此外，在保持在主軸電動機6上的磁盤5的側(cè)向，與主動電動機軸平行地設置 了樞軸軸承3。托板4可搖動地固定在樞軸軸承3上，磁頭1固定在托板4的前端。為了使 磁頭1移動(尋軌、跟蹤)，在托板4的另一端設置了音圈電動機(VCM) 2，用于使磁頭1移 動的動力由音圈電動機2產(chǎn)生。由托板4和VCM2構(gòu)成了磁頭1的致動器。磁頭1通過檢測在磁盤1上的伺服扇區(qū)7中記錄的位置信號，可以知曉磁盤的位 置。由磁頭1檢測到的位置信號通過讀寫頭信號放大器8進行放大，并通過伺服信號解調(diào) 器9進行解調(diào)。解調(diào)后的伺服信號19經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器10成為位置信號20，經(jīng)由總線13由 MPU(微處理器單元)16取得。MPU16處理這樣得到的位置信號，并通過以后說明的方法生 成為VCM控制信號21。MPU16經(jīng)由總線13與R0M15、RAM14連接。在R0M15中存儲在MPU16中執(zhí)行的各種 控制程序。此外，還存儲有各種控制所需要的參數(shù)。在RAM14中臨時存儲要寫入磁盤5的數(shù) 據(jù)以及從磁盤5讀出的數(shù)據(jù)。接口控制器17接收來自主機側(cè)控制器18的命令，對于MPU16 發(fā)出讀/寫的訪問請求。當發(fā)出了請求讀/寫數(shù)據(jù)的命令時，MPU16執(zhí)行在R0M15中記錄 的用于讀寫頭定位的控制程序，對應從位置信號20到目標位置的距離，生成最佳的VCM控 制信號21。如圖1所示，生成的VCM控制信號21經(jīng)由DA轉(zhuǎn)換器11成為功率放大器控制信 號22，經(jīng)由功率放大器12轉(zhuǎn)換為電流23然后施加給VCM2。VCM2產(chǎn)生讀寫頭致動器的驅(qū)動 力，將讀寫頭定位在以磁頭1為目標的位置(記錄軌道)。圖2是表示由MPU16實現(xiàn)的跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。然后，參照圖2說明跟 蹤控制系統(tǒng)。為了說明上的方便，將控制對象27的數(shù)學式模型表示為P(Z)。此處，所謂控 制對象27是指從向圖1中的DA轉(zhuǎn)換器11的輸入21到AD轉(zhuǎn)換器10的輸出20，表示其輸 入輸出特性的是傳遞函數(shù)P (ζ)。跟蹤控制系統(tǒng)28主要由用于實現(xiàn)希望的控制性能的 伺服 補償器29 (使傳遞函數(shù)為Cf (ζ))、對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器Α31 (使可變增益 為KA)以及可變增益器Β32 (使可變增益為KB)、具有穩(wěn)定的相位條件的共振濾波器30 (使 傳遞函數(shù)為Cr(Z))構(gòu)成。并且，可變增益器A31、可變增益器B32分別與共振濾波器30的 輸入側(cè)、輸出側(cè)連接，串聯(lián)連接的整體與伺服補償器29并聯(lián)地連接。進行控制，以使可變增 益KA是可變增益KB的倒數(shù)，
KAXKB=I(1)然后，說明圖2所示的控制系統(tǒng)中的信號的流動。把請求數(shù)據(jù)的讀/寫的命令中 包含的目標位置信號24和來自磁頭1的位置信號20的差分，即誤差信號(PES) 25輸入給 伺服補償器Cf(Z)和可變增益器A31。將可變增益器A31的輸出輸入給共振濾波器30，將 共振濾波器30的輸出輸入給可變增益器B32?？勺冊鲆嫫鰾32的輸出33與作為伺服補償 器29的跟蹤補償器Cf(Z)的輸出相加，該相加后的信號成為VCM控制信號，輸出給控制對 象 P(z)。圖3是表示由MPU16實現(xiàn)的尋軌控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖，然后，參照圖3說明尋 軌控制系統(tǒng)。