CN1375828A - 偏心率补偿装置 - Google Patents

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Abstract

使用致动器的频率响应特性的盘驱动伺服系统的偏心率补偿装置,致动器用于驱动读写头到盘上的一个位置,以从盘上读出数据或从盘再现数据,包括:误差检测器,用于检测参考读写头位置和盘上读写头实际位置之间的位置误差;第一补偿控制器,用于从误差检测器接收位置误差并且改变读写头实际位置,以补偿位置误差;第二补偿控制器,用于产生并且输出一个控制值,以补偿随着使盘旋转的一个主轴的相位而变化的偏心率;增益/相位调整器,它依照盘再现速度而调节从第二补偿控制器输出的控制值的增益和相位。基于致动器频率响应特性,通过调整在特定再现速度下估算出的用于偏心率补偿的控制数据,该偏心率补偿装置可以完全补偿在不同再现速度下的偏心率。

Description

偏心率补偿装置
                      技术领域
本发明涉及到一种在盘驱动伺服系统中的偏心率补偿，更具体地，本发明涉及到这样一种盘驱动伺服系统偏心率补偿装置，基于致动器的频率响应特性，通过调节以特定再现速度估算的并且贮存在一个前馈查阅表中的控制数据的增益和相位，它可以有效地适应盘再现速度的变化。
                      背景技术
当盘旋转时，盘磁道的中心偏离主轴的轴心，出现偏心率。由于偏心率表现为盘驱动系统上的周期性干扰，因此显著地降低了其中的磁道跟踪性能。特别是，当盘再现速度(＂盘再现速度＂)增加时，偏心率加大地降低盘驱动系统的控制性能。因此，为了以高速再现速度精确地跟踪磁道，需要有效地补偿偏心率。已经开发了一些用于补偿偏心率的技术。
图1展示了一个用于补偿偏心率的常规盘驱动伺服系统的例子。参考图1，常规盘驱动伺服系统包括一个光学系统100、一个反馈控制器110、一个前馈查阅表120以及一个致动器130。光学系统100检测盘上读写头(head)的实际位置和参考读写头位置d(t)之间的一个误差e(t)，并且输出检测出的误差e(t)，此误差对应于致动器130的一个位移。反馈控制器110依照误差e(t)完成补偿控制，以输出一个致动器驱动控制值Ufb(t)。为了补偿偏心率，前馈查阅表120输出一个依照主轴的相位估算并存储的致动器驱动控制值Uff(t)。利用一个控制值U(t)，致动器130被移动到盘上的一个位置，此控制值是通过分别从反馈控制器110和前馈查阅表120输出的致动器驱动控制值Ufb(t)和Uff(t)而获得的。
常规盘驱动伺服系统通过以下措施来补偿偏心率，即在前馈查阅表120中存储用于偏心率补偿的补偿值，并且输出补偿值与从反馈控制器110输出的控制值的求和结果，作为致动器驱动控制值。偏心率根据主轴的相位而改变。
在盘驱动伺服系统内出现的偏心率具有恒定大小并且随着盘再现速度的改变而改变频率。由于盘再现速度改变引起的偏心率对本系统的影响随致动器130的频率响应特性而改变。因此，为了有效地补偿偏心率，每次盘再现速度改变时，前馈查阅表120的数据都需要被更新。由于在高再现速度，偏心率显著地增大，从而反馈控制器110不能恰当地完成一个跟踪控制。在这种情况下，前馈查阅表120的数据不能被更新，因此不可能做到致动器130的偏心率补偿。
                      发明内容
为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种盘驱动伺服系统的偏心率补偿装置，基于致动器的频率响应特性，通过调节以特定再现速度估算出的并且保存在前馈查阅表中的控制数据的增益和相位，它可以有效地适应盘再现速度的变化。
