CN1945700A - 磁盘驱动器及偏磁计算、补偿和偏磁表编辑方法及记录介质 - Google Patents

Abstract

在硬盘驱动器(HDD)中，在盘的所有区上测量偏磁，并提取非线性偏磁分量。在HDD操作条件改变时，在盘上的两个参考位置测量偏磁以便估计在盘的所有区上的线性偏磁分量的相应改变。然后，基于已估计的偏磁分量和已提取的非线性偏磁分量计算在盘的给定位置的偏磁。

Description

磁盘驱动器及偏磁计算、补偿和偏磁表编辑方法及记录介质

技术领域

本发明一般涉及硬盘驱动器(HDD)，以及更具体地，本发明涉及HDD的伺服控制的偏磁补偿。

本发明要求2005年9月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请案第10-2005-0082440号的优先权，在此通过参考引入其公开的全部内容。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)是能够通过磁性从旋转磁盘读取或者向旋转磁盘写入数据来高速访问成批数据的计算机系统的辅助存储单元。即，把数据存储在磁盘上形成的同心轨道中，并且通过用于向磁盘写入数据或者从磁盘读取数据的磁头访问轨道。在磁盘上移动磁头并把所述头放置在一个轨道上的操作称作“寻道”操作。

在寻道操作中，各种影响磁头的干扰称作“偏磁”。影响磁头的偏磁力可能包括：例如，盘旋转时产生的气流导致的对所述头侧面的大气压力、由于连接到所述头的软性电缆引起的应力、以及音圈电机(VCM)的轴承轴特性。

还可以知道，偏磁随着磁头的位置、移动距离以及移动方向变化。因此，例如，由于在寻道操作中音圈的初始驱动力随着磁头的位置和移动方向变化，以及由于磁头的初始移动速度随着移动距离变化，所以根据磁头的位置、移动距离和移动方向补偿偏磁。补偿偏磁的方法公开在韩国登记专利号第403,037和260,441号以及美国专利第5,773,948和6,738,220号中。

根据传统的偏磁补偿方法，把盘分割为从内部圆周到外部圆周的多个区，在每个区中测量偏磁并将其存储在偏磁表中，并且当执行寻道时通过参考偏磁表来补偿偏磁。

由于偏磁可以随着操作环境变化，所以优选的是随着操作环境的改变更新偏磁表中的相应于盘的所有区的所有偏磁。但是，以这种方式更新偏磁表所需要的计算是复杂的并需要长的计算时间。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种计算施加到硬盘驱动器(HDD)的头的偏磁的方法。该方法包括在盘的所有区上测量偏磁，基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量，根据HDD操作条件的改变在盘的两个参考位置测量偏磁，基于在两个参考位置已测量的的偏磁估计在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量，以及基于已估计的线性偏磁分量和已提取的非线性偏磁分量根据HDD操作条件的改变计算盘的一个位置的偏磁。

根据本发明的另一方面，提供一种补偿施加到硬盘驱动器(HDD)的头的偏磁的方法。该方法包括在盘的所有区上测量偏磁以及基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量，把所述线性偏磁分量和所述非线性偏磁分量存储在偏磁表中，以及当HDD通电时通过参考偏磁表补偿偏磁。

根据本发明的另一方面，提供一种编辑偏磁表的方法，该偏磁表用于补偿施加到硬盘驱动器(HDD)的头的偏磁。该方法包括在磁盘的所有区上测量偏磁以及基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量，以及编辑存储所述线性偏磁分量和所述非线性偏磁分量的偏磁表。

根据本发明的另一方面，一种存储用于执行偏磁(该偏磁施加到硬盘驱动器(HDD)的头)计算方法的程序的计算机可读记录介质，其中该方法包括在盘的所有区测量偏磁、基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量、根据HDD操作条件的改变在磁盘上的两个参考位置测量偏磁、基于在两个参考位置已测量的偏磁估计在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量、以及基于已估计的线性偏磁分量和已提取的非线性偏磁分量根据HDD操作条件的改变计算盘的一个位置的偏磁。

根据本发明的另一方面，提供一种存储用于执行偏磁(该偏磁施加到硬盘驱动器(HDD)的头)补偿方法的程序的计算机可读记录介质，其中该方法包括在盘的所有区上测量偏磁以及基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量、把所述线性偏磁分量和所述非线性偏磁分量存储在偏磁表中、以及当HDD通电时通过参考偏磁表补偿偏磁。

根据本发明的另一方面，提供一种存储用于执行偏磁表编辑方法的程序的计算机可读记录介质，该偏磁表用于补偿施加到硬盘驱动器(HDD)的头的偏磁，其中该方法包括在盘的所有区上测量偏磁以及基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量，以及编辑存储所述线性偏磁分量和所述非线性偏磁分量的偏磁表。

根据本发明的另一方面，提供一种硬盘驱动器(HDD)，该硬盘驱动器包括存储信息的盘、旋转所述盘的主轴电机、在盘上记录信息以及从盘中读取信息的头、移动头的音圈电机(VCM)、存储偏磁表的存储器、以及测量轨道中的偏磁并通过参考存储在存储器中的偏磁表在寻道模式中补偿偏磁的控制器。该存储器存储在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量，以及该控制器当HDD通电时通过参考偏磁表来补偿偏磁、当HDD操作条件改变时在盘的参考位置测量偏磁、基于在参考位置已测量的偏磁估计在盘的所有区上改变的线性偏磁分量、以及将存储在偏磁表中的该线性偏磁分量更新为已估计的线性偏磁分量。

