具有旋转振动补偿的磁记录盘驱动器制造技术

盘驱动器以及用于操作盘驱动器的方法通过自适应地修改两个单独的线性振动传感器的增益来补偿旋转振动（ＲＶ），以便传感器增益在任意给定条件下最优。两个传感器将两个信号Ｓ１、Ｓ２提供到盘驱动器的伺服控制处理器，其产生对于控制读／写磁头的定位的音圈电机（ＶＣＭ）致动器的控制信号。处理器使用Ｓ１、Ｓ２和磁头位置误差信号（ＰＥＳ）作为输入以运行自适应ＲＶ前馈（ＲＶＦＦ）算法。自适应ＲＶＦＦ算法采用ＰＥＳ和传感器输出Ｓ１和Ｓ２作为输入，数学地确定对于传感器增益因子ｋ１和ｋ２所需的校正，然后相应地调整增益因子ｋ１和ｋ２。然后通过其已调整的增益因子ｋ１、ｋ２来修改每一个信号Ｓ１、Ｓ２。已修改的Ｓ１、Ｓ２信号的差是ＲＶＦＦ信号，其与控制信号相加以产生对于ＶＣＭ致动器的ＲＶ补偿控制信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及^ 兹记录盘驱动器，并且更具体地说，涉及包括用于 消除旋转振动的影响的系统的盘驱动器。
技术介绍
磁记录硬盘驱动器使用致动器(一般来说，旋转音圈电机(VCM)致动 器)，用于在记录盘的数据磁道(track)上定位读/写磁头(head)。盘驱动器 具有伺服控制系统，其从由磁头自数据磁道读取的伺服定位信息接收位置误 差信号(PES),并产生VCM控制信号以将磁头维持在磁道上，并将它们移 动到用于数据读和写的期望的磁道上。盘驱动器在正常操作期间经历旋转振动和扰动力(disturbance force )。这 些扰动在内部(如由于VCM致动器的运动)以及在外部(如由于对支撑盘 驱动器的框架的震动，或者当在盘阵列系统中一起安装多个驱动器时，由于 其它盘驱动器的移动)产生。旋转振动(RV)消除是使用传感器检测旋转振动并通过消除由旋转振动 引入的偏离磁道移动来改善PES的方法。 一种方法使用两个线性加速计或振 动传感器(其典型地被安装在盘驱动器的印刷电路板上)来测量RV。将所测 量到的RV输入到前馈控制器，该前馈控制器创建与对VCM致动器的控制信 号相加的前馈补偿信号。有时将该方法称为RV前馈(RVFF)。对于有效地 运行并且未创建使PES恶化的不期望的补偿信号的RVFF来说，两个线性振 动传感器应该具有最小的增益失配，即除了电路板上在其方向中的最小失 配之外，还有在其主轴(primary-axis)灵敏度中的最小失配以及在其离轴 (off-axis)灵敏度中的最小失配。另外，还要求电路板具有足够高的刚性和 阻尼，以便在电路板上不存在显著的驻波和传播波，以引起与RV无关的错 误的传感器输出(噪声)。因此，如果期望使用RVFF而不使得PES恶化以及 由此不使得盘驱动器的性能恶化，则盘驱动器的制造成本以及线性振动传感 器和电路板的组件成本可能显著地提高。US 6，952，318B1描述了通过将两个传感器输出转换为单独的数字信号 并缩放(scale)它们来解决两个线性振动传感器的主轴灵敏度中的失配的 RVFF方法。该方法需要在盘驱动器中引入自生振动，然后将两个传感器输出 的量值进行比较以减小两个传感器的增益的差异。然而，盘驱动器中的自生 振动通常不是纯线性振动，而是包含大量RV。取决于RV的中心，通常期望 即使对于精确匹配的主轴灵敏度，两个传感器输出的量值也是不同的。并且， 该RVFF方法没有解决由于离轴灵敏度和电路板振动而引起的噪声的问题。US 7,035,034 B2描述了通过首先禁用RVFF且然后收集数据并计算最优 增益(然后该增益变为用在RVFF中的固定值)来确定两个线性振动传感器 的最优增益的RVFF方法。所需要的是具有有效的RVFF方法的盘驱动器，所述方法不需要具有精 确匹配的增益的线性振动传感器或者具有特殊钢性和阻尼特性的电路板，其 中传感器增益是自适应的，以便在盘驱动器的操作期间在任意给定条件下都 是最优的。
技术实现思路
