CN1112617C

CN1112617C - 在伺服控制环中获得校正伺服控制信号方法和装置

Info

Publication number: CN1112617C
Application number: CN98120998A
Authority: CN
Inventors: 彼得·马尔
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2003-06-25
Anticipated expiration: 2018-10-19
Also published as: JPH11224472A; CN1223392A; JP4122597B2; DE69826403D1; US6445529B1; EP0911712A1; DE69826403T2

Abstract

在伺服控制环中获得校正的伺服控制信号的一种装置和方法，根据伺服控制信号(43)的动态工作情况计算这种信号的新极值(44)。如果伺服控制信号由于任何原因超过了极值(44)，就用该极值代替它从而校正它。取决于伺服控制信号(43)与极值(44)之间的差(Δ)，新极值可以大于或者小于先前的极值，所述极值可以是最大值或者最小值，从而把伺服控制限制在其最大值或最小值。

Description

在伺服控制环中获得校正伺服控制信号方法和装置

技术领域

本发明涉及在伺服控制环中获得校正的伺服控制信号的一种方法和装置。伺服控制环是一种闭合的环路，用一个定位装置使物体在一个轨道的横向上定位，通过向定位装置提供伺服控制信号而保持物体沿着该轨道并且以轨道为中心移动。由于各种原因可能会使伺服控制信号出现误差，必须采取适当的措施来检测可能的误差，并且获得校正的伺服控制信号。

背景技术

Hirose等人在US5434725中公开了一种用来使磁头相对于一个盘形数据载体定位的装置。用磁头读出伺服数据，通过随后的处理获得一个伺服控制信号和一个编号。用一个比较器将编号与一个预定值相比较，并且在该编号小于预定值时设定一个误差标志。后一种情况被用来指示有缺陷的伺服数据。通常把伺服控制信号用作把磁头定位的输入，但是，如果设定了误差标志，伺服控制信号就是错误的。使用错误的伺服控制信号有可能导致磁头的定位远离轨道，这种误差是很难恢复的。用预先读出和处理过的伺服数据代替所述伺服控制信号来为磁头定位。这样就能补偿有缺陷的伺服数据，并且使定位误差最小。

所述公开的装置处理由于有缺陷的伺服数据造成的误差，这样就能在出现有缺陷的伺服数据之前注意到伺服控制信号的演变。通过使用先前的伺服控制信号代替出错的信号对伺服控制信号的动态工作情况加以考虑。

然而，有缺陷的伺服数据造成的误差仅仅属于许多种可能的误差类型当中的一种类型。可能出现的其他误差是由于伺服控制信号中的突发尖峰造成的。这些尖峰可能是由于一个装置在读出伺服数据时过度偏离了包含该伺服数据的一个伺服轨道而造成的。特别是在突发的外部机械力影响了该装置读出伺服数据或是影响到载有伺服数据的载体时，就会出现过度的偏离。

发明内容

本发明的目的是校正伺服控制信号中的误差，这种误差可能不仅是由于有缺陷的伺服数据造成的。在校正误差时需要考虑到伺服控制信号的动态特征。

本发明用来解决所述问题的方案是提供一种用来在一个伺服控制环中获得校正的伺服控制信号的方法，该方法包括以下步骤：读出伺服数据，处理读出的伺服数据，获得至少一个伺服控制信号，如果伺服控制信号超过了一个确定的极值，就用一个确定的校正伺服控制信号代替伺服控制信号。该方法还包括以下步骤，给予确定的校正伺服控制信号的值与确定的极值成正比，计算一个新极值，并且用新极值代替确定的极值。

按照本发明，在校正伺服控制信号中考虑到了用来计算新极值的伺服控制信号的动态演变。如果伺服控制信号呈现出的动态工作情况超过了固有的实际极值所限定的界限，就用校正的伺服信号代替伺服控制信号。这样就能避免控制信号中突发的尖峰造成的误差。