在此，從控制對象27得到讀寫頭位置信號20、讀寫頭加速度信號34、讀寫頭 速度信號35。將這些信號輸入給尋軌控制器36。從尋軌控制器36輸出使磁頭移動到目標 軌道的尋軌控制信號37。在尋軌動作中，使向可變增益A31的輸入以及向共振濾波器30的 輸入成為0。結(jié)果，共振濾波器30輸出將尋軌動作開始時的共振濾波器30的內(nèi)部變量作 為初始值的自由響應。將共振濾波器30的輸出輸入給可變增益器B32，將可變增益器B32 的輸出與尋軌控制信號37相加，該相加后的信號成為VCM控制信號，將其輸入給控制對象
P(z)o圖4A、圖4B表示本發(fā)明第一實施方式的控制對象P(Z) 27的增益、相位的頻率特 性，然后，說明圖2所示的跟蹤控制系統(tǒng)28的數(shù)學式模型。本發(fā)明的控制對象P (ζ) 27具有 以下的傳遞特性，該傳遞特性具有針對圖4A所示的增益的頻率響應以及針對圖4B所示的 相位的頻率響應。這樣的特性是標準硬盤驅(qū)動器具有的特性。根據(jù)圖4A、4B所示的特性，可以判斷出控制對象P (ζ)在2kHz以下的頻率下，具有剛體模型成為支配性的特性，在3kHz以上的頻率下，具有機構(gòu)共振特性成為支配性的特 性。將檢測讀寫頭位置信號的采樣時間設為38 μ S。對于具有上述那樣的特性的控制對象Ρ(ζ) 27，在本發(fā)明的第一實施方式中，設計 跟蹤控制系統(tǒng)28的伺服補償器Cf (ζ) 29，例如使其具有以下的特性。即，在低頻段賦予1次 的積分特性，以便在外力作用于控制系統(tǒng)的情況下也不產(chǎn)生穩(wěn)定偏差。此外，為了使剛體模 型穩(wěn)定，賦予在200Hz 3kHz下的相位超前增大的相位超前特性。并且，存在于4kHz附近 的機構(gòu)共振特性由于相位延遲要素，變得能夠穩(wěn)定，所以在4. 5kHz的頻率給出在4kHz附近 使相位延遲的陷波濾波器。伺服補償器29的增益，以使P (z) -Cf (ζ)的增益為OdB下的交 叉頻率(輸入輸出的振幅比成為1的頻率)成為1000Hz的形式賦予增益特性。圖5Α、圖5Β表示本發(fā)明第一實施方式的伺服補償器Cf(z)29的增益、相位的頻率 特性。圖5A表示增益的頻率特性，圖5B表示相位的頻率特性。圖5A、圖5B所示的伺服補 償器Cf (ζ)的頻率特性是如上所述，是設計了伺服補償器29時的伺服補償器Cf (ζ) 29的增 益、相位的頻率特性。圖6A、6B表示本發(fā)明第一實施方式的共振濾波器Cr (ζ) 30的增益、相位的頻率特 性。圖6Α表示增益的頻率特性，圖6Β表示相位的頻率特性，然后，說明共振濾波器Cr (ζ) 30。目前，把成為共振濾波器Cr (ζ) 30的目標的干擾設為盤顫動。盤顫動是盤由于流 體關聯(lián)振動而激勵的振動，該振動模式由節(jié)圓數(shù)m和節(jié)直徑數(shù)η的組合(m、n)表示。并且， 因為盤進行旋轉(zhuǎn)，所以在誤差信號PES25上分為前轉(zhuǎn)和后轉(zhuǎn)的頻率成分觀測由于盤顫動引 起的振動。節(jié)圓數(shù)為1以上，因為固有振動數(shù)高，實際上看作為盤顫動的振動膜式的節(jié)圓數(shù)為O。結(jié)果，由盤顫動引起的振動成為在同一盤面上具有大體相同的相位的響應，對應距盤 中心的距離，該振動的振幅進行變化。該振動一般在盤的內(nèi)周小，在外周大。在此，設盤轉(zhuǎn)速為每分鐘10000轉(zhuǎn)，盤顫動的振動模式存在于1250Hz (后轉(zhuǎn))和 1583 (前轉(zhuǎn))。作為對這些盤顫動而引起的振動進行補償?shù)墓舱駷V波器Cr (ζ) 30，在本發(fā)明 的第一實施方式中，賦予圖6所示的具有的頻率響應的傳遞特性。在應用這樣的共振濾波 器Cr (ζ) 30時，所以跟蹤控制系統(tǒng)的傳遞特性，因為KAXKB = 1，所以成為