本专利技术涉及盘驱动器以及通过自适应地修改两个单独的振动传感器的增 益来补偿旋转振动(RV)以便传感器增益在任意给定条件下都最优的操作盘 驱动器的方法。盘驱动器包括两个线性加速计，其分别向盘驱动器的伺服控 制处理器纟是供两个信号Sl、 S2。处理器使用Sl、 S2和位置误差信号(PES) 作为输入，以运行自适应RV前馈(RVFF)算法。自适应RVFF算法将PES 以及传感器输出S1和S2作为输入，分别数学地确定对于传感器增益因子kl 和k2的需要的校正，然后相应地调整增益因子kl和k2。然后分别通过其所 调整的增益因子kl、 k2来修改每一个信号Sl、 S2。修改后的S1、 S2信号的 差异是与控制信号相加的RVFF信号，以产生对VCM致动器的RV补偿控制 信号。通过kl和k2的连续更新，该方法继续直到取得kl、 k2的最优值为止。只要RVFF是可操作的(即，当盘驱动器空闲，其中》兹头维持在数据磁 道上U兹道跟随)时，或者当^f兹头正在数据^兹道上读或写凄t据时)，则在正常 操作期间优选地在盘驱动器中实现自适应地修改增益因子以达到最优增益因 子值的方法。该方法也可以作为盘驱动器制造处理的一部分来实现，或者在 用于从读或写错误中恢复的盘驱动器错误恢复过程期间实现。5为了对本专利技术的性质和优点的更全面的理解，应该与附图 一起参照下面 的详纟田4笛述。附图说明图l是根据本专利技术的具有两个线性振动传感器和旋转振动前馈(RVFF) 的磁记录硬盘驱动器的示意性顶视图。图2是用于图示才艮据本专利技术的RVFF方法的图1所示的盘驱动器的采样 伺服控制系统的框图。图3是在本专利技术的RVFF方法期间，作为时间的函数应用于线性振动传 感器信号的PES之和以及增益因子值的曲线图。具体实施例方式图1是根据本专利技术的磁记录硬盘驱动器的框图。盘驱动器包括磁记录盘 12,其通过安装到盘驱动器外壳或基座16的主轴电机(未示出)，以方向15 绕着旋转轴13旋转。印刷电路板19附于外壳16,并支撑盘驱动电子装置。 盘12具有模式化为(pattern)限定同心数据磁道(如典型的磁道50、 51)以 及伺服扇区(如典型的伺服扇区60、 61、 62)的可磁化块的磁记录层。伺服 扇区通常径向延伸通过同心数据磁道，以便每一个数据一磁道均具有在^兹道周 围延伸的多个等角度间隔的伺服扇区。数据磁道中的每一个伺服扇区典型地 包含指示伺服扇区的开始的伺服定时标记(STM)、磁道标识(TID)码和磁 化块的模式的一部分或高频脉冲串，所述高频脉沖串被解码或解调以提供磁 头位置误差信号PES。盘驱动器还包括在基座16上支撑的旋转音圈电机(VCM)致动器14。 致动器14绕着轴17枢轴旋转并包括刚性致动器臂18。通用柔性悬架20包 括弯曲元件23,并且被W于臂18的端部。将磁头移动架或气浮导轴 (air-bearing slider )22附于弯曲元件23。在导轴22的后表面(trailing surface) 25上形成磁记录读/写(R/W)磁头24。弯曲元件23和悬架20使得导轴能够 在通过旋转盘12而产生的气垫上俯仰(pitch)和滚转(roll)。当盘12在方向15中旋转时，由读磁头读取伺服扇区中的定位信息，并 将其发送到R/W电子装置110。祠服模式解调器112接收来自R/W电子装置 110的输入，并解调伺服扇区中的定位信息以提供与位置基准进行比较的数字信号，以产生对于伺服控制处理器(SCP) 120的PES。 SCP120可以是专 用处理器或者其它微处理器，并且耦合到相关联的存储器122。伺服控制处理器120使用PES作为对控制算法的输入，以产生对于VCM 14的控制信号。控制算法从存储器122调用作为基于被控制的设备(plant) (即，VCM14)的静态和动态特性的一组参数的控制器。控制算法本质上 是矩阵相乘算法，并且控制器参数是用在相乘中的系数，并且被存储在可由 处理器120存取的存储器122中。