CN1208758C - 在磁盘驱动器伺服系统的设定模式期间减小传动器臂振荡 - Google Patents

Abstract

一种在磁盘驱动器数据处理系统的寻道过程中，用于由谐荡模式激励诱导的传动器臂振荡进行补偿的装置和方法。该传动器臂支持邻近记录表面的磁头，并且伺服环路控制传动器臂的位置。识别臂振荡的频率(302)，随后，开始寻道初(304)来将磁头在记录表面上从初始磁道移动到目的磁道。产生了位置误差信号(PES)来指示相对于目的磁道的磁头位置，并且补偿信号由滤波器基于PES和传动器臂的振荡频率产生。补偿信号适于移去来自传动器臂振荡引起的PES分量，并设置定期间被应用到伺服环路(306)。补偿信号加速设定过程，这样磁道跟随模式更快地达到(308)，在其后补偿信号消失或用另外方式移去(310)。

Description

在磁盘驱动器伺服系统的设定模式期间减小传动器臂振荡

技术领域

本发明一般涉及数据控制装置，并且更特别地涉及但不限制于在寻道结束时通过减小传动器臂振荡改进磁盘驱动器中伺服性能的方法和装置。

背景技术

磁盘驱动器在现代计算机系统和网络中用作主要数据存储装置。典型的磁盘驱动器包括一个或更多的刚性磁存储盘，它们围绕主轴马达设置并且以恒定高速旋转。提供了一个读/写磁头阵列来在限定在磁盘表面的磁道和安装了该磁盘驱动器的主机间传送数据。

将磁头安装到旋转传动器组件，并且通过闭环伺服处理系统可控地定位在邻近磁道的位置。传动器包括传动器马达(诸如音频线圈马达，VCM)和将磁头支撑在磁盘表面的一个或更多个传动器臂。伺服处理系统对探测和估计的磁头位置以及指示所需磁头位置的输入命令作出响应对VCM施加电流使磁头移动。

伺服处理系统主要以两种模式操作：寻道和磁道跟随。寻道操作需要在相应磁盘表面通过磁头向目的磁道的初始加速和随后的加速从初始磁道移动所需磁头到目的磁道。对相对较长的道，使用速度控制逼的方法，磁头速度被反复确定并且与定义磁头所需的速度轨迹的速度分布曲线相比较。在寻道中相对于速度误差(也就是，在真实和所需速度间的差别)对施加到VCM的电流量的纠正。

在这时，磁头到达偏离目的磁道的预定距离(诸如离开一个或更多的磁道)，伺服处理系统转移到将磁头设置到目的磁道的设置模式。随后，该伺服处理系统进入磁道跟随模式，此时磁头跟随目的磁道直到执行下一个寻道操作。因而磁盘驱动设计通常使用了逼近时间的最佳控制，在寻道中使用速度分布曲线控制磁头，使用基于具有相对慢积分的控制器的状态估计器设置磁头到目的磁道上，以及使用基于具有相对快的积分的控制器的相同态估计器用于跟踪随动的。

在寻道中会发生的一个问题是由传动器臂的谐振模式激励诱导磁头的振荡。对VCM突然提供电流以快速加速和减速磁头，提供了对传动器的宽频谱激励，这依赖于各种因子，诸如寻道长度，特定的寻道操作会导致在特定谐振频率(例如800Hz)的传动器臂的激励，并且具有伺服环路不易抑制的明显的振幅或相位特性。这样的振荡不可避免地会延长整个寻道时间，有害地影响数据传送率性能。

现在技术减小这种激励影响的方法，包括了修改速度分布来提供当前电流过渡形状，诸如转让自Hashimoto的美国专利4,965,501；改进物理传动器组件结构来改变振荡频率以达到能够由控制器较好补偿的程度，诸如转让自Schirle等等的美国专利5,801,905；和提供一自适应表以提供在设置模式期间使用的补偿值，诸如转让自Liu的美国专利6,166,876。

