CN1384961A - 用于精细定位传感器的微致动器感应的反作用力 - Google Patents
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Abstract
压电元件或类似微致动器在包括有至少两个与大主体弹性耦合的块的系统中执行精细定位。伺服控制器从第一块上的传感器接收位置信号,从该信号产生控制将其他块与主体耦合的微致动器的信号。因而,其他块的移动在主体和第一块上施加了反作用力。实例包括盘驱动器系统,在这种系统中,反作用力用于抵消致动器主体或致动器臂中一个或多个不需要的扰动。
Description
相关申请
本发明要求1999.10.28申请的US临时申请号60/162,189文件的权益。
技术领域
本发明涉及结合有微致动器和位置传感器的伺服控制系统,并且具体说是对位置传感器的移动进行足够精确的控制,以用于机电信息处理系统。
背景技术
对换能器或类似传感器的精确控制变得越来越重要,特别是在大容量存储领域。光盘和磁盘通常在径向每英寸含有几万个道。这个密度还在持续快速上升,因而就要求在头定位中具有更高的精确性。过去,头定位通常是通过控制具有大尺度电机的致动器臂,例如音圈电机,来定位致动器臂末端平衡环上的头来实现头定位。不幸地是,这种大尺度电机通常缺少足够的分辨率来有效调节高道密度盘。这样,就需要高分辨率头定位机械结构来调节更高密度间隔排列的道。
一种期望的头定位系统除传统的低分辨率致动器外还包括高分辨率微致动器,因而通过双级致动实现头定位。已经考虑过各种微致动器设计用于实现高分辨率头定位,包括压电、电磁、静电、电容、流体和热致动器。这种结构的示例在美国专利4,431,934(“Electrically Actuated Piezoelectric ControlElement”)由Peter Kleinschmidt等人在1984.2.14公布,中有提供。
已经提议了这种微致动器沿每个致动器臂的各种定位,包括在平衡环和头之间的接口。这种系统在美国专利5,189,578(“Disk System with Sub-Actuatorsfor Fine Head Displacement”)由Kenji Mori等人在1993.2.23公布;以及美国专利5,657,188(“Head Suspension with Tracking Microactuator”)由RyanA.Jurgenson等人在1997.8.12公布,中有示范。
当前建议的更多有关内容是在美国专利6,002,549(“Dither Microactuatorsfor Stiction Release in Magnetric Disc Drives”)由Alan David Berman等人在1999.12.14公布,中所提供的结构。将致动器臂16的旋转轴14附近的压电元件26作为示例。压电元件26是用于将滑动器24相对于盘30上道34精细定位。施加给压电元件26的电压引起压电元件的选择性伸张或收缩,因而,引起致动器臂16的变形,从而实现滑动块在可旋转盘30所选道上的精细定位。
构造和配置微致动器的各种方法已经为人们所熟知,并且对它们还在进行进一步的改进。计算和成本约束仍然限制了它们在位置控制许多方面的应用。而且,先前的微致动器控制系统没有对反作用力进行处理,而发明人已经发现它会破坏快速、动态的位置控制。因而,现有的伺服定位系统不允许在性能方面不断提高,而这正是进一步提高记录数据密度所需要的。因而,在本领域中需要有效的伺服定位系统,该系统能有效地选择性防止或减少机械共振。
发明内容
本发明提供了一种对通过微致动器与主体可挠曲耦合的两个或更多块的伺服系统进行控制的新颖方法。控制器从第一块上的传感器接收位置信号,依据位置信号它就生成一个信号来控制与主体的第二块耦合的微致动器。因而,第二块的移动对主体和第一块施加受控的反作用力,这就有助于减少不需要的振动分量。
在此所用的“主”微致动器是指在第一块和(更加大)主体之间耦合的微致动器,而“第二”微致动器是指在第二块和主体之间耦合的微致动器。本发明的装置包括至少一个主微致动器和一个第二微致动器。除非注明,任何对“移动”的引用都是指相对主体控制块。
在第一实施例中,每个块与两个压电元件和一个弹性枢轴耦合,它们也与主体耦合。压电元件在电压状态时,在弹性枢轴的每侧上是压缩偏置。第一和第二块都包括具有位置传感器的末端。枢轴配置用于基本并行工作,允许每个位置传感器沿由各表面定义的曲线路径移动,这些表面是基本平行的。控制器同时反向驱动每对微致动器,因而,每个块加速感应致动器主体上的等量反作用力。最好选择具有大致相同转动惯量的块,并且因而能由公共控制信号进行驱动。或者,至少获得一个具有与各块之间惯量比相关的预定乘数的信号。
在第二实施例中,数据存储盘在几个致动器主体臂之间交错。在盘之间的每个臂通过各微致动器与一对具有横向移动控制的头运送负载梁耦合。所选头通过控制音圈电机和主微致动器跟随其盘上的道。在另一臂上的至少一个第二微致动器进行相对加速,因而,抵消主微致动器将致动器主体平行于表面旋转的趋向。在较佳系统中,使用了两个这种第二微致动器,并且“第三”微致动器(位于与主致动器相同的臂上)与主微致动器同相移动。在这种方式中,第三微致动器抵消了主微致动器扭曲共享臂的趋势(围绕平行于盘的轴),并且第二微致动器抵消了共享臂围绕其主轴旋转致动器主体的倾向。
在第三实施例中,通过数据存储盘在致动器主体的几个臂之间交错,两个所选的头同时在两个数据表面上转换信号。主微致动器同时提供控制信号,因此,每个所选的头沿各自道随动。通过向至少一个没有用于道随动的微致动器施加现有控制信号的固定增益放大形式,就能至少系统地减少一个无用振动。这样就改善了所选两个头上的性能,而不需要额外的伺服信道。