在按照本发明方法的第一优选实施例中，包括以下步骤：如果伺服控制信号超过了确定的极值，就设定一个标志，如果设定了这种标志，就用确定的校正伺服信号代替伺服控制信号，根据该标志和伺服控制信号的值计算新极值。

在按照本发明方法的第二优选实施例中，所述计算步骤包括以下步骤：如果设定了所述标志，就分别根据所述确定的极值是最大值还是最小值来增大或是减小所述确定的极值，根据确定的极值计算新极值。反之，在没有设定所述标志的情况下，通过以下方式完成计算，如果所述确定的极值是最大值，并且确定的极值与伺服控制信号值之间的差的绝对值分别小于或是大于一个确定的Δ值，就增大或是减小所述确定的极值，以及，如果所述确定的极值是最小值，并且确定的极值与伺服控制信号值之间的差的绝对值分别大于或是小于所述确定的Δ值，就增大或是减小所述确定的极值。

第二优选实施例以一种简单的方式计算新极值。通过给确定的极值加上或是从其减去一个常数就可以增大或是减小确定的极值。

在本发明方法的第三优选实施例中，分别把最小值和最大值用作确定的极值。

因此，一方面为了最小值和另一方面为了最大值，将执行设定标志等等的多个步骤。控制信号被限制在最小值和最大值之间。

按照本发明，解决所述问题的另一种方案是在伺服环路中用一种装置来获得校正的伺服控制信号，该装置包括读出装置，用于从数据载体中读出伺服数据，处理装置，用来从读出的伺服数据中获得至少一个伺服控制信号，并且包括一个比较装置，用来将伺服控制信号与一个确定的极值相比较。其中还包括一个输出装置，如果伺服控制信号超过了所述确定的极值，就产生一个确定的校正伺服控制信号，确定的校正伺服控制信号与确定的极值成正比，以及一个更新装置，用来计算一个新极值，并且用新极值代替确定的极值。其中如果伺服控制信号超过了所述确定的极值，所述比较装置就设定一个标志，如果设定了所述标志，所述输出装置就产生所述确定的校正伺服信号，并且所述更新装置根据所述标志和所述伺服控制信号值计算所述新极值，并且其中所述更新装置包括：第一加法装置，当所述比较装置设定了所述标志时，如果所述确定的极值是最大值，增大所述确定的极值，如果所述确定的极值是最小值，减小所述确定的极值，当所述比较装置没有设定所述标志时，如果另一个比较装置设定了另一个标志，则增大所述确定的极值，如果另一个比较装置没有设定另一个标志，则减小所述确定的极值，第二加法装置，用来确定所述确定的极值与所述伺服控制信号值之间的差的绝对值，另一个比较装置，用来将所述绝对值与确定的Δ值相比较，所述比较装置和所述另一个比较装置被连接到所述第一加法装置，如果所述确定的极值是最大值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于一个确定的Δ值时，设定另一个标志，如果所述确定的极值是最小值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值大于一个确定的Δ值时，设定另一个标志。