虽然可操作，但这些和其它现有技术的方法具有局限性。通过增加加速和减速时间，改变电流分布曲线来减小激励会降低伺服性能。修改物理传动器结构改变机械响应是昂贵的并且不在便于制造中对大量的驱动器中存在的不同电气偏差/机械公差的组合作个别调整。使用驻留在存储器中的自适应表在每个伺服中断处强加了延迟等待花费来访问和取出各个伺服值，并且在较高伺服取样速率中，这个花费变得难以负担，并且还要补偿较大数目的谐波。

因此，需要在工艺中不断改进在设置模式中对传动器臂振荡的补偿，并且本发明涉及了这样的改进。

发明内容

本发明涉及一种补偿在磁盘驱动器数据处理系统中寻道过程中对通过谐振模式激励诱导的传动器臂振荡进行补偿的装置和方法。

根据较佳的实施例，磁盘驱动器处理系统包括有支撑邻近记录表面磁头的传动器臂的传动器组件，和控制传动器臂位置的伺服环路。

首先确定由宽频谱机械谐振激励的传动器臂的振荡频率。确定这个振荡频率，例如，通过包括对该臂的突然加速和减速利用该臂执行寻道。

因此，在开始寻道时刻，要将磁头从记录表面上的初始磁道移动到目的磁道，产生位置误差信号(PES)指示磁头相对于目的磁道的位置。数字滤波器，较佳地为二阶、线性时不变(LTI)结构，产生了基于PES和传动器臂的振荡频率的补偿信号。补偿信号适于移去来自传动器臂振荡的PES分量，并且当磁头设置到目的磁道时施加到伺服环路。一旦伺服环路进入操作的磁道跟随模式，滤波器从环路移去直到下一次寻道。

补偿信号的应用在与传动器臂振荡干扰有关的位置误差信号的在误差灵敏度函数中产生一槽口。该槽口中心的标称值处在传动器臂振荡频率处。该滤波器较佳地通过可编程伺服处理器使用的固件实现来执行磁头控制操作。

依照本发明的一个方面，在使用传动器臂来支撑邻近记录表面的磁头和控制传动器臂移动的伺服环路的数据处理系统中，一种用于消除由传动器臂之谐振模式激励所引起的传动器臂振荡的方法。该方法包括以下步骤：

(a)识别由谐振模式激励所引起的传动器臂振荡的频率；

(b)开始寻道，以便在记录表面上将磁头从初始磁道移动到目的磁道；

(c)接收指示磁头相对于记录表面之位置的位置误差信号；

(d)根据位置误差信号和传动器臂振荡频率，产生补偿信号，所述补偿信号适于去除由传动器臂振荡产生的位置误差信号的分量；以及

(e)当磁头设定在目的磁道上时，施加所述补偿信号到伺服环路。

在本发明的方法中，所述识别步骤(a)可以包括以下步骤：突然加速和减速传动器臂，使得传动器臂经受宽频谱激励；以及测量由激励产生的传动器臂振荡。

本发明的方法还可以包括下述步骤：当从伺服环路去除补偿信号时，进入磁道跟随模式，使得磁头保留在目的磁道上。

在本发明的方法中，所述施加步骤(e)在误差灵敏度函数中产生一个槽口，其中所述误差灵敏度函数将位置误差信号与传动器臂振荡干扰相关联。补偿信号按照下面关系产生：

其中u_ff是补偿信号，PES是位置误差信号，z是z变换，ω₀是槽口频率，η控制了槽口深度，μ₀控制了槽口宽度，α是增益参数，表示伺服环路在ω₀处的闭环增益，是相位参数，表示伺服环路在ω₀处的相位响应，并且T是采样周期。

