磁盘装置以及控制磁头的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种磁盘装置以及控制磁头的方法。一种磁盘装置包括：驱动部分，用于使在磁盘中记录和再现信息的磁头移动；以及控制器，用于控制所述驱动部分。所述控制器包括：位置误差反馈控制系统，其具有积分器和相位超前补偿器，且基于所述磁头的目标位置和检测位置之间的差异获得位置命令，以执行对所述驱动部分的反馈控制；以及二自由度控制系统，输入所述磁头的目标移动距离，且通过使用所述驱动部分的数学模型，向所述驱动部分输出电流命令。每当在所述磁头的定位控制时和寻道时，所述控制器都向所述驱动部分提供所述积分器的输出，且随即通过使用所述相位超前补偿器的输出来更新所述数学模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种其中磁头在旋转的磁盘上移动的磁盘装置以及一种控 制磁头的方法。
技术介绍
在用于定位磁盘装置的磁头的控制系统中，通常，构成使用微型计算 机的数字控制系统。即，从离散地获得的磁头的定位信息在微处理器内部 计算控制命令，并且通过D/A (数字-模拟转换器)，向致动器的起动驱动 器提供该控制命令。通常，由于致动器具有在高频带内的机械共振，因此， 为了高速、低振动和低噪声地将磁头移动到目标位置，产生不激发机械共 振的前馈控制输入是非常重要的。作为一种用于以高速使磁头移动短距离的方法，考虑通过最优化方法 初步地计算且作为表保持为了不^JC机械共振而用于致动器的前馈控制输 入以及给反馈控制系统的目标位置命令。然而，从微处理器的存储容量出 发，对于每个寻iiif巨离(seek distance )采用这样的方法是不可能的。因此， 在长距离寻道的情况下，必须在线产生用于致动器的前馈控制输入和目标 位置命令。作为用于此目的的方法，可以考虑这样的一种方法，在控制系统内部 设置致动器模型，使得模型速度遵从目标速度曲线，从而向反馈控制系统提供对模型的控制命令和模型位置，分别作为向致动器的前馈控制输入和目标位置命令(JP隱A 9-73618 ( Kokai) (1997 ))。然而，在JP画A 9-73618 (Kokai) ( 1997)中所述的头定位控制系统中，如果模型的位置和速度 不在磁头的实际位置和速度附近，则在安放(settle)等时，磁头会过调 (overshoot)。因此，在寻道中，某种模型修改成为所需的。作为用于此目的的一种方法，有这样的一种方法，在寻道的前半部分 中，通过向模型的输入添加反馈控制输出来更新模型，通过该模型来推算 磁头的位置和速度，并且通过使用模型的推算的位置和速度，构成速度控 制系统(例如，The 74th JSME (Japan Society of Mechanical Engineers) Spring Annual Meeting, Vol.4， pp.410-411(1997)(曰语)，图3)。在该方 法中，此外，在其中磁头来到目标位置附近的寻道后半部分中，反馈控制 输出被切换，以被添加到致动器，从而，构成通常的二自由度控制系统。这样，当必须像磁盘装置那样构成伺服系统时，反馈控制器具有积分 器(integrator)。因此，当构成这样的寻道控制系统时，积分器的输出也 被添加到该模型，因此，当外力例如磁闩锁力(magnetlatch force )大时， 积分器的输出变大。因此，在切换到通常的二自由度控制系统时，在控制 命令中发生瞬态响应。并且，在磁盘装置的情况下，当磁头以高速移动时，伺服图形变为斜 交的，且位置检测噪声变大。位置检测噪声通过反馈控制输出而影响模型 侧的速度反馈控制系统，因此，产生振动的前馈控制命令。这还可以引起 杂声(quack)。根据这些情况，在JP-A 9-73618 (Kokai) (1997)或者 The 74th JSME Spring Annual Meeting, Vol.4, pp.410-411(1997)的图3中 所述的控制系统中，很难在其中大的外力起作用的环境中实现强健的 (robust)寻道控制。此外，要降低位置检测噪声的影响也是困难的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种磁盘装置，其包括驱动部分，用 于使在磁盘中记录和再现信息的磁头移动；以及控制器，用于控制所述驱动部分，所述控制器包括位置误差反馈控制系统，其具有积分器和相位 超前补偿器(phase lead compensator)，且基于所述磁头的目标位置和检 测位置之间的差异获得位置命令，以执行所述驱动部分的反馈控制；以及 二自由度控制系统，输入所述磁头的目标移动距离，且通过使用所述驱动 部分的数学模型，向所述驱动部分输出电流命令，每当在所^头的定位 控制时和寻道时，所述控制器都向所述驱动部分提供所述积分器的输出， 且随即通过使用所述相位超前补偿器的输出来更新所述数学模型。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于控制磁头的方法，其中使在磁 盘中记录和再现信息的所述^兹头移动，包括以下步骤通过使用积分器和 相位超前补偿器而基于所述磁头的目标位置和检测位置之间的差异来获得 位置命令，执行对所述磁头的驱动部分的反馈控制，随即通过输入所述磁 头的目标移动距离且使用所述驱动部分的数学模型向所述驱动部分输出电 流命令，执行控制，并且每当在所述磁头的定位控制时和寻道时，都向所 述驱动部分提供所述积分器的输出，且随即通过^f吏用所述相位超前补偿器 的输出来更新所述数学模型。