通过下述附图和随同的详细描述,本发明的更多特征和优点对于本领域的一般技术人员来说将变得更加明显。
附图说明
图1是具有致动器组件的信息处理系统顶视图,其机械特征基本上依比例决定。
图2是图1系统的侧视图。
图3示出图1系统如何使得致动器组件的主体更加迅速地调整到其目标位置。
图4示出包含有本发明伺服定位系统的另一信息处理系统。
图5示出本发明方法的流程图
图6是本发明第三实施例的图解描述,使用能够超过一个的伺服信道来改进微致动器的控制。
具体实施方式
不属于本发明部分的伺服定位的许多方面出于简洁就被省略,避免了对本发明精髓的不必要干扰。这包括:(1)数学上组合所接收传感器信号以获得伺服控制信号的专用电路;(2)构造微致动器的技术,包括压电元件的并行和串行配置;以及(3)偏置和传感器/信道选择机构。虽然,下面的实例示出足够多的细节允许本领域熟练技术人员实现本发明,有关本发明的主旨比下面任一实例更加宽泛。本发明的范畴在本文本结尾的权利要求中有明确的定义。
图1是适用于本发明的具有致动器组件110的盘驱动器10的顶视图。安置了一叠一个或更多的盘,因而其可以绕轴214旋转。当从道216读取数据时,换能器头171必须定位在道中心218附近。对于粗调节,致动器组件110的主体114绕轴117旋转,因而,换能器头171向目标道216移动。换能器头171由承载梁118支撑,该梁通过传统的方法由致动器臂116支撑。在致动器臂116的一部分比头171更加靠近轴117的部分,一种精细调节机构包括能绕弹性枢轴128水平面旋转头171的压电微致动器160。
盘驱动器10还包括盘控制器220。当激活时,换能器头171将信号提供给读信道222,该信道将信号提供给伺服控制器224指示头位置。随后,伺服控制器使得驱动器/接收器226激活一个或更多的微致动器160。通过选择头171,微致动器控制可以保持头171静止或根据已有方法将头171在第一方向81上移动。同时,根据本发明的第一实施例,致动器组件110的另一部分111可以在相反方向82上移动以减少致动器组件主体114的净侧向反作用。主体114是绕轴117具有比配重部分111更加大角惯量的刚性结构。部分111至少与致动器臂116和承载梁118的组合有相同大小的角惯量。
微致动器“移动”在此是相对于比移动“块”更加重的“主体”进行描述。尽管微致动器的一部分仍然保持静止,但微致动器也是相对于主体移动。如在此所述,这种移动可以通过相对主体移动最大距离的微致动器部分来测量。
图2是图1盘驱动器10的侧视图,更加清楚地示出电机的传统配置,该电机包括音圈192和一对磁铁194。当选中时,头171、172、173、174每个都配置为从一叠数据存储盘210的各表面上进行读取或写入。首先,选中头171。信号通过读信道222在所选头171之间传送,它也给伺服控制器224提供了伺服信息。当头171接近预定目标(例如道中心218)到可由微致动器控制头171移动的范围中时,伺服控制器224通过驱动接收器226提供控制信号来响应,因而,将所选头171向目标移动(即顺时针方向)。
头171这种移动的一种固有影响是施加给主体114的逆时针方向水平反扭矩。实际上,将这种扭矩考虑在音圈电机的精确控制中是很麻烦的。根据第一实施例,伺服控制器224通过使得配重在方向82上移动来减少这种误差,而不是容忍这种反扭矩引起的误差。
一种实现这种控制的方法就是由伺服控制器224反向驱动微致动器140,该微致动器140和具有与微致动器160耦合的块大约相同转动惯量的块耦合。只要微致动器140逆时针移动块141不超过微致动器160顺时针移动块161的两倍,就会减少反作用扭矩引起的误差。
可任意选择至少一个微致动器140不用于控制其相应块141的移动。例如,如果微致动器140正用于检测振动,或保存电流,就可能需要。因为没有大致与包括所选头的块具有相同转动惯量的块可用于微致动器反向平衡控制,就使用另一块减少反作用扭矩引起的误差。在图2中,绕轴117的块151的转动惯量比块161的转动惯量大50%。因此,需要将控制信号提供给微致动器150,以便将块151移动大约是由微致动器160移动块161距离的j/J倍。只要块151在该“最佳反向平衡”距离的50%中移动,该控制信号的大致效果为使施加在主体114上的反作用扭矩另外引起的误差减半。
在另一实施例中,驱动未选中微致动器140、150的100%,以便向目标道中心218推动所选头171。这些微致动器140、150反向移动所提供的附加惯量与单个选中微致动器160的响应相比,可以至少增加微致动器带宽几个百分比。或者,当对应块141和151具有大约与主体惯量相同的组合角惯量,在足够稳定道随动模式中,微致动器140和150可以用于替代所选的微致动器160。这就允许所选的微致动器160执行其他功能,例如在伺服道写入或读取重试操作期间控制水平斜交角。
图3示出如何使用本发明的第二实施例使得致动器组件的主体更加迅速地调整到其目标位置。曲线310示出致动器主体从开始位置301到目标位置302的移动,至少部分根据本发明进行补偿。这样,曲线310就类似于没有受到微致动器移动所产生反作用力影响的致动器移动。根据传统的伺服控制方法,将活动头171与主体114链接的微致动器160从最长位置351到最短位置352迅速变形。这就能迅速将头171放置在其目标位置218附件。不幸地是,如曲线330所示,所选块171的惯性力在未补偿致动器中引起激励。根据本发明的第一实施例,这些误差至少部分被补偿。因为主体更加精确地收敛到目标位置302,本实施例允许传感器更加迅速地调整到其目标位置302。传感器信号370指示了相对于其目标位置的传感器位置,并且示出通过本实施例补偿方案减少的一些微致动器引起的偏差。