依照本发明的另一方面，提供了一种数据处理系统。该系统包括：

记录媒体，它具有一记录表面，在所述记录表面定义了多个标称的中心磁道；

传动器组件，它包括一传动器臂，用于支持邻近记录表面的磁头；和

伺服电路，它耦合到传动器组件，并且包括：

伺服控制器，它响应于指示磁头相对于记录表面之位置的位置误差信号，控制磁头位置，所述伺服控制器用于执行寻道操作，以便将磁头从初始磁道移动到目的磁道；以及

滤波器，它可被操作成与伺服控制器并联耦合，用于在设定模式期间，当磁头被带到目的磁道上时，接收所述位置误差信号并且产生一补偿信号，所述补偿信号基于所述位置误差信号和在寻道期间由谐振模式激励所引起的传动器臂振荡频率，所述补偿信号适于消除由振荡产生的位置误差信号的分量。

在本发明的数据处理系统中，伺服电路可以进一步包括：解调器，它响应磁头从记录表面传感得到的伺服数据，产生位置误差信号；和马达驱动器，它对传动器马达施加电流，以便移动传动器臂，所述伺服控制器产生一电流命令信号，该信号与补偿信号组合，产生一经修改的电流命令信号，供马达驱动器用于对传动器马达施加电流。

在本发明的数据处理系统中，伺服电路可以通过突然加速和减速传动器臂使传动器臂经受宽频谱激励，并且测量由激励诱导的传动器臂振荡，来确定振荡频率。

在本发明的数据处理系统中，滤波器可以包括二阶的、线性时间不变的滤波器，该滤波器具有基于三角函数的传递函数。

在本发明的数据处理系统中，传动器组件可以包括多个传动器臂，每个传动器臂用于支撑至少一个磁头，并且滤波器构建为独立补偿各个臂的振荡。

本发明的这些和各种其它的特性和优点可以通过阅读下面的详细描述和查看下面的附图而清楚。

附图说明

图1是示出符合本发明较佳实施例的磁盘驱动器结构俯视平面图。

图2是示出图1中的磁盘驱动器的伺服电路的功能方框图。

图3是示出通过图2的伺服电路使用的一簇速度分布曲线的执行速度控制寻道的示意图。

图4是示出在寻道中使用电流分布的相应的示意图。

图5是示出在设置模式期间在寻道结束处的一对磁头轨迹曲线，并且一个轨迹曲线展示了好的设置特性而其它的轨迹曲线展示了在寻道中诱导了过度的传动器臂振荡的示意图。

图6是示出符合较佳实施例的包括滤波器块的图2中伺服电路控制图。

图7是示出没有滤波器块的图6中伺服环路的误差灵敏度函数的示意图。

图8是示出具有由图6中滤波器块引入的槽口的图7中误差灵敏度函数的示意图。

图9是示出提供具有对应于图8中槽口的尖峰的图6中伺服环路的开环增益的示意图。

图10是示出提供用于传动器臂振荡补偿例程根据本发明较佳实施例执行的设置步骤来移去在寻道中传动器臂振荡的流程图的示意图。

具体实施方式

参考附图，在图1中示出根据本发明较佳实施例设计的磁盘数据处理系统100(后面称作磁盘驱动器)的顶视图。磁盘驱动器100包括容纳有磁盘驱动器100的各种机械元件的磁头/磁盘组件(HDA)101和支持各种电子通信和控制电路的磁盘驱动印刷电路板组件(PCBA)。PCBA附加在HDA101下侧，而且没有在图1中示出。

HDA101包括基础平台102，它与顶盖104(如所示部分被切去)一同形成磁盘驱动器100的内部机盒。主轴马达106以109所示的角度方向转动许多记录磁盘108。传动器110绕盒式支承组件112旋转并且包括许多支持可弯曲悬挂组件(弯曲部分)116的刚性传动器114。该弯曲部分又支持邻近各个磁盘记录表面的相应数目的读/写头118。