一种使物体相对于一个预定的轨道定位的伺服环路定位装置，该装置包括一个跟踪头，所述物体被刚性地固定在跟踪头上，所述跟踪头包括读出装置，用来读出在数据载体上沿着至少一条伺服轨道记录的伺服数据，载体相对于所述预定轨道的间隙是固定的，所述伺服轨道平行于所述预定的轨道，所述伺服环路装置还包括用来使所述跟踪头在所述伺服轨道的横向上定位的横向定位装置，用来处理读出伺服数据的信号处理装置，从而确定所述跟踪头相对于所述伺服轨道的横向位置，并且为所述横向定位装置产生一个伺服控制信号，使所述跟踪头在横向上以所述伺服轨道为中心定位，比较装置，用来将伺服控制信号与一个确定的极值相比较，其特征是：包括一个输出装置，如果伺服控制信号超过了所述确定的极值，输出装置就产生一个确定的校正伺服控制信号，并且把所述确定的校正伺服控制信号提供给所述横向定位装置，用它代替所述伺服控制信号，所述确定的校正伺服控制信号与所述确定的极值成正比，并且还包括一个更新装置，用来计算新极值，并且用所述新极值代替所述确定的极值，其中如果伺服控制信号超过了所述确定的极值，所述比较装置就设定一个标志，如果设定了所述标志，所述输出装置就产生所述确定的校正伺服信号，并且所述更新装置根据所述标志和所述伺服控制信号值计算所述新极值，其中所述更新装置包括：第一加法装置，当所述比较装置设定了所述标志时，如果所述确定的极值是最大值，增大所述确定的极值，如果所述确定的极值是最小值，减小所述确定的极值，当所述比较装置没有设定所述标志时，如果另一个比较装置设定了另一个标志，则增大所述确定的极值，如果另一个比较装置没有设定另一个标志，则减小所述确定的极值，第二加法装置，用来确定所述确定的极值与所述伺服控制信号值之间的差的绝对值，另一个比较装置，用来将所述绝对值与确定的Δ值相比较，所述比较装置和所述另一个比较装置被连接到所述第一加法装置，如果所述确定的极值是最大值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于一个确定的Δ值时，设定另一个标志，如果所述确定的极值是最小值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值大于一个确定的Δ值时，设定另一个标志。

为了更清楚地揭示本发明的特征，以下要用举例的方式来说明。

附图说明

在说明中需要参照图1到7，在这些图中：

图1是伺服环路定位装置的示意图；

图2是一个流程图，表示用来获得校正伺服控制信号的方法；

图3用曲线表示了伺服控制信号和校正伺服控制信号；

图4是一个流程图，表示用来获得校正伺服控制信号的方法的优选实施例；

图5用曲线表示了一种伺服控制信号及其极值；

图6用流程图表明了新极值的计算；

图7用曲线表示了伺服控制信号、最小值、以及最大值(极值)。

具体实施方式

图1中所示的伺服环路定位装置被用来使一个物体1相对于一条预定的轨道2(用虚线表示)定位。物体1例如可是一个读/写头，用来读/写与预定轨道2平行的一条数据轨道中的数据。物体1被一个刚性棒4刚性连接到一个跟踪头3上。跟踪头3上包括读出装置(未示出)(例如磁隙，纵向驱动装置)，用来读出沿着伺服轨道5记录的伺服数据(未示出)。伺服轨道5附带在数据载体6上，并且总是平行于预定的轨道2。这就意味着数据载体6相对于预定轨道2的间隙是固定的。因此，让例如数据载体6上数据轨道之上给定的磁头平行于伺服轨道5是有用的。横向定位装置7可以使跟踪头3在双箭头8所指的伺服轨道5的横向方向上定位。横向定位装置7例如可是一个压电晶体器件。通过一条电缆10把读出的伺服数据发送给信号处理装置9。信号处理装置9处理读出的数据，在输出端11获得伺服控制信号。然后可以把伺服控制信号提供给横向定位装置7。伺服控制信号是在伺服数据处理器9确定了跟踪头3相对于伺服轨道5的横向位置之后获得的。提供给横向定位装置7的伺服控制信号值可以使跟踪头3以伺服轨道5为中心横向定位。输出11被连接到用来设定标志的比较装置12。连接到比较装置12输出端的输出装置13根据这一标志来产生确定的校正伺服控制信号。伺服控制信号或者确定的校正伺服控制信号被发送给横向定位装置7。

比较装置根据伺服控制信号值和一个确定的极值的比较结果来设定所述标志。具体地说，如果伺服控制信号值超过了确定的极值，就置位该标志。更具体地说，如果确定的极值是最大值，就在伺服控制信号值大于该最大值时设定标志。如果伺服控制信号值小于该最大值，也就是没有超过极值，就不设定该标志。