因此，为了完成上述目的，本发明提供了一种盘驱动伺服系统的偏心率补偿装置，它使用一个致动器的频率响应特性，其中致动器用于驱动读写头到盘上的一个位置，以从盘上读出数据或者从盘再现数据，此偏心率补偿装置包括：一个检测盘上参考读写头位置和读写头实际位置之间的位置误差的误差检测器；一个为补偿位置误差而从误差检测器接收位置误差并且改变读写头实际位置的第一补偿控制器；第二补偿控制器，用于产生并且输出一个控制值，以补偿随着使盘旋转的主轴的相位而变化的偏心率。以及，一个增益/相位调整器，它依照盘再现速度来调节从第二补偿控制器输出的控制值的增益和相位，其中，通过计算从第一补偿控制器和增益/相位调整器输出的信号的总量，而获得致动器的驱动信号。
更可取的是，第二补偿控制器是一个前馈查阅表，用来存储以预定再现速度估算的控制数据，该数据通过增益和相位调整而用于偏心率补偿。
更可取的是，增益/相位调整器基于致动器的频率响应特性依照一个再现速度来调节从第二补偿控制器输出的控制值的增益和相位。
                      附图说明
参考附图，通过详细描述一个最佳实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，其中：
图1是一个用于补偿偏心率的一个常规盘驱动伺服系统的方框图；
图2是一个依照本发明的使用盘驱动伺服系统的致动器的频率响应特性的偏心率补偿装置的方框图；以及
图3(a)和3(b)是用来展示致动器的频率响应特性的例子的图表。
                      具体实施方式
参考图2，一种依照本发明的使用盘驱动伺服系统中的致动器的频率响应特性的偏心率补偿装置包括一个致动器200、一个误差检测器210、第一补偿控制器220、第二补偿控制器230以及一个增益/相位调整器240。
致动器200决定用于在盘上记录数据或者再现记录数据的读写头的位置(拾取头等等)。由于偏心率对系统的影响依赖盘再现速度而改变，在驱动致动器200以精确地跟随一个磁道的过程中，对由偏心率引起的误差进行的恰当的补偿控制是需要的。误差检测器210可检测盘上参考读写头位置d(t)和读写头实际位置之间的一个误差e(t)(位置误差)。第一补偿控制器220接收来自误差检测器210的位置误差e(t)，产生并且输出一个致动器控制值Ufb(t)，以通过改变读写头的实际位置来补偿位置误差e(t)。使用各种可能的控制算法而获得从第一补偿控制器220输出的致动器控制值Ufb(t)，通常采用一个相位超前-滞后控制器。第一补偿控制器220充当一个反馈控制器，用于接收一个基准信号和致动器200的一个实际信号(它相当于读写头的实际位置)，并且使用该接受的信号完成补偿控制。第二补偿控制器230以一个周期为单位接收并且存储控制值，以补偿由周期性干扰例如在一个特定的再现速度下盘的偏心率所引起的致动器200的误差。在此，控制值是指在特定再现速度下估算的用于在改变再现速度时补偿偏心率的致动器200的相位和增益特征的估计值。第二补偿控制器230充当一个用于预先存储的估算的补偿值的前馈查阅表，该补偿值是在进行补偿控制之前或进行补偿之时，对于在特定再现速度下出现的偏心率而估算致动器200的增益和相位特性，根据模拟、测试或者经验而确定的。基于致动器200的频率响应特性，增益/相位调整器240依照再现速度的变化，来调节从第二补偿控制器230的输出信号的相位和增益，并且输出一个调整值Uff(t)。即使再现速度改变，但只要再现速度小于一个预先确定的值，致动器200就能保持一个恒定的相位和增益。然而，当再现速度是一个预先确定的值或者更大时，增益就会减少并且相位滞后就会增加。也就是说，在大于预定值的再现速度情况下，致动器200的控制特性会显著地变化。基于取决于再现速度变化的致动器200的频率响应特性，通过改变第二补偿控制器230的输出值的增益和相位，增益/相位调整器240计算出调整值Uff(t)。根据通过计算从第一补偿控制器220输出的致动器控制值Ufb(t)和从增益/相位调整器240输出的调整值Uff(t)的总和而获得的驱动信号来驱动致动器200。