当磁盘驱动器停止工作时，磁头118静止在带纹理的着落区120上并且传动器110采用挂钩122保护。在操作中，通过音频线圈马达(VCM)124转动传动器110，VCM包括由邻近永久磁体128的线圈支撑臂127支撑的传动器线圈126。适应限制制动器129限制了传动器移动的角度范围并且用于防止传动器损坏。柔性电路组件130为传动器110提供了通信路径并且包括了预放大/驱动电路(预放大)132。

图2提供了伺服控制电路140的功能方框图(也称作“伺服电路”和“伺服回路”)，用于提供传动器110的闭环位置控制。对于在磁盘驱动器制造期间写到磁盘的以沿径向移位形式设置的伺服场中的伺服位置数据，由选择磁头118传感，通过预放大器132预放大并且提供给调整数据的解调电路(解调器)142以使数字信号处理器(DSP)144使用。

DSP144产生指示磁头位置的位置误差信号(PES)并且输出电流纠正信号到线圈驱动电路148来调整施加到线圈126上的电流并因而调整了所选磁头118的位置。DSP144依照来自顶层磁盘驱动器处理器(没有示出)和在DSP存储器(MEM)146中提供的编程步骤的命令进行操作。DSP144执行寻道，将磁头从一个磁道移动另一个，以及磁道跟随操作使得磁头跟随所选的磁道。

图3示出了在寻道中由伺服电路140使用的一簇寻道速度分布曲线170，它将所选磁头118从原始磁道移动到在相应磁盘表面的指定磁道。该分布图示为指示位置的x-轴172(以要经过的磁道测量，并且“0”指示目标磁道)和指示磁头速度的y-轴174。

减速度部分176(对所有速度分布是共同的)定义了当磁头到达目标磁道时所需磁头118的速度。减速度部分延伸到最大速度值Vmax(虚线178)，那是磁头在寻道时达到的最大速度。减速度部分176在磁道X4达到Vmax线178，它是离开目标磁道的所选磁道数目。

图3示出若干不同的加速部分180，182，184(分别开始于磁道X1，X2，X3)。当磁盘驱动器100执行从磁道X1到磁道X0的寻道操作时，磁头118首先沿着线段180部分加速，再一直沿着Vmax部分线段178，接着沿着部分线段176减速度来达到目标磁道。在寻道中，重复测量磁头118的真实速度并且与速度分布的相应所需速度比较，并且调整电流从而导致磁头标称地跟随速度分布的轨迹。类似地执行来自其它磁道X2和X3的寻道。需要注意在开始减速前沿着部分线段176的来自磁道X3的寻道不会达到Vmax。

图4示出了对位置X轴188和幅度190的y轴值的相应的电流曲线186图，并且从磁道X1到磁道X0的寻道。即，大量的电流192初始施加到线圈126来使得磁头118沿着部分线段180加速。一旦磁头达到Vmax，需要非常小的附加电流来保持磁头处于这个速度。一旦磁头到达磁道X4，有相反极性的相应大量的电流194被施加到线圈126上来沿着部分线段176减速磁头到目的磁道。

当磁头118到达离目的磁道所需距离时(诸如图3所示的离开一个磁道)，伺服电路140从寻道模式转换到设定模式，在尽可能短的时间内定位磁头118到目的磁道。如图3所示，当离开目的磁道0一个磁道时，磁头118需要有速度Vs。

需要注意各个寻道长度代表了对传动器结构的稍微不同的机械激励分布。因此，在一些条件下，在寻道的结束部分，特定的寻道长度会导致不需要的传动器臂114的机械振荡。图5示出了在设定模式(按经过时间X-轴197和位置y轴198绘制)中的一对速度轨迹曲线195，196。曲线195通常示出所需的设定特性，但曲线196展示了在寻道操作中产生的传动器臂114的振铃振荡，导致了过冲和增加的设定时间。主要由传动器结构确定振荡频率，相位和谐波光谱特性。