对于实现本发明的盘驱动器,应该选择比对应致动器电机快好几倍进行响应的微致动器。对于能在最小时间T中将头从静止位置移动0.5道宽的VCM,例如,从主体耦合到刚性块的包括头的微致动器应该在少于T/3时间中能移动头0.5道宽。
图4示出结合本发明伺服定位系统的另一信息处理系统400。控制器420配置用于从传感器471接收信号418,并产生伸展或收缩微致动器431、432、441、442的控制信号419。在物理上,信号418、419的路径安置在附加在可定位主体414上的管道468中。微致动器431、441在块421和主体414之间耦合。微致动器432、442在块422和主体414之间耦合。在媒体410(例如带或盘)的表面上的平行道415、416相对于传感器471纵向移动411。为响应指示需要从当前位置(例如道415)移动到另一位置(例如道416)的传感器信号418,在方向481上推动主体414。这些相同的对应信号可以用于伸展微致动器441和收缩微致动器431。
图5通过特征步骤510到570示出本发明方法的流程图。通过本领域熟知的方法,致动器主体移动到目标520的几个道中。如图3和4所示,这可以包括获得检测位置和目标位置差信号的步骤。随后,可以使用这种差信号产生(例如通过驱动器/接收器或类似电流放大器)一个或更多的控制信号,这些信号中的一个信号控制一个电机。
在离目标预期距离处,控制微致动器准备进入目标道530。如图1和4所示,这可以包括将所选头朝目标定位和/或将未选中头从目标移动开。在获得位置偏差信号(PES)之后,执行较短寻道540以进入目标道。随后计算依据PES的第一和第二控制信号,并且分别用于驱使第二和主微致动器560。
图6是本发明实施例的示意描述,该实施例使用两个伺服信道以允许同时在盘片堆的两个数据表面上进行道随动。致动器组件包括与4个臂610、620、630、640耦合的模块680。两个端臂610、640可以任意选择为具有中臂620、630的转动惯量的大约50-70%,而每对臂都具有大致相同的尺寸和配置。
一种伺服控制器600包括用于在两个附加信道上获得电机699粗控制的伺服控制信号以及获得微调控制信号的电路697,本领域所熟知的系统。根据本发明,将这些信号中的每个信号经过功率放大器。随后。经放大的信号601、602由可选信道耦合机构660接收。
为了清楚和明白,对机构660进行示意描述,它包括双极双掷开关661、两个反相放大器676、677、单位增益缓冲器678以及另一开关662。实际上,这种机构660很容易且最好由MUX/DEMUX配置或类似电路或软件来替代。借助于本示教,这种替代只是普通的设计选择问题。如图所示,每个开关661、662具有上位和下位。
不考虑开关661的位置,信号601直接传送到控制微致动器621、622,因而,这两个微致动器总是彼此同相运作。在易受臂转矩扰动干扰的系统中,这种同相运动最好是结合图4所述的类似剪形臂级移动。
通过开关处于其上位,控制信号601还可以经过反相放大器676,因而,由与臂630耦合的微致动器接收经反相的信号。如果反相缓冲器引起的延迟适当较短,臂630的块627、633大致与臂620的块617、623异相移动。因而,消除了绕其轴的模块680上的净扭矩(即相反因而减少了其净大小)。注意许多致动器组件(包括图1的组件)易受侧旋转振动的干扰。然而,因为它们的质量和轴承结构,它们通常并不是容易受在臂620、630之间传送的转动扰动影响。
假设图6描述如图4所示的微致动器配置,其中每个致动器621的有效枢轴靠近其对应传感器616的距离小于靠近致动器组件的旋转轴的距离十倍。也假设J/j小于大约500,其中J是臂610、620、630、640加之模块680的组合转动惯量,而j是每个块623的转动惯量,绕致动器旋转轴。J/j最好小于100。通过这些假设,在前面的段落描述中的净扭矩消除就会很重要。
需要注意在开关661处于其上位时,第二微致动器控制信号602经过单位增益缓冲器678到微致动器641,如果开关662处于其下位。尽管与每个610和640关联的臂仅具有一个微致动器,就允许在块61 3和块637之间的旋转补偿。通过在从头接收的信号之间的合适的DEMUX电路,4个中间头616、624、626、634中的任一头都可以同时用顶头或底头614、636进行道随动。
通过开关661处于其上位,可以从接收自头634的位置信号696中获得控制信号601。配置电路697以提供用于这个目的的合适控制信号601是可选传统技术,并且不是本发明的关键部分。注意如果电路是传统部件,G1可以是-1。有关这种配置的特别之处是其从在第一块633上的传感器634中接收位置指示信号696的特殊用途,以方便地控制至少另一块623、627的移动。
通过合适的读通道电路,头636可以同时和头634进行道随动。通过普通的方法可以从接收来自头634的位置指示信号696中获得信号602,并提供给微致动器641。注意这通常需要第二读通道。
通过开关661处于其低位,头616、624独立于头626、634进行移动。实际上,所描述的配置是可变换的,因而,任意两个不连续头可以同时进行道随动。
图6进一步包括至少一个可以作为加速度传感器的微致动器。通过开关662处于其上位,微致动器641配置用于提供输出信号665,指示与盘615平面成一直线的振动分量。本发明的较佳实施例提供了允许在臂640上的至少一个微致动器641既作为寻道控制又作为加速度传感器使用的转换电路。