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的磁盘装置的基本部分的概念图2是示例才艮据本专利技术的实施例的控制系统的框图3是示出在实施例中向外力大的方向执行寻道时的控制命令的图表 图示(实验结果)；图4是示例根据比较实例的寻道控制系统的框图5是示出在比较实例中向外力大的方向执行寻道时的控制命令的图 表图示(实验结果)；图6是示出从头位置到速度反馈输出的框图7是示出饱和时模型侧控制系统的框图8是示出饱和时模型侧控制系统的框图9是示出饱和时模型侧控制系统的框图；图IO是示出饱和时模型侧控制系统的等价变换的框图； 图11是示出速JL^馈增益的切换的图表图示；图12是示出在比较实例中向外力小的方向执行寻道时的控制命令的图表图示(实验结果)；图13是在比较实例中当外力不起作用时的模拟结果；图14是在比较实例中当最大控制命令值的5%的外力起作用时的模拟结果；图15是在比较实例中当最大控制命令值的10。/。的外力起作用时的模 拟结果；图16是在比较实例中当最大控制命令值的15。/。的外力起作用时的模 拟结果；图17是示出在模拟中使用的VCM模型的特性的图表图示；图18是示出速度反馈增益的切换条件的图表图示；图19是根据实施例的控制系统的控制命令的模拟结果；图20是根据实施例的控制系统的头位置的模拟结果；图21是根据比较实例的控制系统的控制命令的模拟结果；图22是根据比较实例的控制系统的头位置的模拟结果；图23是根据实施例的头位置的实验结果；图24是根据比较实例的头位置的实验结果；以及图25是定位时测量开口顶(open roof)特性的结果。具体实施例方式下文中，将参考附图说明本专利技术的实施例。在附图中，对相同的构件 附加相同的标记，并且适当地省略对其的详细i兌明。图1是示出根据本专利技术的实施例的磁盘装置的基本部分的概念图。该 实施例的磁盘装置具有头定位控制机构(控制器)，在该控制器中，微处 理器(MPU) l8用作主要构件。磁头11由臂12支撑，并且通过驱动部分 (下文中，称为音圏电动机(VCM) )13的驱动力，臂12使磁头11在盘14的径向方向上移动。VCM 13具有》兹体15和驱动圏16，且通过从功 率放大器17提供的电流被驱动。MPU18计算控制命令，并且该控制命令 被D/A转换器19转换成^=莫拟信号且提供给功率;^大器17。功率方文大器17 将来自MPU 18的控制命令转换成驱动电流，且将该驱动电流提供给VCM 13。设置一个或多个盘14，且通过主轴电动枳/f吏盘14以高速旋转。在盘 14上同心地形成多个磁道，并且通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘装置，包括：　驱动部分，用于使在磁盘中记录和再现信息的磁头移动；以及　控制器，用于控制所述驱动部分，　所述控制器包括：　位置误差反馈控制系统，其具有积分器和相位超前补偿器，且基于所述磁头的目标位置和检测位置之 间的差异获得位置命令，以执行对所述驱动部分的反馈控制；以及　二自由度控制系统，输入所述磁头的目标移动距离，且通过使用所述驱动部分的数学模型，向所述驱动部分输出电流命令，　每当在所述磁头的定位控制时和寻道时，所述控制器都向所述驱动 部分提供所述积分器的输出，且随即通过使用所述相位超前补偿器的输出来更新所述数学模型。

【技术特征摘要】
JP 2007-10-23 275078/20071. 一种磁盘装置，包括驱动部分，用于使在磁盘中记录和再现信息的磁头移动；以及控制器，用于控制所述驱动部分，所述控制器包括位置误差反馈控制系统，其具有积分器和相位超前补偿器，且基于所述磁头的目标位置和检测位置之间的差异获得位置命令，以执行对所述驱动部分的反馈控制；以及二自由度控制系统，输入所述磁头的目标移动距离，且通过使用所述驱动部分的数学模型，向所述驱动部分输出电流命令，每当在所述磁头的定位控制时和寻道时，所述控制器都向所述驱动部分提供所述积分器的输出，且随即通过使用所述相位超前补偿器的输出来更新所述数学模型。2. 根据权利要求1的装置，其中所述控制器还包括速度反馈控制系统， 所述速度反馈控制系统使用所述数学模型的速度和位置，并且在所述定位 控制时所述速度反馈控制系统的输出以及所述积分器的输出被提供给所述 驱动部分。3. 根据权利要求2的装置，其中在所述定位控制时所述速度反馈控制 系统变为恒定增益的状态反馈增益。4. 根据权利要求l的装置，其中确定所述定位控制时的状态的速JL^ 馈增益被设定为使其矩阵具有为零的#值。5. 根据权利要求l的装置，其中确定所述定位控制时的状态的速度反 馈增益是所述数学模型的模型增益的倒数。6. 根据权利要求l的装置，其中所述控制器通过增益矢量向所述数学 模型提供所^目位超前补偿器的输出。7. 根据权利要求6的装置，其中所述增益矢量是这样的增益矢量，在 所述增益矢量中，矩阵的本征值为零的本征矢量被乘以常数。8. 根据权利要求2的装置，其中在所述定位控制时，所述磁头的位置 对于所述速M馈控制系统的输出等于负相位超前补偿器的输出。9. 根据权利要求l的装置，其中根据与所i^磁头的目标位置的剩余距 离，确定所述位置控制的状态的速度反馈增益被切换成阶梯状。10. 根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高仓晋司，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]