为了补偿这样的振荡，图6提供了符合本发明较佳实施例的用于图2中伺服电路140的控制方框图。该图包括了控制块C(z)200，设备块P(z)202，滤波器块A(z)204，和开关S1，S2(表示为206，208)。控制器200代表了在寻道中产生电流命令信号的DSP操作部分；因此，控制器提供了在寻道模式中的速度控制和在设定和磁道跟随模式期间向位置控制的过渡。设备202描述了伺服电路140的其余部分，包括线圈驱动器148，线圈126，磁头118，预放大132和解调器142，并且产生提供给控制器200和滤波器204作为输入的位置误差信号(PES)的采样。滤波器204较佳地包括在下面讨论中设计和操作的数字滤波器，以及在所选时间上，诸如在设定位模式模式，在滤波器204中操作的开关S1，S2。在这点上，需要注意滤波器204和开关较有利地是通过由DSP144使用的编程(固件)来实现，但能够替换地以所需的硬件来实现。

为了理解滤波器204的构造和操作的方式，首先需要考虑在寻道结束部分如当在所示的求和连接点210处向PES中注入干扰信号d时所选传动器臂114的振荡。来自滤波器204(通过S2开关208提供)的经滤波的消除信号指定为消除信号u。

干扰将被期待有所选择的幅度和相位特性，并且能够表示为下面的关系：

d₀(k)＝A(k)cos(ω₀kT+θ(k))                      (1)

其中k是样品标号，A是干扰幅度，ω₀是干扰频率，T是取样周期，并且θ是干扰相位。采用这个关系，前馈控制信号的数字值可能表示为：

u(k)＝a(k)cos(ω₀kT)+b(k)sin(ω₀kT)              (2)

需要注意现在的讨论考虑了单输入，单输出(SISO)的离散时间随机系统，但可以理解本发明也可使用其它的系统结构。在离散时间域内用时间标号k，单位延迟运算符q^-1表示转移函数和信号。

图7示出了作为表示干扰频率f功能的误差灵敏度函数S(曲线220)的图象。曲线220中x轴222为频率坐标，y轴224为幅度(dB)。误差灵敏度函数S涉及由干扰引起的位置误差信号(PES)的幅度与干扰本身幅度的关系。这样，误差灵敏度函数S能够表示为：

$S=\frac{\mathrm{PES}}{d_0}---\left(3\right)$

在图7中需要注意在频率f₀以下，误差灵敏度函数S的值小于0dB，并且在频率f₀以上，S高于0dB。这样，在f₀以下振荡干扰的幅度在PES中衰减，高地f₀时，干扰幅度在PES被放大。在频率f₁，误差灵敏度函数S值为最大，超过这个值该函数再次减到0dB。从图6和7，PES可以表示为：

PES(k)＝S(q^-1)d₀(k)-P(q^-1)u(k)                (4)

根据较佳的实施例，在误差灵敏度函数S中滤波器204放置一个或更多的槽口来移去传动器臂振荡的作用。图8提供了另一个误差灵敏度函数S的表示图(曲线230，沿轴222，224作图)，并且槽口232的频率为f₂。设计该槽口对在PES上频率f₂的干涉效应进行滤波。图9提供了相应的开环增益曲线240(作图为频率x轴242和增益Ly轴244)。误差灵敏度函数S涉及下面关系的伺服环路的开环增益：

$S=\frac{1}{1+L}---\left(5\right)$

这样，在图8中误差灵敏度函数S中的槽口232导致了在图9中开环增益函数相同频率处的相应尖峰246。采用正交正弦输入矢量求和的最陡梯度下降的和归一化，归一化的最小均方值(NLMS)更新测则对每个PES样本计算a(k)和b(k)项率，如下所示：

$a(k+1)=a\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{\mathrm{\α}}\cos ({\mathrm{\ω}}_0\mathrm{kT}+\mathrm{\θ})\mathrm{PES}\left(k\right)---\left(6\right)$