或者,所描述的配置可以使用以便借助于非传统信息源,伺服信道控制信号601、602都可用于增强头616的道随动性能。通过开关661处于其低位,例如,增益G2和G3都可以作为具有从加速度传感信号665中得到的一项的求和计算。因而,应该理解“得自”其他信号的信号中包含的广泛通用方法并不局限于传统的模拟方法。
通过结合回顾图6,本发明的某些方面涉及一种包括与两个或更多块617、623弹性耦合的大而相当刚性的主体620。而“相当刚性”的意思是主体620的大刚性片通过接头耦合在一起,该接头具有超过将块617与主体620连接在一起的接头两倍的有效弹簧常数。如图6所示,每个弹性接头作为与弹簧639平行的(可忽略的)阻尼器638示出。在典型的盘驱动器致动器组件中,每个臂630通过由刚性弹簧683适当代表的接头固定在其模块680上。这样,臂和模块就有效形成相当刚性的合成主体。该合成主体将受到活动微致动器621在圆周方向移动足够大的端块617的影响。
传感器616能够检测其相对于盘615的径向位置,并且产生位置指示信号696。当选择传感器616用于道随动时,在传感器616和主体620、680之间的微致动器621就定义为“主”。包括控制器600的控制电路配置用于依据来自所选传感器616的信号696获得控制信号,并且将该信号提供给至少一个第二微致动器631、632。控制电路同样地获得由第三微致动器622接收的第二控制信号。在本发明的方案中控制电路600、放大器601、602以及可选信道耦合机构661的选择是设计选择的事情,并且可以有选择地使用已有电路和/或软件。
例如,图6的传感器616可以选择提供指示离目标位置(例如图1的道中心218)偏差的传感器信号696。在这种情况下,第二微致动器631、632最好配置用于接收来自反相缓冲器674、675的反相信号,以便它们能促进向减少偏差的方向前进。在另一方面,本领域的一般技术人员可以改变图6的可选信道耦合机构,以便一个或两个块617、623同相移动,但其他所有块613、627、633、637基本上都推动其各自的块向减少偏差的方向前进。
无论具有或不具有第二微致动器631、632,图6的装置需要包括另一与主微致动器621相同的臂620接触的微致动器622。微致动器621、622都与臂620接触,并能移动臂620。通过在基本平行的方向上基本同相操作这些微致动器621、622,就能减少臂的摆动倾向。注意“摆动”是指臂620的一部分在大致与盘615垂直的平面中的旋转。
进一步阐述图5的方法,所描述的从偏差信号获得控制信号601、602的步骤550通常可以由控制器600中的电路697执行。根据本发明,例如,选择头616并产生指示位置的信号696例如葛莱码(Gray code)信号,数字编码的道号码标识符。将目标道减去道号码以计算偏差。通过开关661处于其上位,从该偏差就能获得VCM控制信号,并且将该信号提供给电机699以寻找所需的道。当偏差足够小时,获得信号601,以便微致动器执行短寻道以在目标道上移动头616。
作为所述电路的结果,取得另一控制信号603以控制第二微致动器631、632,以便消除微致动器621施加在主体(例如包括臂610、620、630、640以及模块680)上的扭矩。第三微致动器622也接收信号以消除不需要的扰动,由微致动器621施加在臂620上的摆动力矩。
上述所有结构和方法将为本领域的一般技术人员所理解,并且在没有不适当实验的情况下,能够实现本发明。应该理解尽管本发明的各种实施例的许多特征和优点和本发明各种实施例的结构和功能的细节已经在前面的描述中说明,但这种揭示仅是说明。在本发明的范畴中可以对细节特别是结构和部件配置在附加权利要求所表述的一般校宽条件方法所指示的整个宽度进行变化。例如,在不背离本发明的精神和范畴的情况下,上述方法的步骤能在基本维持相同功能性时进行重新排序。另外,虽然在此所述的较佳实施例主要针对沿固定曲线路径移动传感器,但本领域的熟练技术人员可以理解本发明的许多示教在不背离本发明的精神和范畴的情况下,可以应用于其他系统例如两维微定位系统。
按照条约第19条的修改
1、一种伺服定位装置,其特征在于,包括;
可定位主体;
第一块和第二块,第一块包括配置用于产生指示第一传感器位置的传感器信号的第一传感器;
一个或多个在所述第一块和主体之间耦合的主微致动器;
一个或多个在所述第二块和主体之间耦合的第二微致动器;所述第二微致动器配置用于相对于所述第一块移动所述第二块;以及
控制器,配置用于从所述传感器信号获得第一控制信号,并将所述第一控制信号提供给至少一个所述第二微致动器。
2、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述第一块和所述第二块的尺寸大致相同。
3、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述传感器信号是指示离目标位置的偏差,并且所述第一控制信号配置用于推动所述第二微致动器在向减少偏差的方向上前进。
4、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,由所述主微致动器在所述主体中引入不需要的振动,并且所述不需要振动通过第二微致动器的驱动来减少。
5、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述主体具有旋转轴和关于所述轴的转动惯量J,并且所述第二块具有有关轴的转动惯量j,J/j小于100。
6、如权利要求1所述的伺服定位系统,其特征在于,所述主和第二微致动器包括压电换能器。
7、一种信息处理系统,其特征在于,包括:
产生磁场的音圈磁铁;
至少一个可旋转数据存储盘;以及
权利要求1的伺服定位装置,其中所述可旋转主体包括定位在磁场一部分上的音圈,其中所述控制器配置用于提供粗控制信号,从而能够驱动音圈,并且其
