提供了一种能够有效地补偿引入到盘驱动器的低频扰动的用于盘驱动器的伺服控制装置。所述伺服控制装置包括：状态变量估计器，通过使用预定的状态方程基于用于控制磁头运动的控制输入和位置误差信号计算位置估计误差；估计滤波器，通过使用扰动和位置估计误差之间的数学关系从所述位置估计误差计算扰动估计值；以及减法器，从控制输入减去扰动估计值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于盘驱动器的伺服控制装置，更具体地讲，涉及一种用于有效地补偿引入到盘驱动器的低频扰动的伺服控制装置。
技术介绍
一般地，盘驱动器，数据存储设备的一个示例，通过使用磁头从盘读取数据或将数据写入盘中。随着盘驱动器趋向于具有大容量、高密度和压缩的尺寸，沿盘旋转方向的每英寸比特数(BPI)和沿盘径向的每英寸磁道数(TPI)变大。结果，在盘驱动器中需要高度精密的机制。盘驱动器的磁道跟踪控制的目标是将磁头定位在目标磁道的中心。由于各种类型的扰动，可发生磁道跟踪控制误差。特别地，诸如微型驱动器的便携式驱动器容易受到低频振动和冲击。参照图1，传统的用于盘驱动器的伺服控制系统包括重复偏离(repetitiverun-out，RRO)补偿器110、状态估计器120、状态反馈控制器130A和130B、求和单元140A和140B以及音圈电机(VCM)驱动器/致动器150。一般地，包括RRO补偿器110、状态估计器120、状态反馈控制器130A和130B以及求和单元140A和140B的电路块被总称为磁道跟踪控制电路1000。在本专利技术中，磁道跟踪控制电路1000由传递函数-C(z)来表示。求和单元160A和160B相当于扰动d和盘驱动器的头盘组件中发生的盘偏离。状态估计器120具有从位置误差信号(PES)和控制输入估计位置、速度和偏移的功能。RRO补偿器110具有补偿由盘偏心率引起的RRO扰动XRUNOUT的功能。状态反馈控制器130A和130B通过组合估计的位置、速度和偏移的值来计算控制输入信号，并且将控制输入信号施加于VCM驱动器/致动器150。估计的偏移的值用于控制电路中的积分器功能以补偿引入到系统的扰动d中的低频扰动分量。然而，如果积分器的增益被增加以改善低频扰动补偿性能，那么出现控制系统的稳定性被降低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够精确地估计并且有效地补偿引入到盘驱动器的低频扰动的用于盘驱动器的伺服控制装置以及使用所述伺服控制装置的盘驱动器。根据本专利技术的一方面，提供了一种用于盘驱动器的低频扰动补偿控制装置，包括状态变量估计器，通过使用预定的状态方程基于用于控制磁头运动的控制输入和位置误差信号计算位置估计误差；估计滤波器，通过使用扰动和位置估计误差之间的数学关系从所述位置估计误差计算扰动估计值；以及减法器，从控制输入减去扰动估计值。根据本专利技术的另一方面，提供了一种盘驱动器，包括磁道跟踪控制电路，从位置误差信号估计包括磁头的位置、速度和偏移的磁头运动的状态信息值，并且通过使用预定的状态反馈控制处理基于估计的状态信息值产生磁道跟踪控制输入；扰动观测器，从磁道跟踪控制输入和位置误差信号计算位置估计误差，并且通过使用由使用扰动和位置估计误差之间的数学关系设计的传递函数从所述位置估计误差产生扰动估计值；减法器，从磁道跟踪控制输入减去扰动估计值；音圈电机驱动器/致动器，通过产生与减法器的输出相应的驱动电流在磁道上移动磁头，并且根据磁头的移动产生位置误差信号。附图说明通过参照附图对其示例性实施例进行详细的描述，本专利技术的以上和其他特征和优点将会变得清楚，其中图1是显示传统的用于盘驱动器的伺服控制系统的结构的示图；图2是显示应用本专利技术的盘驱动器的头盘组件的俯视图；图3是显示根据本专利技术的用于包括低频扰动补偿控制装置的盘驱动器的伺服控制系统的结构的示图；图4是从图3的电路图变换的等效电路图；图5是从图4的电路图变换的等效电路图；图6是显示根据存在和缺少扰动观测器的在伺服控制系统的开环频率特性中的变化的示图；图7是显示根据存在和缺少扰动观测器的在扰动和位置误差信号之间的增益特性中的变化的示图； 图8是显示根据存在和缺少扰动观测器的在盘偏离和位置误差信号之间的增益特性中的变化的示图；图9A是显示在引入5Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图9B是显示在引入5Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图；图10A是显示在引入10Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图10B是显示在引入10Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图；图11A是显示在引入50Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图11B是显示在引入50Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图；图12A是显示在引入100Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图12B是显示在引入100Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图；图13A是显示在引入200Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图13B是显示在引入200Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图；图14A是显示在引入400Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的扰动估计性能的示图；图14B是显示在引入400Hz扰动的情况下使用根据本专利技术的低频扰动补偿控制装置的伺服控制系统的位置误差信号的示图。具体实施例方式盘驱动器包括由机械部件构成的头盘组件(HDA)和电子电路单元。图2是显示应用本专利技术的盘驱动器的HAD 10的俯视图。HDA 10包括至少一个由主轴电机14旋转的磁盘12。另外，HDA 10包括布置于邻近盘表面的变换器(未显示)。每一变换器通过检测盘12的磁场从盘12读取信息并且通过使盘12磁化在盘12写入信息。典型地，变换器与每一盘表面相关联。虽然单一的转换器被描述，但是应该理解，转换器可包括检测盘12的磁场的读转换器和使盘12磁化的写转换器。读转换器由磁阻(MR)材料制成。转换器可以被并入到磁头16中。磁头16通常在变换器和盘表面之间形成气浮轴承。磁头16被包含到磁头臂组件(HSA)22中。HSA被附加到具有音圈26的驱动臂24。音圈26与磁组件28相邻地布置以限定音圈电机(VCM)30。当电流施加于音圈26时，VCM 30产生使驱动臂24围绕轴承组件32旋转的转矩。驱动臂24的旋转使转换器在盘表面上移动。典型地，信息被记录在盘12上的环形磁道34中。每一磁道34包括多个扇区。每一扇区包括数据字段和识别字段。识别字段包括用于识别扇区和磁道(柱面)的格雷码。为了从其他磁道34读取记录的信息或在其他磁道34上写入信息，变换器在盘表面上移动。图3显示了用于应用本专利技术的低频扰动补偿控制装置的盘驱动器的伺服控制系统。所述伺服控制系统包括磁道跟踪控制电路1000、VCM驱动器/致动器150、状态变量估计器210、估计滤波器220和减法器230。包括状态变量估计器210和估计滤波器220的电路块被总称为扰动观测器2000。磁道跟踪控制电路1000中的求和单元160A和160B相当于扰动d和在盘驱动器的头盘组件中发生的盘偏离。磁道跟踪控制电路1000具有与图1中显示的传统的磁道跟踪控制电路1000相同的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于盘驱动器的低频扰动补偿控制装置，包括：状态变量估计器，通过使用预定的状态方程基于用于控制磁头运动的控制输入和位置误差信号计算位置估计误差；估计滤波器，通过使用扰动和位置估计误差之间的数学关系从所述位置估计误差来计算扰 动估计值；和减法器，从控制输入减去扰动估计值。
【技术特征摘要】
KR 2005-2-4 10-2005-00106141.一种用于盘驱动器的低频扰动补偿控制装置，包括状态变量估计器，通过使用预定的状态方程基于用于控制磁头运动的控制输入和位置误差信号计算位置估计误差；估计滤波器，通过使用扰动和位置估计误差之间的数学关系从所述位置估计误差来计算扰动估计值；和减法器，从控制输入减去扰动估计值。2.如权利要求1所述的低频扰动补偿控制装置，其中，所述预定的状态方程包括x‾(k+1)=APx^(k)+BPu(k)]]>x^(k)=x‾n(k)+L(x(k)-CPx‾(k))]]>3.如权利要求1所述的低频扰动补偿控制装置，其中，估计滤波器的传递函数HEST(z)表示为HEST(z)=HLPF(z)HMIN(z)]]>其中，HLPF(z)和HMIN(z)分别是低通滤波器和最小相位系统的传递函数。4.如权利要求1所述的低频扰动补偿控制装置，其中，通过将非最小相位系统CP(zI-AP+APLCP)-1BP表示为最小相位系统传递函数HMIN(z)和全通滤波器传递函数HAp(z)的乘积并且将预定的低通滤波器传递函数HLPF(z)除以最小相位系统传递函数HMIN(z)，获得所述估计滤波器传递函数HEST(z)。5.如权利要求4所述的低频扰动补偿控制装置，其中，所述估计滤波器传递函数HEST(z)被设置为HEST(z)=HLPF(z)HMIN(z)(1-az-a)det(zI-AP+APLCP)&Kgr;βUS(z+βS)(z+1/βUS).]]>6.一种盘驱动器，包括磁道跟踪控制电路，从位置误差信号估计包括磁头的位置、速度和偏移的磁头运动的状态信息值，并且通过使用预定的状态反馈控制处理基于估计的状...
【专利技术属性】
技术研发人员：白尚恩，徐相珉，沈俊锡，姜彰益，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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