盘驱动器经历旋转扰动，如箭头70所示，该扰动在内部(如根据VCM 14 的运动)和在外部(如根据对支撑盘驱动器的框架的震动，或者当在盘阵列 系统中一起安装多个驱动器时，根据其它盘驱动器的移动)二者产生。这些 扰动引起读/写本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在盘驱动器的操作期间补偿旋转振动的方法，所述盘驱动器包括：可旋转磁记录盘，其具有包含伺服定位信息的多个同心数据磁道；记录磁头，其可移动通过盘，所述磁头能够读取数据磁道中的数据和伺服定位信息；音图电机，用于移动所述磁头；第一和第二线性振动传感器；以及伺服控制处理器，其响应于来自伺服定位信息的位置误差信号，用于产生音圈电机控制信号；该处理器实现的方法包括：　将第一增益因子应用于来自第一传感器的信号，以获得已缩放的第一传感器信号；　将第二增益因子应用于来自第二传 感器的信号，以获得已缩放的第二传感器信号；　从已缩放的第一和第二传感器信号的差产生旋转振动信号；　将旋转振动信号施加到音圈电机控制信号；　在已经将旋转振动信号施加到音圈电机控制信号之后，测量位置误差信号；以及　响应于 所测量的位置误差信号来调整第一和第二增益因子。

【技术特征摘要】
US 2008-9-16 12/211,5691.一种用于在盘驱动器的操作期间补偿旋转振动的方法，所述盘驱动器包括可旋转磁记录盘，其具有包含伺服定位信息的多个同心数据磁道；记录磁头，其可移动通过盘，所述磁头能够读取数据磁道中的数据和伺服定位信息；音图电机，用于移动所述磁头；第一和第二线性振动传感器；以及伺服控制处理器，其响应于来自伺服定位信息的位置误差信号，用于产生音圈电机控制信号；该处理器实现的方法包括将第一增益因子应用于来自第一传感器的信号，以获得已缩放的第一传感器信号；将第二增益因子应用于来自第二传感器的信号，以获得已缩放的第二传感器信号；从已缩放的第一和第二传感器信号的差产生旋转振动信号；将旋转振动信号施加到音圈电机控制信号；在已经将旋转振动信号施加到音圈电机控制信号之后，测量位置误差信号；以及响应于所测量的位置误差信号来调整第一和第二增益因子。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，调整第一增益因子的步骤包括 将来自第一传感器的信号乘以所测量的位置误差信号，并从第一增益因子中 减去产生的乘积，并且其中，调整第二增益因子的步骤包括将来自第二传 感器的信号乘以所测量的位置误差信号，并从第二传感器因子中减去产生的 乘积。3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括将来自第一传感器的信号乘 以调节参数，并将来自第二传感器的信号乘以所述调节参数。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述盘驱动器包括印刷电路板， 并且其中，将所述第一和第二线性振动传感器安装在所述印刷电路板上。5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括当增益因子中的至少一个 的调整量小于预定阈值时，终止增益因子的调整。6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括当音圈电机将磁头从一个 数据磁道移动到另一数据磁道时，终止增益因子的调整。7. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括当磁头不读或写数据时，启动用于4卜偿旋转振动的方法。8. 根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富盈，仙波哲夫，孙晓天，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]