Cf (z)+Cr (Z)(2)圖7Α、7Β表示本發(fā)明第一實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的頻率特性， 圖7Α表示增益的頻率特性，圖7Β表示相位的頻率特性。此外，圖8表示本發(fā)明第一實施方 式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的矢量軌跡(奈奎斯特圖)，圖9表示本發(fā)明第一實施 方式的跟蹤控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)的增益特性。即，圖7Α、圖7Β、圖8、圖9表示對圖2所 示的跟蹤控制系統(tǒng)的伺服補償器29賦予在圖5Α、5Β中表示說明的傳遞特性，對共振濾波器 30賦予了圖6Α、6Β表示說明的傳遞特性時的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的頻率特性、開 環(huán)傳遞特性的矢量軌跡、靈敏度函數(shù)的增益特性。根據(jù)圖7Α、圖7Β、圖8可以得知由于共振濾波器的效果跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳 遞特性在盤顫動所存在的1250Hz和1583Hz的頻率下具有共振特性，該共振特性所描繪的 矢量軌跡向遠離作為不穩(wěn)定點的作業(yè)(_1，0)的方向右轉(zhuǎn)描繪了圓軌跡。此外，根據(jù)圖9 所示的靈敏度函數(shù)的增益特性，可知通過共振濾波器，控制系統(tǒng)在盤顫動所存在的1250至 1583Hz下，改善了靈敏度函數(shù)增益。然后，說明上述的本發(fā)明的第一實施方式的效果。圖10作為用于說明第一實施方式的效果的例子，表示了與硬盤驅(qū)動器的讀寫頭 位置對應的盤顫動的振幅的變化的例子。圖11表示在本發(fā)明的第一實施方式的硬盤驅(qū)動 器中，作為進行仿真的結(jié)果的讀寫頭的移動特性，該仿真是在進行從最外周的軌道向最內(nèi) 周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制時進行的仿真，圖12表示在第一實施方式的讀寫頭位置 的盤顫動振動的仿真結(jié)果。如圖10所示，設相當于最外周的軌道的讀寫頭位置為0mm，設相當于最內(nèi)周的軌 道的讀寫頭位置為20mm。然后，作為對象的盤顫動，在把在最外周的軌道的振幅設為1時， 其振幅對應讀寫頭位置如圖10那樣進行變化。與此相伴，設定KB (可變增益器B)，使其具 有與圖10所示的特性相同的特性。此外，設定KA(可變增益器A)，使其具有滿足上述說明 的式(1)的特性。圖10是用于確認本發(fā)明的實施方式的效果的圖，是在實際上使用對制造 的硬盤驅(qū)動器進行測量得到的圖。為了確認本發(fā)明的第一實施方式的效果，進行了關于進行了從最外周的軌道向最 內(nèi)周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制時的仿真。此時，設為從時刻0開始在7. 5ms的期間進 行尋軌控制。此時，關于讀寫頭位置，通過尋軌控制系統(tǒng)如圖11所示那樣進行了移動。此 夕卜，伴隨讀寫頭的移動，在讀寫頭位置的盤顫動振動如圖12那樣進行變化。此時，作為尋軌 動作中的從時刻0開始7. 5ms的期間，向共振濾波器Cr(Z)的輸入為0。圖13A、13B表示應用了本發(fā)明的第一實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真 結(jié)果(圖13A)和不使用本發(fā)明將可變增益器B的增益固定為1時的來自可變增益器B的 輸出的結(jié)果(圖13B)。