$b(k+1)=b\left(k\right)+\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{\mathrm{\α}}\sin ({\mathrm{\ω}}_0\mathrm{kT}+\mathrm{\θ})\mathrm{PES}\left(k\right)---\left(7\right)$

其中

0＜μ₀＜4                                              (8)

$\mathrm{\α}={\left|p\left(e^{\mathrm{j\ωT}}\right)S\left(e^{\mathrm{j\ωT}}\right)\right|}_{\mathrm{\ω}={\mathrm{\ω}}_0}---\left(9\right)$

并且μ₀包含收敛因子，它代表学习速率并且控制在误差灵敏度函数S中产生的槽口宽度。值α代表伺服环路归一化闭环增益的幅度，并且值代表了伺服环路归一化闭环增益的相位响应。通过测量伺服环路的频率响应确定参数α和(如下面讨论在干扰存在情况下)并且然后用作先验知识以提供环路匹配效应。所得的方程(6)和(7)的NLMS更新法则结果展示了对参数a(k)和b(k)可靠的指数收敛。现有技术经向摆动消除滤波器不使用这样环路匹配，并且从而对于较大的学习速率易于发散。对任意的目标频率ω₀，用α归一化学习速率导致了一致的收敛速率。较大的μ0可得到较佳的A(k)和2(k)跟踪。

已经确定上述的滤波器是自适应非线性时变的，事实上提供了二阶，线性，时不变(LTI)系统。这个线性，时不变系统可以用下面的关系描述：

其中

A(z)是滤波器部分的响应；

z是z变换；

ω₀是槽口频率；

η控制了槽口深度；

μ₀控制了槽口宽度；

α是表示在ω₀处的伺服环路闭环增益的增益参数；

是指示在ω₀处的伺服环路闭环相位响应的相位参数，并且

T是采样周期。

类似的，η通过而测量伺服环路频率响应确定并且用作先验知识。虽然传动器臂的振荡将一般存在在一种主要谐振频率上，附加滤波器部分可以按需要使用以计及臂的不同谐振模式。

在滤波器204伺服电路中的开环增益能够表示为

L(z)＝P(z)C(z)+P(z)A(z)                     (12)

并且误差灵敏度函数可以表示为：

$S\left(z\right)=\frac{1}{1+p\left(z\right)C\left(z\right)+p\left(z\right)A\left(z\right)}---\left(13\right)$

采用方程(10)实现的滤波器204是稳定的尖峰滤波器。它的标度是可伸缩的，因为它可以设置在基本上任意的频率，包括靠近或在通过频率处。因为闭环匹配效应，方程(10)可靠地在所需频率ω₀处在误差传递函数S上提供了一个槽口。

在示出的实施例中，滤波器204包括了对每个臂储存参数α，，μ，η和T的表(没有分开示出)，以接着用于搜寻由相应的臂支撑的磁头。特别地，在速度受控寻道中，S1开关206(图6)闭合以初始化滤波器204，但是开关S2 208保持打开直到设定模式开始，其中开关S2的点也被闭合。一旦设定模式完成并且控制器切换到磁道跟随模式，开关S1和S2接头打开直到下一个寻道顺序。

图10提供了传动器臂振荡补偿例程300的流程图，示出了执行符合本发明较佳实施例的步骤以补偿在寻道期间由振荡模式激励诱导的补偿传动器的振荡。

在步骤302，依次测量各个臂的振荡特性来识别由于宽频谱激励的臂振荡的一个(或多个)频率ω₀。这样的测量可以采用许多种方法。在指定为本发明受让人的Waugh等的美国专利5,661,615中一般讨论了一种较佳的方法，其中用加速和减速电流的突然改变来执行寻道测试，在其后，使用诸如离散傅里叶转换(DFT)等适当的分析方法通过分析PES样本来测量振荡频率和相位。接着选择滤波器204的其余参数来补偿这样的振荡并且存储参数值以备随后的使用。在制造或随后的场使用中可以进行这样的操作。而且，可以根据设定特性对时间的经验估计来选择和调整参数。