中所述第一传感器是换能器头,可以从所述数据存储盘中读取数据。
8、一种使用权利要求1的伺服定位系统的方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
(a)计算在所述传感器信号和目标值之间的偏差以获得偏差信号;
(b)从所述偏差信号获得第一控制信号;以及
(c)用所述第一控制信号驱动至少一个所述第二微致动器。
9、在一种系统中的一种用于定位的方法,所述系统包括可定位主体、每个都间接与所述主体耦合的第一块和第二块,所述第一块包括配置用于产生指示第一传感器位置的传感器信号的第一传感器,所述方法包括下述步骤:
(a)计算在所述传感器信号和目标值之间的偏差以获得偏差信号;
(b)从所述偏差信号获得第一控制信号;以及
(c)为响应所述第一控制信号而驱动至少一个在所述第二块和主体之间耦合的微致动器以相对于主体和第一块移动所述第二块,以便在所述主体上施加反作用力。
10、一种致动器组件,其特征在于,包括:
都与第三块可绕轴转动耦合的第一块和第二块,所述第一块包括能产生指示传感器位置的信号的传感器;和
用于依据位置指示信号有选择地相对于所述第三块和第一块绕轴旋转所述第二块的装置。
按照条约第19条的修改
对权利要求1进行修改,通过加入“第二微致动器配置用于相对于所述第一块移动所述第二块”的短语,进一步限定了一个或多个第二微致动器。
对权利要求9进行修改,通过加入“将所述第一控制信号提供给”至少一个微致动器的短语以及“以及第一块”的短语以指示所述第二块可以相对于主体和第一块移动,进一步限定了步骤(c)。
对权利要求10进行修改,通过加入“和第一块”短语指示第二块可以相对于第三块和第一块移动来进一步限定用于有选择定位的装置。
权利要求2-8保持不变。
国际申请WO98/20486的图3和4示出包括微致动器26的定位装置。在图4所示的3个致动器臂16,中心臂16示出具有第一和第二微致动器26,它们通过臂16与第一和第二块24相连。微致动器26响应由第一块所产生的信号,进行定位臂16以及第一和第二块24。
如修改的权利要求1和9要求在第二块和主体之间耦合的一个或多个第二微致动器配置用于相对第一块移动第二块。如修改的权利要求10要求一种用于依据从第一块中传感器产生的信号有选择地相对于第一和第三块绕轴旋转第二块。这些特征都区别于WO98/20486和其他记录的已有技术的附加权利要求。
相对于第一块和主体移动第二块的能力是很重要的,因为它允许第二块有选择地移动以影响第一块的移动。例如,这种机构可以通过传感第一块移动而检测到的振动、位置改变以及类似问题进行补偿。
Claims (10)
1、一种伺服定位装置,其特征在于,包括:
可定位主体;
第一块和第二块,第一块包括配置用于产生指示第一传感器位置的传感器信号的第一传感器;
一个或多个在所述第一块和主体之间耦合的主微致动器;
一个或多个在所述第二块和主体之间耦合的第二微致动器;以及
控制器,配置用于从所述传感器信号获得第一控制信号,并将所述第一控制信号提供给至少一个所述第二微致动器。
2、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述第一块和所述第二块的尺寸大致相同。
3、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述传感器信号是指示离目标位置的偏差,并且所述第一控制信号配置用于推动所述第二微致动器在向减少偏差的方向上前进。
4、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,由所述主微致动器在所述主体中引入不需要的振动,并且所述不需要振动通过第二微致动器的驱动来减少。
5、如权利要求1所述的伺服定位装置,其特征在于,所述主体具有旋转轴和关于所述轴的转动惯量J,并且所述第二块具有有关轴的转动惯量j,J/j小于100。
6、如权利要求1所述的伺服定位系统,其特征在于,所述主和第二微致动器包括压电换能器。
7、一种信息处理系统,其特征在于,包括:
产生磁场的音圈磁铁;
至少一个可旋转数据存储盘;以及
权利要求1的伺服定位装置,其中所述可旋转主体包括定位在磁场一部分上的音圈,其中所述控制器配置用于提供粗控制信号从而能够驱动音圈,并且其中所述第一传感器是换能器头,可以从所述数据存储盘中读取数据。
8、一种使用权利要求1的伺服定位系统的方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
(a)计算在所述传感器信号和目标值之间的偏差以获得偏差信号;
(b)从所述偏差信号获得第一控制信号;以及
(c)用所述第一控制信号驱动至少一个所述第二微致动器。
9、在一种系统中的一种用于定位的方法,所述系统包括可定位主体、每个都间接与所述主体耦合的第一块和第二块,所述第一块包括配置用于产生指示第一传感器位置的传感器信号的第一传感器,所述方法包括下述步骤:
(a)计算在所述传感器信号和目标值之间的偏差以获得偏差信号;
(b)从所述偏差信号获得第一控制信号;以及
(c)驱动至少一个在所述第二块和主体之间耦合的微致动器以相对于主体移动第二块,以便在所述主体上施加反作用力。
10、一种致动器组件,其特征在于,包括;
都与第三块可绕轴转动耦合的第一块和第二块,所述第一块包括能产生指示传感器位置的信号的传感器;和