根據(jù)圖13A、13B，可知應用了本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出對應讀寫頭位 置，其振幅急劇減小。此外，不應用本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出與來自共振濾波器 Cr(Z)的輸出相同，通過使向共振濾波器的輸入成為0，來自可變增益器B的輸出微小地衰 減，其變化比應用了本發(fā)明時小。圖14A、14B表示應用本發(fā)明的第一實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié) 果(圖14A)和不使用本發(fā)明的第一實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的誤差信 號PES的結(jié)果(圖14B)。根據(jù)圖14A、14B可知在不應用本發(fā)明時，在目標值附近相當于盤顫動的頻率的 振動大。這是因為在尋軌開始位置和尋軌結(jié)束位置的盤顫動振動的振幅不同而產(chǎn)生的現(xiàn) 象。另一方面，在使用了本發(fā)明時，由于可變增益器B的效果，對盤顫動的振動進行補償?shù)?控制輸入對應讀寫頭位置而變化，所以在目標軌道附近的振動特性得到改善。上述本發(fā)明的第一實施方式是與從盤的最外周的軌道向最內(nèi)周的軌道移動讀寫 頭的尋軌控制有關的實施方式，但是，下面作為本發(fā)明的第二實施方式，說明與從盤的最內(nèi) 周的軌道向最外周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制有關的實施方式。硬盤驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu) 與所述本發(fā)明的第一實施方式相同。圖15表示在本發(fā)明的第二實施方式的硬盤驅(qū)動器中，作為進行仿真的結(jié)果的讀 寫頭的移動特性，該仿真是在進行從最內(nèi)周的軌道向最外周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制 時進行的仿真。圖16表示本發(fā)明第二實施方式的在讀寫頭位置的盤顫動振動的仿真結(jié)果。為了確認本發(fā)明的第二實施方式的效果，進行了關于進行了從最內(nèi)周的軌道向最 外周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制時的仿真。此時，與圖11情況相同，設為從時刻0開始 在7. 5ms的期間進行尋軌控制。此時，關于讀寫頭位置，通過尋軌控制系統(tǒng)如圖15所示那 樣進行了移動。此外，伴隨讀寫頭的移動，在讀寫頭位置的盤顫動振動如圖16那樣進行變 化。此時，作為尋軌動作中的從時刻0開始7. 5ms的期間，向共振濾波器Cr(Z)的輸入為0。圖17A、17B表示應用了本發(fā)明的第二實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真 結(jié)果(圖17A)和不使用本發(fā)明將可變增益器B的增益固定為1時的來自可變增益器B的 輸出的結(jié)果(圖17B)。根據(jù)圖17A、17B可知應用了本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出對應讀寫頭位 置，其振幅急劇變大。此外，不應用本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出與來自共振濾波器 Cr(Z)的輸出相同，通過使向共振濾波器的輸入成為0，來自可變增益器B的輸出微小地衰 減。圖18A、18B表示應用本發(fā)明的第二實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié) 果(圖18A)和不使用本發(fā)明的第一實施方式將可變增益器B的增益固定為1時的誤差信 號PES的結(jié)果(圖18B)。根據(jù)圖18A、18B可知通過使用本發(fā)明，對盤顫動的振動進行補償?shù)目刂戚斎雽?應讀寫頭位置進行變化，所以在目標軌道附近的振動特性得到改善。上述的本發(fā)明的第一實施方式說明了成為對象的振動是由盤顫動引起的情況，然 后作為本發(fā)明第三實施方式，舉出成為對象的振動是與盤轉(zhuǎn)速同步的旋轉(zhuǎn)同步振動時的例 子來進行說明。硬盤驅(qū)動器的基 本結(jié)構(gòu)與上述本發(fā)明的第一實施方式相同。