此后，如步骤304所示，对所选磁头118的寻道一开始，较佳地闭合开关S1206来初始化滤波器204。在伺服电路140转换到设定模式的时刻，如步骤306所示，用于滤波器204中开关的开关208 S2也闭合，滤波器提供了对PES的滤波来补偿臂振荡。需要注意滤波器204可以较佳地切换，而不考虑是否事实上在臂中有诱导了振荡的特定寻道操作，因为滤波器的操作将不会有害地影响缺乏这样振荡的伺服操作。在替换的实施例中，可以设计这仅当先前发现的寻道长度存在不可接收的设定特性时才将滤波器204切入。

一旦磁头118达到了在磁道上的合格条件时，在步骤308将伺服电路140转换到磁道跟随模式，并且开关S1，S2接着打开来从步骤310的环路中将滤波器204移去。在下一个寻道操作开始时，例程接着返回步骤304。

在替换的表示中，本发明的一个实施例涉及消除通过在数据处理系统100的传动器臂的谐振模式激励诱导的传动器臂振荡的方法，包括识别通过谐振模式激励诱导的传动器臂振荡频率的步骤(步骤302)；初始化寻道以把磁头在记录表面上从起始磁道移动到目的磁道(步骤304)；当磁头设定到指定磁道上时，接收指示磁头相对于指定磁道位置的位置误差信号，根据位置误差信号产生补偿信号和传动器臂振荡的频率并且配置为移去由寻道诱导的振荡频率上传动器臂振荡产生的位置误差信号的分量，并且当磁头设定到目的磁道时施加补偿信号到伺服环路(步骤306)。

在另一个实施例中，该方法进一步包括突然加速和减速传动器臂来使传动器臂处于宽频谱激励，并且测量由激励产生的传动器臂振荡。在另一个实施例中，该方法进一步包括了当从伺服环路中(步骤308，310)移去补偿信号时，进入磁道跟随模式以使磁头保留在目的磁道上。

在另一个实施例中，补偿信号的应用在误差灵敏度函数230中产生了把位置误差信号与传动器臂振荡干扰相关的的槽口232，其中槽口中心标称地位于传动器臂振荡频率处。根据进一步的实施例，补偿信号根据下面的关系产生：

其中u_ff是补偿信号，PES是位置误差信号，z是z变换，ω₀是槽口频率，η控制了槽口深度，μ₀控制了槽口宽度，α是在ω₀处的伺服环路闭环增益的增益参数，是指示在ω₀处的伺服环路的RV环路相位响应的相位参数，并且T是样品周期。

本发明进一步涉及的数据处理系统100包括上面定义的多个标称的同轴磁道的记录表面108和包括支撑邻近记录表面的磁头118的传动器臂114的传动器组件110。伺服电路140包括伺服控制器200，它响应指示关于记录表面磁头位置的位置误差信号控制磁头的位置，设计伺服控制器执行寻道操作来从初始磁道移动磁头到目的磁道。伺服电路进一步包括可操作地与伺服控制器并联耦合的滤波器204，来在设置模式期间当磁头停留在目的磁道上时接收位置误差信号并且产生补偿信号。补偿信号是根据位置误差信号和在寻道期间由谐振模式激励诱导的传动器臂振荡的频率。补偿信号适于消除来自传动器臂振荡的位置误差信号的分量，在先前的寻道操作期间确定的振荡频率。在进一步的实施例中，滤波器204如讨论设计为是二阶的，线性时不变(LTI)滤波器。