用于依据位置指示信号有选择地相对于第三块绕轴旋转所述第二块的装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103676969A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-26 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种利用自身电容变化作为位移反溃的压电陶瓷致动器 |
CN106887242A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-06-23 | 株式会社东芝 | 盘装置、驱动电路和控制方法 |
CN108780838A (zh) * | 2016-03-15 | 2018-11-09 | 物理仪器(Pi)两合有限公司 | 压电驱动器 |
CN110415731A (zh) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 希捷科技有限公司 | 具有附加微致动器对的两级头部悬置组件 |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6621653B1 (en) * | 2000-06-09 | 2003-09-16 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Secondary actuator system for mode compensation |
US6721126B1 (en) * | 2000-08-16 | 2004-04-13 | International Business Machines Corporation | Position identification for a coarse actuator portion of a compound actuator |
US6778350B2 (en) * | 2000-10-06 | 2004-08-17 | Seagate Technology Llc | Feed forward control of voice coil motor induced microactuator disturbance |
KR100392635B1 (ko) * | 2000-12-12 | 2003-07-23 | 삼성전자주식회사 | 충격 감쇠장치를 갖는 디스크 드라이브의 액추에이터 |
JP3756109B2 (ja) * | 2001-11-28 | 2006-03-15 | 富士通メディアデバイス株式会社 | 磁気ヘッド支持機構及び磁気ヘッド位置決め制御機構 |
US6972924B1 (en) * | 2004-04-02 | 2005-12-06 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive attenuating excitation of arm vibration mode by simultaneously driving secondary actuator for non-active head |
US7215514B1 (en) | 2004-10-22 | 2007-05-08 | Western Digital Technologies, Inc. | Method of operating a disk drive including rotating a perpendicular write head to reduce a difference between skew and taper angles, and a disk drive |
US7489464B1 (en) * | 2005-02-02 | 2009-02-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Servo writing a disk drive using a secondary actuator to control skew angle |
US7215504B1 (en) | 2005-10-19 | 2007-05-08 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive using an optical sensor to detect a position of an actuator arm |
US7619844B1 (en) | 2005-12-30 | 2009-11-17 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive comprising a mechanical position sensor to prevent a runaway condition |
US7365932B1 (en) | 2005-12-30 | 2008-04-29 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive comprising an optical sensor for vibration mode compensation |
US7495857B1 (en) | 2005-12-30 | 2009-02-24 | Western Digital Technologies, Inc. | Servo writing a disk drive by writing spiral tracks using a mechanical position sensor |