作為盤轉(zhuǎn)速的整數(shù)倍的振動的線光譜狀的振動成分來檢測旋轉(zhuǎn)同步振動。其產(chǎn)生 的原因各種各樣，一部分的旋轉(zhuǎn)同步振動在同一盤面上具有大體相同的相位，成為根據(jù)與 盤中心的距離，其振幅進行變化的響應。此時的振幅一般在內(nèi)周大在外周小。本發(fā)明第三 實施方式設為旋轉(zhuǎn)同步振動存在于1667Hz的情況來進行說明。圖19A、19B表示本發(fā)明第三實施方式的共振濾波器Cr (ζ) 30的增益、相位的頻率 特性。圖19A表示增益的頻率特性，圖19B表示相位的頻率特性。
在本發(fā)明第三實施方式中，作為對存在于1667Hz的旋轉(zhuǎn)同步振動進行補償?shù)墓?振濾波器Cr (ζ)，賦予圖19A、19B所示的具有頻率響應的傳遞特性。圖20A、20B表示本發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的增益的 頻率特性，圖20A表示增益的頻率特性，圖20B表示相位的頻率特性。此外，圖21表示本發(fā) 明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞特性的矢量軌跡(奈奎斯特圖)，圖22表示本 發(fā)明第三實施方式的跟蹤控制系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)的增益特性。通過對共振濾波器Cr(Z)賦予圖19A、19B所示的具有頻率響應的傳遞特性，通過 跟蹤控制系統(tǒng)實現(xiàn)的開環(huán)傳遞特性的頻率響應成為圖20A、20B所示那樣，奈奎斯特圖成為 圖21所示那樣。根據(jù)圖20A、20B、圖21可知通過共振濾波器的效果，跟蹤控制系統(tǒng)的開 環(huán)傳遞特性在旋轉(zhuǎn)同步振動所存在的1667Hz下具有共振特性，該共振特性所描繪的矢量 軌跡向遠離作為不穩(wěn)定點的作為(_1，0)的方向右轉(zhuǎn)描繪了圓軌跡。此外，該跟蹤控制系統(tǒng) 的靈敏度函數(shù)的增益特性成為圖22所示。根據(jù)該圖22可知，通過共振濾波器，控制系統(tǒng)具 有改善在旋轉(zhuǎn)同步振動所存在的1667Hz下的靈敏度函數(shù)增益的作用。圖23表示本發(fā)明第三實施方式的硬盤驅(qū)動器的讀寫頭位置對應的設為對象的旋 轉(zhuǎn)同步振動的振幅的變化的例子。設為對象的旋轉(zhuǎn)同步振動在把在最內(nèi)周軌道的振幅設為1時，其振幅對應讀寫頭 位置，如圖23那樣進行變化。與此相伴，設定KB(可變增益器B)使其具有與圖23所示的 特性相同的特性。此外，設定KA(可變增益器A)使其具有滿足上述說明的式(1)的特性。圖24表示本發(fā)明第三實施方式的在讀寫頭位置的旋轉(zhuǎn)同步振動的仿真結(jié)果。為了確認本發(fā)明的第三實施方式的效果進行了仿真，該仿真是在進行從最內(nèi)周的 軌道向最外周的軌道移動讀寫頭的尋軌控制時進行的仿真。結(jié)果，伴隨讀寫頭的移動，在讀 寫頭位置的旋轉(zhuǎn)同步振動如圖2所示那樣進行變化。圖25A、25B表示應用本發(fā)明的第三實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié) 果(圖25A)和不使用本發(fā)明將可變增益器B的增益固定為1時的來自可變增益器B的輸 出的結(jié)果(圖25B)。