连接到比较装置的更新装置14通过按该标志和伺服控制信号值的函数计算新极值，来更新确定的极值，并且用它代替确定的极值。

图2的流程图表示在一个定位步骤24中是如何获得并且发送校正伺服控制信号或伺服控制信号的。在读出步骤16中读出伺服数据15，随后经处理步骤17处理后获得伺服控制信号18。在比较步骤20中将一个确定的极值19与伺服控制信号18相比较，并如以上标出的设定标志21。根据“标志设定”在具体情况22中的状态，如果该状态是“yes”，就在步骤23中计算出确定的校正伺服控制信号，并且发送给定位步骤24。如果该状态是“no”，就在步骤25中将伺服控制信号18发送给定位步骤24。

在图3中示出了伺服控制信号的曲线26和有一个确定的极值的曲线27。曲线26和27具有在A轴上表示的幅值，它们是时间t的函数。在这种情况下，确定的极值是一个最大值。这就意味着如果伺服控制信号在交叉点28和29上超过了确定的极值，就计算确定的校正伺服控制信号30和31，并且用来代替伺服控制信号，直到后者在交叉点32和33上变成小于确定的极值。校正的伺服控制信号30和31等于确定的极值，并且它们的值处在曲线27上。

图4是一个流程图，表示如何获得校正伺服控制信号30和31并且用来代替伺服控制信号。曲线26上的伺服控制信号266和曲线27上的确定的极值277在步骤34中进行比较，检查伺服控制信号266是否大于确定的极值277。如果是，判定步骤35就在步骤36中设定一个标志。在相反的情况下，判定步骤35就进到步骤37，确认所述标志被复位。两种情况都会到达标志38的框，在判定步骤39中检查标志38。如果设定了标志，就在提供给定位步骤41之前在步骤40中令校正伺服信号30(或31)等于所述确定的极值(曲线27)。如果标志被复位，就在步骤42把伺服控制信号266提供给定位步骤41。

图5示出了伺服控制信号的曲线43和确定的极值曲线44，二者都是随时间t而变化的。曲线43和44用来表明计算一个不同于确定的极值的一个新极值的函数。虚线曲线45与曲线44的平行距离是Δ。

图6的流程图说明如何来更新确定的极值，第一个事件条件455是检查是否设定了误差标志。如上所述，误差标志是在伺服控制信号超过确定的极值时设定的。如果没有设定标志(事件46)，就在步骤47中计算确定的极值DE与伺服控制信号SCS之差的绝对值|δ|：

|δ|＝|DE-SCS|

第二个事件条件48是检查确定的极值是不是最大值。如果是在图5中表示的那种肯定的情况49，就用第三事件条件50来检查|δ|是否小于距离Δ。从图5中可见，这就意味着伺服控制信号的曲线43处在虚线45和确定的极值曲线44之间。

如果出现了事件51，就在步52中增大确定的极值，获得新极值53。例如，这种情况出现在时间TA和TAA之间或是TBB和TB之间。在图5的例子中，用来计算新极值NE的函数FI(DE)具有以下形式：

NE＝FI(DE)＝DE+a

其中当需要增大确定的极值时a是正值。如果在第三事件条件50中|δ|不小于Δ(事件54)，就用第四事件条件55判断|δ|是否大于Δ。如果是(事件56)，就在步骤566中按照函数FD(DE)来减小确定的极值，从中获得新极值：

NE＝FD(DE)＝DE-a (a＞0)

例如，这种情况出现在时间TB和TC之间。如果第四事件条件55显示出错误(事件57)，|δ|就等于距离Δ，并且将新极值NE设定为等于确定的极值DE：

NE＝DE

例如，这种情况出现在时间TC和TD之间。

如果第一事件条件455显示出设定了误差标志(事件58)，就用第五事件条件59检查确定的极值是不是最大值。如果是肯定的情况60，就在步骤61中用函数NE＝FI(DE)计算新极值，从而增大确定的极值。这种情况例如出现在时间TAA和TBB之间，伺服控制信号在此处超过了确定的极值。