US7480116B1 (en) | 2006-01-20 | 2009-01-20 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive employing coarse position feedback from mechanical position sensor to improve format efficiency |
WO2008001062A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Xyratex Technology Limited | Method of controlling the position of a read/write head and apparatus for testing a read /write head |
US7502192B1 (en) | 2006-07-11 | 2009-03-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetic disk drive and method for efficiently determining and storing RRO compensation values using a secondary micro-actuator |
US7697233B1 (en) | 2008-10-21 | 2010-04-13 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive comprising a servo accelerator implementing state space equations for a plurality of task objects |
US7656607B1 (en) | 2008-10-21 | 2010-02-02 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive comprising a servo accelerator employing a dual state variable memory |
JP5473126B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2014-04-16 | エイチジーエスティーネザーランドビーブイ | 磁気ヘッド駆動装置およびそれを用いた磁気ディスク装置 |
US9053724B1 (en) | 2013-08-19 | 2015-06-09 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive actuating first head microactuator while sensing signal from second head microactuator |
US9361919B1 (en) | 2014-10-10 | 2016-06-07 | Seagate Technology Llc | Disk drive with parallel head actuation |
US9142246B1 (en) * | 2014-10-10 | 2015-09-22 | Seagate Technology Llc | Apparatus and methods to reduce hard disk drive manufacturing test time |
US10255943B1 (en) | 2018-05-17 | 2019-04-09 | Seagate Technology Llc | Independent head, dual reader control logic |
JP2021015659A (ja) * | 2019-07-10 | 2021-02-12 | 株式会社東芝 | ハードディスクドライブ |
JP7517832B2 (ja) * | 2020-01-17 | 2024-07-17 | 株式会社荏原製作所 | 研磨ヘッドシステムおよび研磨装置 |
US10964345B1 (en) | 2020-05-22 | 2021-03-30 | Seagate Technology Llc | Parallel servo control in a data storage device |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2573903B1 (fr) | 1984-11-29 | 1987-01-02 | Bull Sa | Procede pour deplacer un systeme mobile mu par un moteur electrique suivant une trajectoire donnee et dispositif de mise en oeuvre de ce procede |
US4931712A (en) | 1988-12-28 | 1990-06-05 | Pitney Bowes Inc. | Multiple channel servo configuration |
US5459383A (en) | 1991-02-07 | 1995-10-17 | Quantum Corporation | Robust active damping control system |