根據(jù)圖25A、25B可知，應用本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出對應讀寫頭位置 其振幅急速地增大。此外，可知，不應用本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出幾乎沒有變 化。圖26A、26B表示應用本發(fā)明的第三實施方式的在目標軌道附近的誤差信號的結(jié) 果(圖26A)和不使用本發(fā)明將可變增益器B的增益固定為1時的誤差信號PES的結(jié)果(圖 26B)。根據(jù)圖26A、26B可知，在不應用本發(fā)明時，在目標值附近相當于旋轉(zhuǎn)同步振動的 頻率的振動大。這是因為在尋軌開始位置和尋軌結(jié)束位置的旋轉(zhuǎn)同步振動的振幅不同而產(chǎn)生的現(xiàn)象。另一方面，在使用了本發(fā)明時，由于可變增益器B的效果，對旋轉(zhuǎn)同步振動進行 補償?shù)目刂戚斎雽x寫頭位置而變化，在目標軌道附近的振動特性得到改善。對上述的本發(fā)明的第一實施方式設為可變增益對應讀寫頭在尋軌動作中的讀寫 頭位置而變化進行了說明，然后，作為本發(fā)明的第四實施方式，說明設為對應讀寫頭在尋軌 動作中的目標讀寫頭位置，使可變增益變化的例子。另外，硬盤驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)域上述本 發(fā)明的第一實施方式相同。關于本發(fā)明的第四實施方式，讀寫頭在尋軌動作前的可變增益的值具有尋軌開始 時的讀寫頭位置的增益，在尋軌動作開始時或?qū)ぼ墑幼髦?，將可變增益變更為尋軌動作?目標讀寫頭位置的增益。由此，對于1次的尋軌動作，可以僅進行一次可變增益的導出以及 可變增益的變更，可簡化運算。圖27A、27B表示本發(fā)明第四實施方式的來自可變增益器B的輸出的仿真結(jié)果(圖 27A)和不使用本發(fā)明將可變增益器B的增益固定為1時的來自可變增益器B的輸出的結(jié)果 (圖27B)。根據(jù)該圖27A、27B可知，應用本發(fā)明時的來自可變增益器B的輸出，從尋軌動作 開始時其振幅急速增大。圖28是表示由MPU16實現(xiàn)的跟蹤控制系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)例子的方框圖。上述的本發(fā)明的第一實施方式，如圖2所示說明的那樣，作為在共振濾波器30的 輸入側(cè)連接可變增益器A31，在共振濾波器30的輸出側(cè)連接可變增益器B32，將串聯(lián)連接的 整體(帶有可變增益的共振濾波器)與伺服補償器29并聯(lián)連接來構(gòu)成跟蹤控制系統(tǒng)進行 了說明，但是，如圖28所示，也可以對于伺服補償器串聯(lián)地耦合帶有可變增益的共振濾波 器來構(gòu)成跟蹤控制系統(tǒng)，此時也可以得到與上述本發(fā)明的各個實施方式相同的效果。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式，即使在讀寫頭定位控制系統(tǒng)中發(fā)生了對 應距盤中心的距離其振動振幅變化的干擾振動時，在讀寫頭的尋軌控制后對于該干擾振動 也能使讀寫頭位置高速地進行追蹤。這樣，根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式，在硬盤驅(qū)動器的讀寫頭定位控制系統(tǒng)中，可以高速地抑制在特定頻率下產(chǎn)生的干擾振動，可以使讀寫頭在記錄軌道上正確地進行跟蹤。