图3(a)和3(b)是用来展示致动器200的频率响应特性的一个例子的图解表示法。图3中的图表(a)和(b)展示增益和相位相对于频率的变化。甚至当盘再现速度改变时，识别致动器200的频率响应特性也能使第二补偿控制器230从其中存储的估算补偿值计算调整值Uff(t)，以用于在改变再现速度时进行补偿，即使他们已经被估计为一个低速再现。
现在说明图2中偏心率补偿装置的操作。使用一个基于主轴相位而获得的前馈查阅表来补偿偏心率以多种方式来实现。一种方法是韩国第2000-0049866号专利申请(2000年8月26日申请)公开的使用学习控制技术进行偏心率补偿。在一个特定再现速度下，在此速度下与图2中的第一补偿控制器220相应的反馈控制器可平稳地运转，前馈查阅表中用于偏心率补偿的控制数据可以使用一个跟踪误差信号采用多种方式来估算。如果用于偏心率补偿的前馈查阅表的控制数据是精确测定过的，则跟踪误差的大小为零，并且使用方程式(1)可以获得前馈查阅表： U ff = D ( s ) G ( s ) … … ( 1 )
在此，用于Uff(t)和D(t)的拉普拉斯变换的Uff(s)和D(s)分别表示前馈查阅表和偏心率的控制数据，G(s)表示一个致动器200的传递函数。只有频率随盘再现速度而变化时，偏心率D(s)才拥有恒定的大小和相位。致动器200的传递函数G(s)表示致动器200的频率响应特性，随着频率的增加，增益减少并且其相位滞后。如果在一个特定盘再现速度下使用方程式(1)估算的前馈查阅表的数据Uff(s)用于不同速度(通常是一个较高的再现速度)下的再现，由于存在偏心率情况下的致动器的增益和相位在任何再现速度下是同样的，那么在较高的再现速度下用于偏心率的补偿则是不正确的。这是因为没有考虑在此再现速度下由致动器200的频率响应特性引起的实际增益衰减和相位滞后。因此，如果再现速度有大的改变，那么在特定再现速度下估算出的前馈查阅表的控制数据就不能以相同方式应用。
然而，根据本发明，基于以一个特定再现速度下估算出的前馈查阅表中的控制数据，增益/相位调整器240可以补偿由再现速度改变而引起的致动器的频率响应特性G(s)中的增益衰减和相位滞后，而无需在再现速度每次变化时更新前馈查阅表中的控制数据。也就是说，有可能使用在一个低再现速度度下估算出的前馈查阅表中的控制数据用于高速的再现。在这种情况下，增益/相位调整器240补偿在改变再现速度的情况下由频率变化引起的增益衰减和相位滞后，此处的所述的频率变化也就是致动器200的频率响应特性。基于致动器频率响应特性，通过调节在特定再现速度下估算出的用于偏心率补偿的控制数据，根据本发明的偏心率补偿装置可以完全补偿在不同再现速度下的偏心率。

Claims (3)

1.一种使用一个致动器的频率响应特性的盘驱动伺服系统的偏心率补偿装置，此致动器用于驱动读写头到盘上的一个位置，以从盘上读出数据或者从盘再现数据，此装置包括：
误差检测器，用于检测参考读写头位置和盘上读写头实际位置之间的位置误差；
第一补偿控制器，用于从误差检测器接收位置误差并且改变读写头实际位置以补偿位置误差的；
第二补偿控制器，用于产生并且输出一个控制值以补偿随着使盘旋转的主轴相位而变化的偏心率；以及
增益/相位调整器，用于根据盘再现速度来调节从第二补偿控制器输出的控制值的增益和相位，
其中，致动器的驱动信号是通过计算从第一补偿控制器和增益/相位调整器输出的信号总和而获得的。
2.按照权利要求1的装置，其中，第二补偿控制器是一个前馈查阅表，用于存储以预定再现速度估算出的控制数据，该控制数据通过增益和相位调整而用于偏心率补偿。
3.按照权利要求1的装置，其中，增益/相位调整器基于致动器的频率响应特性根据再现速度来调节从第二补偿控制器输出的控制值的增益和相位。
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