在图7中用曲线61表示了另一例伺服控制信号。曲线62代表确定的最大值的演变，类似于参照图5所描述并且按照图6的流程图表示的方式。另一条曲线63代表一个确定的最小值，它是随着时间t而变化的。图6的流程图说明了可以如何来计算不同于确定的最小值的一个新最小值。

如果第一事件条件455显示出没有设定误差标志(事件46)，就在步骤47中用|δ|＝|DM-SCS|计算出|δ|，DM是确定的最小值。

第二事件条件48的结果是否定的，因为确定的极值是最小值，并且通过转移64到达第六事件条件65，来判断|δ|是否小于Δ。如果是肯定的情况66，就在步骤67按照函数FD(DM)减小确定的最小值，获得一个新极值(最小值)NM：

NM＝FD(DM)＝DM-a (a＞0)

如果第六事件条件65显示出错误(事件68)，就用第七事件条件69判断|δ|是否大于Δ。如果是肯定的情况70，就在步骤71按照函数FI(DM)增大确定的最小值，获得新极值(最小值)NM：

NM＝FI(DM)＝DM+a (a＜0)

如果第七事件条件69显示出错误(事件72)，δ就等于距离Δ，并且将新极值(最小值)NM设定为等于确定的最小值DM：

NM＝DM

返回第一事件条件455，如果条件是成立的(事件58)，也就是伺服控制信号超过了确定的最小值，例如图7中的峰值73，则第五事件条件59就会产生错误(事件74)，因为确定的极值是最小值，并且确定的最小值在步骤75中随函数NM＝FD(DM)减小了。

图7的例子很容易说明如何考虑伺服控制信号的动态特征。确定的极值曲线62和63适应伺服控制信号曲线61的动态工作情况，即在图的左侧，伺服控制信号出现较重要的变化，曲线62和63离得很远。曲线62和63在图7的右侧演变到彼此间最接近的位置，伺服控制信号在此处的变化与确定的极值(最小值和/或最大值)相比不太明显。

流程图6表示的更新过程，可以用图1的装置来实现。用于这种目的的更新装置14包括第一加法装置(未示出)，用来执行流程图中的步骤52，566，67和71中增大和减小确定的极值的工作。更新装置还包括第二加法装置(未示出)，它可以按照步骤47计算出|δ|，并且至少还包括用来执行例如事件条件48的比较装置(未示出)。

Claims

1.在伺服控制环中获得校正的伺服控制信号的一种方法，该方法包括以下步骤：

-读出伺服数据，

-处理读出的伺服数据，获得至少一个伺服控制信号，

-如果伺服控制信号超过了一个确定的极值，就用一个确定的校正伺服控制信号代替所述伺服控制信号，

该方法的特征在于还包括以下步骤：

-给予确定的校正伺服控制信号的值与所述确定的极值成正比，

-计算一个新极值，

-用所述新极值代替所述确定的极值，

-如果伺服控制信号超过了所述确定的极值，就设定一个标志，

-如果设定了所述标志，就用所述确定的校正伺服信号代替所述伺服控制信号，

-根据所述标志和所述伺服控制信号的值计算所述新极值，

其中所述计算步骤包括根据所述确定的极值计算出所述新极值的步骤：

-如果设定了所述标志，当所述确定的极值是最大值时，增大所述确定的极值，当所述确定的极值是最小值时，减小所述确定的极值，

-如果没有设定所述标志，则

-如果所述确定的极值是最大值，则当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于一个确定的Δ值，就增大所述确定的极值；当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值大于一个确定的Δ值，就减小所述确定的极值，以及，

-如果所述确定的极值是最小值，则当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值大于所述确定的Δ值，就增大所述确定的极值；当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于所述确定的Δ值，就减小所述确定的极值。

2.按照权利要求1的获得校正伺服控制信号的方法，其特征是，所述计算还包括以下步骤：在没有设定所述标志的情况下，如果所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值等于所述确定的Δ值，就设定所述新极值等于所述确定的极值。