上述記載是關于實施例的，但本發(fā)明并不限于此，在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范 圍內(nèi)可以進行各種變更和修改，這點對于本領域的技術(shù)人員來說，是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種盤裝置，其特征在于，具備控制對象和控制部，所述控制對象由致動器、由該致動器驅(qū)動進行尋軌動作的讀寫頭、以及根據(jù)該讀寫頭從信息記錄介質(zhì)讀出的信息取得讀寫頭位置信號的電路構(gòu)成，所述控制部為了使讀寫頭的目標位置與來自所述電路的讀寫頭位置信號表示的讀寫頭位置的差分即誤差信號成為0，生成向所述致動器的操作信號，所述控制部通過具有以下各部而構(gòu)成將所述誤差信號作為輸入使所述控制對象的傳遞特性穩(wěn)定的伺服補償器；對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器A；以該可變增益器A的輸出作為輸入的共振濾波器；以及以該共振濾波器的輸出作為輸入的可變增益器B，所述可變增益器A的增益具有成為所述可變增益器B的增益的倒數(shù)的特性，使向所述可變增益器A的輸入信號在所述讀寫頭的尋軌動作中成為0，在尋軌動作結(jié)束時附近使其成為所述誤差信號，將所述共振濾波器的輸出信號作為輸入信號的所述可變增益器B的輸出信號與所述伺服補償器的輸出信號相加后的信號作為賦予所述致動器的輸入信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤裝置，其特征在于，存在于所述共振濾波器的共振頻率下的干擾振動具有對應在所述盤上的讀寫頭位置 而振幅變化的特性，使所述可變增益器B的特性與所述干擾振動對應讀寫頭位置而振幅變 化的特性相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤裝置，其特征在于，根據(jù)在所述共振濾波器的共振頻率下的來自可變增益器B的輸出信號振幅在尋軌動 作中增加或者減少，來控制賦予所述致動器的輸入信號。
4.一種盤裝置，其特征在于， 具備控制對象和控制部，所述控制對象由致動器、由該致動器驅(qū)動進行尋軌動作的讀寫頭、以及根據(jù)該讀寫頭 從信息記錄介質(zhì)讀出的信息取得讀寫頭位置信號的電路構(gòu)成，所述控制部為了使讀寫頭的目標位置與來自所述電路的讀寫頭位置信號表示的讀寫 頭位置的差分即誤差信號成為0，生成向所述致動器的操作信號，所述控制部通過具有以下各部而構(gòu)成將所述誤差信號作為輸入使所述控制對象的傳 遞特性穩(wěn)定的伺服補償器；對應尋軌動作時的目標讀寫頭位置增益變化的可變增益器A ； 以該可變增益器A的輸出作為輸入的共振濾波器；以及以該共振濾波器的輸出作為輸入的 可變增益器B，所述可變增益器A的增益具有成為所述可變增益器B的增益的倒數(shù)的特性，使向所述 可變增益器A的輸入信號在所述讀寫頭的尋軌動作中成為0，在尋軌動作結(jié)束時附近使其 成為所述誤差信號，將所述共振濾波器的輸出信號作為輸入信號的所述可變增益器B的輸 出信號與所述伺服補償器的輸出信號相加后的信號作為賦予所述致動器的輸入信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盤裝置，其特征在于，存在于所述共振濾波器的共振頻率下的干擾振動具有對應在所述盤上的讀寫頭位置 而振幅變化的特性，使所述可變增益器B的特性與所述干擾振動對應讀寫頭位置而振幅變 化的特性相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的盤裝置，其特征在于，根據(jù)在所述共振濾波器的共振頻率下的來自可變增益器B的輸出信號振幅在尋軌動 作中增加或者減少，來控制賦予所述致動器的輸入信號。