JPH0511854A (ja) * | 1991-07-04 | 1993-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | 2段アクチユエータ制御装置 |
US5621656A (en) | 1992-04-15 | 1997-04-15 | Noise Cancellation Technologies, Inc. | Adaptive resonator vibration control system |
JP2717494B2 (ja) | 1992-07-17 | 1998-02-18 | 三菱電機株式会社 | 回転磁気ヘッド装置 |
US5521772A (en) | 1993-11-30 | 1996-05-28 | International Business Machines Corporation | Disk drive with accerleration rate sensing |
US5471734A (en) | 1994-05-26 | 1995-12-05 | Quantum Corporation | Method for characterizing and controlling in-plane stiffness of load beam within head-gimbal assembly of a hard disk drive |
US5638267A (en) | 1994-06-15 | 1997-06-10 | Convolve, Inc. | Method and apparatus for minimizing unwanted dynamics in a physical system |
WO1998020486A1 (en) * | 1996-11-01 | 1998-05-14 | Seagate Technology, Inc. | Actuator arm integrated piezoelectric microactuator |
US5805386A (en) | 1996-12-24 | 1998-09-08 | Texas Instruments Incorporated | Dual mode independent suspension read/write head assemblies in a hard disk drive |
US5901010A (en) | 1997-02-07 | 1999-05-04 | Cirrus Logic, Inc. | Magnetic disc recording system employing two stage actuators for simultaneous accesses through multiple recording heads |
JP3693795B2 (ja) * | 1997-10-02 | 2005-09-07 | 富士通株式会社 | 記憶ディスク装置及びその制御方法 |
US6424486B2 (en) * | 1997-12-17 | 2002-07-23 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for positioning a read/write head of a hard disk drive |
JP3589876B2 (ja) * | 1998-10-23 | 2004-11-17 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | ディスク装置 |
JP3771076B2 (ja) * | 1999-03-09 | 2006-04-26 | Tdk株式会社 | 磁気ヘッド位置決め機構及びその駆動方式 |
-
2000
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103676969A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-26 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种利用自身电容变化作为位移反溃的压电陶瓷致动器 |
CN106887242A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-06-23 | 株式会社东芝 | 盘装置、驱动电路和控制方法 |
CN106887242B (zh) * | 2015-12-15 | 2019-07-30 | 株式会社东芝 | 盘装置、驱动电路和控制方法 |
CN108780838A (zh) * | 2016-03-15 | 2018-11-09 | 物理仪器(Pi)两合有限公司 | 压电驱动器 |
CN108780838B (zh) * | 2016-03-15 | 2022-04-26 | 物理仪器(Pi)两合有限公司 | 压电驱动器 |
CN110415731A (zh) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 希捷科技有限公司 | 具有附加微致动器对的两级头部悬置组件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10085103T1 (de) | 2002-12-12 |
US6542326B1 (en) | 2003-04-01 |
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