为了附加的权利要求，可以理解符合图10中的流程图通过含有控制器200和滤波器204的伺服电路140的装置执行“识别在寻道操作期间由谐振模式激励诱导的传动器臂振荡的频率，其中磁头从初始磁道移动到目的磁道，并且随后在设定模式期间消除振荡分量，此时磁头被带到邻近所选择的磁道”的功能。可以进一步理解现有技术的结构，诸如在前面提到的转让自Hashimoto的美国专利4,965,501；转让自Schirle等等的美国专利5,801,905；和转让自Liu的美国专利6,166,876，这并不包括在权利要求的范围中并且进一步明显地排除在前述结构的“等价”定义范围之外。

很清楚，本发明很适于得到前面提到的固有的结果和优点。虽然本发明较佳的实施例描述了这个发明的目的，可以进行许多的修改，这些修改可以由那些普通技术人员自己提供并且这些修改包含在本发明和附加的权利要求所揭示的精神中。

Claims (10)

1.在使用传动器臂来支撑邻近记录表面的磁头和控制传动器臂移动的伺服环路的数据处理系统中，一种用于消除由传动器臂之谐振模式激励所引起的传动器臂振荡的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)识别由谐振模式激励所引起的传动器臂振荡的频率；

(b)开始寻道，以便在记录表面上将磁头从初始磁道移动到目的磁道；

(c)接收指示磁头相对于记录表面之位置的位置误差信号；

(d)根据位置误差信号和传动器臂振荡频率，产生补偿信号，所述补偿信号适于去除由传动器臂振荡产生的位置误差信号的分量；以及

(e)当磁头设定在目的磁道上时，施加所述补偿信号到伺服环路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别步骤(a)包括以下步骤：突然加速和减速传动器臂，使得传动器臂经受宽频谱激励；以及测量由激励产生的传动器臂振荡。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：当从伺服环路去除补偿信号时，进入磁道跟随模式，使得磁头保留在目的磁道上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加步骤(e)在误差灵敏度函数中产生一个槽口，其中所述误差灵敏度函数将位置误差信号与传动器臂振荡干扰相关联。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，补偿信号按照下面关系产生：

其中u_ff是补偿信号，PES是位置误差信号，z是z变换，ω₀是槽口频率，η控制了槽口深度，μ₀控制了槽口宽度，α是增益参数，表示伺服环路在ω₀处的闭环增益，是相位参数，表示伺服环路在ω₀处的相位响应，并且T是采样周期。

6.一种数据处理系统，其特征在于，包括：

记录媒体，它具有一记录表面，在所述记录表面定义了多个标称的中心磁道；

传动器组件，它包括一传动器臂，用于支持邻近记录表面的磁头；和

伺服电路，它耦合到传动器组件，并且包括：

伺服控制器，它响应于指示磁头相对于记录表面之位置的位置误差信号，控制磁头位置，所述伺服控制器用于执行寻道操作，以便将磁头从初始磁道移动到目的磁道；以及

滤波器，它可被操作成与伺服控制器并联耦合，用于在设定模式期间，当磁头被带到目的磁道上时，接收所述位置误差信号并且产生一补偿信号，所述补偿信号基于所述位置误差信号和在寻道期间由谐振模式激励所引起的传动器臂振荡频率，所述补偿信号适于消除由振荡产生的位置误差信号的分量。

7.如权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，伺服电路进一步包括：

解调器，它响应磁头从记录表面传感得到的伺服数据，产生位置误差信号；和

马达驱动器，它对传动器马达施加电流，以便移动传动器臂，所述伺服控制器产生一电流命令信号，该信号与补偿信号组合，产生一经修改的电流命令信号，供马达驱动器用于对传动器马达施加电流。

8.如权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，伺服电路通过突然加速和减速传动器臂使传动器臂经受宽频谱激励，并且测量由激励诱导的传动器臂振荡，来确定振荡频率。

9.如权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，滤波器包括二阶的、线性时间不变的滤波器，该滤波器具有基于三角函数的传递函数。

10.如权利要求6所述的数据处理系统，其特征在于，传动器组件包括多个传动器臂，每个传动器臂用于支撑至少一个磁头，并且滤波器构建为独立补偿各个臂的振荡。

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