7.一種盤裝置，其特征在于， 具備控制對象和控制部，所述控制對象由致動器、由該致動器驅(qū)動進行尋軌動作的讀寫頭、以及根據(jù)該讀寫頭 從信息記錄介質(zhì)讀出的信息取得讀寫頭位置信號的電路構(gòu)成，所述控制部為了使讀寫頭的目標位置與來自所述電路的讀寫頭位置信號表示的讀寫 頭位置的差分即誤差信號成為0，生成向所述致動器的操作信號，所述控制部通過具有以下各部而構(gòu)成將所述誤差信號作為輸入使所述控制對象的傳 遞特性穩(wěn)定的伺服補償器；對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器A ；以該可變增益器A的 輸出作為輸入的共振濾波器；以及以該共振濾波器的輸出作為輸入的可變增益器B，所述可變增益器A的增益具有成為所述可變增益器B的增益的倒數(shù)的特性，使向所述 可變增益器A的輸入信號在所述讀寫頭的尋軌動作中成為0，在尋軌動作結(jié)束時附近使其 成為所述伺服補償器的輸出信號，將所述共振濾波器的輸出信號作為輸入信號的所述可變 增益器B的輸出信號與所述伺服補償器的輸出信號相加后的信號作為賦予所述致動器的 輸入信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盤裝置，其特征在于，存在于所述共振濾波器的共振頻率下的干擾振動具有對應在所述盤上的讀寫頭位置 而振幅變化的特性，使所述可變增益器B的特性與所述干擾振動對應讀寫頭位置而振幅變 化的特性相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的盤裝置，其特征在于，根據(jù)在所述共振濾波器的共振頻率下的來自可變增益器B的輸出信號振幅在尋軌動 作中增加或者減少，來控制賦予所述致動器的輸入信號。
10.一種盤裝置，其特征在于， 具備控制對象和控制部，所述控制對象由致動器、由該致動器驅(qū)動進行尋軌動作的讀寫頭、以及根據(jù)該讀寫頭 從信息記錄介質(zhì)讀出的信息取得讀寫頭位置信號的電路構(gòu)成，所述控制部為了使讀寫頭的目標位置與來自所述電路的讀寫頭位置信號表示的讀寫 頭位置的差分即誤差信號成為0，生成向所述致動器的操作信號，所述控制部通過具有以下各部而構(gòu)成將所述誤差信號作為輸入使所述控制對象的傳 遞特性穩(wěn)定的伺服補償器；對應尋軌動作時的目標讀寫頭位置增益變化的可變增益器A ； 以該可變增益器A的輸出作為輸入的共振濾波器；以及以該共振濾波器的輸出作為輸入的 可變增益器B，所述可變增益器A的增益具有成為所述可變增益器B的增益的倒數(shù)的特性，使向所述 可變增益器A的輸入信號在所述讀寫頭的尋軌動作中成為0，在尋軌動作結(jié)束時附近使其 成為所述伺服補償器的輸出信號，將所述共振濾波器的輸出信號作為輸入信號的所述可變 增益器B的輸出信號與所述伺服補償器的輸出信號相加后的信號作為賦予所述致動器的 輸入信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盤裝置，其特征在于，存在于所述共振濾波器的共振頻率下的干擾振動具有對應在所述盤上的讀寫頭位置 而振幅變化的特性，使所述可變增益器B的特性與所述干擾振動對應讀寫頭位置而振幅變 化的特性相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的盤裝置，其特征在于，根據(jù)在所述共振濾波器的共振頻率下的來自可變增益器B的輸出信號振幅在尋軌動 作中增加或者減少，來控制賦予所述致動器的輸入信號。
全文摘要
在磁盤裝置等讀寫頭的定位控制系統(tǒng)中，作為目標頻率選定對應讀寫頭位置振幅進行變化的特定振動成分的干擾振動所存在的頻率。然后，設計共振濾波器，該共振濾波器在目標頻率下具有共振特性，在其輸入端具有對應讀寫頭位置增益變化的可變增益器A，在其輸出端具有可變增益器B，該可變增益器B具有可變增益器A的逆特性。然后，在尋軌動作中使向共振濾波器的輸入成為0，在尋軌動作結(jié)束后，使誤差信號成為經(jīng)由可變增益器A向共振濾波器的輸入。進行控制使可變增益器A、B的增益的積為1。
文檔編號G11B21/10GK101842841SQ200880113840
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者熱海武憲 申請人:株式會社日立制作所