3.按照权利要求1或2的获得校正伺服控制信号的方法，其特征是还包括以下步骤：所述确定的极值分别采用最小值和最大值。

4.在伺服环路中用来获得校正的伺服控制信号的一种装置，该装置包括读出装置(3)，用于从数据载体(6)中读出伺服数据，处理装置(9)，用来从读出的伺服数据中获得至少一个伺服控制信号，比较装置(12)，用来将伺服控制信号(18)与一个确定的极值相比较，其特征是还包括一个输出装置(13)，如果伺服控制信号(18)超过了所述确定的极值，就产生一个确定的校正伺服控制信号，所述确定的校正伺服控制信号与所述确定的极值成正比，以及一个更新装置(14)，用来计算新极值，并且用所述新极值代替所述确定的极值，其中如果伺服控制信号(18)超过了所述确定的极值，所述比较装置就设定一个标志，如果设定了所述标志，所述输出装置就产生所述确定的校正伺服信号，并且所述更新装置根据所述标志和所述伺服控制信号值计算所述新极值，并且其中所述更新装置包括：

第一加法装置，

当所述比较装置设定了所述标志时，如果所述确定的极值是最大值，增大所述确定的极值，如果所述确定的极值是最小值，减小所述确定的极值，

当所述比较装置没有设定所述标志时，如果另一个比较装置设定了另一个标志，则增大所述确定的极值，如果另一个比较装置没有设定另一个标志，则减小所述确定的极值，

第二加法装置，用来确定所述确定的极值与所述伺服控制信号值之间的差的绝对值，

另一个比较装置，用来将所述绝对值与确定的Δ值相比较，

所述比较装置和所述另一个比较装置被连接到所述第一加法装置，

如果所述确定的极值是最大值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于一个确定的Δ值时，设定另一个标志，

-如果所述确定的极值是最小值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值大于一个确定的Δ值时，设定另一个标志。

5.按照权利要求4的用来获得伺服控制信号的装置，其特征是分别将最小值和最大值用作所述确定的极值。

6.一种使物体(1)相对于一个预定的轨道(2)定位的伺服环路定位装置，该装置包括一个跟踪头(3)，所述物体被刚性地固定在跟踪头上，所述跟踪头包括读出装置，用来读出在数据载体(6)上沿着至少一条伺服轨道(5)记录的伺服数据，载体(6)相对于所述预定轨道的间隙是固定的，所述伺服轨道平行于所述预定的轨道，所述伺服环路装置还包括用来使所述跟踪头在所述伺服轨道的横向(8)上定位的横向定位装置(7)，用来处理读出伺服数据的信号处理装置(9)，从而确定所述跟踪头相对于所述伺服轨道的横向位置，并且为所述横向定位装置产生一个伺服控制信号，使所述跟踪头在横向上以所述伺服轨道为中心定位，比较装置(12)，用来将伺服控制信号(18)与一个确定的极值相比较，其特征是：包括一个输出装置(13)，如果伺服控制信号(18)超过了所述确定的极值，输出装置(13)就产生一个确定的校正伺服控制信号，并且把所述确定的校正伺服控制信号提供给所述横向定位装置，用它代替所述伺服控制信号，所述确定的校正伺服控制信号与所述确定的极值成正比，并且还包括一个更新装置(14)，用来计算新极值，并且用所述新极值代替所述确定的极值，其中如果伺服控制信号(18)超过了所述确定的极值，所述比较装置就设定一个标志，如果设定了所述标志，所述输出装置就产生所述确定的校正伺服信号，并且所述更新装置根据所述标志和所述伺服控制信号值计算所述新极值，其中所述更新装置包括：

第一加法装置，

另一个比较装置，用来将所述绝对值与确定的Δ值相比较，

-如果所述确定的极值是最大值，当所述确定的极值与所述伺服控制信号的值之间的差的绝对值小于一个确定的Δ值时，设定另一个标志，

7.按照权利要求6的伺服环路定位装置，其特征是分别将最小值和最大值用作所述确定的极值。