附图说明

参照附图，本发明的上述和其他方面和特征将从下面的详细描述中变得非常明显，其中：

图1图示了在HDD中测量的偏磁概图；

图2图示了在HDD中的盘上划分的区；

图3A-3B以及4A-4B是用于示意性地解释非线性偏磁分量的曲线图；

图5是用于解释从偏磁概图获取线性和非线性偏磁分量的方式的曲线图；

图6是图示相对于HDD的使用时间的偏磁概图和对应于已测量的偏磁概图的线性分量的曲线图；

图7是用于根据本发明的一个实施例的HDD的偏磁计算方法的流程图；

图8示意性地图示了根据本发明的一个实施例在图7中所说明的偏磁计算方法中估计线性偏磁分量的方法；

图9图示了根据本发明的一个实施例的偏磁计算方法的效果；

图10是根据本发明的一个实施例的偏磁补偿方法的流程图；

图11是根据本发明的一个实施例的编辑偏磁表的方法的流程图；

图12是根据本发明的另一实施例的编辑偏磁表的方法的流程图。

图13是根据本发明的一个实施例的HDD的示意性俯视图；

图14是根据本发明的一个实施例的在图13中说明的HDD的电路的方框图；以及

图15是根据本发明的一个实施例的由在图14中说明的控制器执行的寻道伺服控制系统的方框图。

具体实施方式

图1图示了在HDD中测量的偏磁概图。在图1的曲线图中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，即，距离盘的内部圆周的距离，以及垂直轴表示偏磁转矩(在任意单元中)的幅度。如图1所示，偏磁概图根据盘上的头位置变化。

在图1中图示的偏磁概图表示HDD的不同使用时间。例如，在曲线图上部的曲线是HDD刚刚通电后的偏磁概图，以及在底部的曲线是相对于其他曲线HDD已经操作了最长时间后的偏磁概图。如图1所暗示的，随着时间推移偏磁收敛于某些值。

偏磁不仅仅如图1所图示的随着头位置和使用时间变化，也随着头的移动方向变化，即，依赖于磁头是否沿径向向内或向外移动。

图2图示了在HDD中的盘上划分的区。可以知道，通过把从盘的内部圆周到外部圆周的区域划分为多个区(区0到区N)来管理HDD。为每个区设定不同的轨道间距、每轨道扇区数以及读/写参数。也为每个区分别测量和补偿偏磁。

根据传统的偏磁补偿方法，把包含通过测量或者估计获取的偏磁的偏磁表存储在存储器中，并当执行寻道时参考偏磁表。此外，当每次出现操作条件改变时(譬如使用时间的推移或者操作温度的改变)通过再测量或者再计算偏磁更新偏磁表。

但是，当更新偏磁表中的盘所有区的所有偏磁时，由于要为每个区重新获取偏磁，所以需要长计算时间。此外，如果偏磁非线性变化，由于将根据盘上的头位置的比例常数施加到偏磁的操作是必须的，所以需要更长的时间。

在根据本发明的一个实施例的偏磁补偿方法中，通过把偏磁分割为在盘的所有区上线性改变的线性分量和在磁盘的所有区上非线性改变的非线性分量来补偿偏磁，但是当操作条件改变时仅仅补偿线性分量。

基于实验结果，尽管当操作条件改变时，偏磁的线性分量和非线性分量都改变，但线性偏磁分量的改变程度比非线性偏磁分量的改变程度要大得多。由于非线性偏磁分量变化相对较小，所以可以在偏磁补偿期间忽略。

因此，可以通过预先获取非线性分量以及当操作条件改变时仅仅估计线性分量来补偿偏磁。由于线性偏磁分量在磁盘的所有区上线性变化，所以可以通过参考在磁盘的两个任意位置测量的偏磁而简单快速地估计线性偏磁分量。

可以知道，偏磁的一个显著来源是与传动器以及传动器和头的机械形状相结合，把PCB(其中安装了HDD电路部件)连接到头的柔性印刷电路板(FPCB)的应力。

由于当传动器操作时FPCB拉伸或收缩，所以FPCB的应力影响头的移动，并且传动器和头的形状也与旋转盘时产生的气流相结合影响头的移动。

尽管FPCB的应力随着传动器的位置(即，在盘上的头位置)和传动器的移动方向(即，头的移动方向)变化，但是最显著的因素是HDD的操作温度。即，当HDD的操作温度变化时，FPCB的应力变化，以及相应地，施加到头的偏磁变化。HDD的操作温度与HDD的使用时间密切相关。

由传动器和头的机械形状引起的偏磁受盘上的头位置和头的移动方向而不受HDD的操作温度的影响。

基于上述描述，可以把HDD的偏磁分为明显受使用时间和操作温度影响的分量和明显不受它们影响的分量。可以认为明显受使用时间和操作温度影响的分量几乎不受传动器和头的机械形状、盘上的头位置以及头的移动方向的影响，并且在盘的所有区上线性改变。

也可以认为明显不受使用时间和操作温度影响的分量受传动器和头的机械形状、盘上的头位置以及头的移动方向的影响，并且在盘的所有区上非线性改变，但是影响的程度不随使用时间和操作温度明显改变。

图3A-3B以及4A-4B是用于示意性地解释非线性偏磁分量的曲线图。

图3A图示了当头从内部圆周向外部圆周移动(即，沿径向向外)时在各个不同的使用时间测量的多个偏磁概图，以及图4A说明了当磁头从外部圆周向内部圆周移动(即，沿径向向内)时测量的多个偏磁概图。在这些图的每一个中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，以及垂直轴表示偏磁转矩(在任意单元中)的幅度。当一开始使用HDD时(即，当HDD通电时)，测量每个图中的初始偏磁概图，以及在其后以恒定时间间隔测量其余的偏磁概图。

在图3A和4A中图示的偏磁概图包括非线性和线性分量。图3B和4B图示了对应图3A和4A中说明的偏磁概图的非线性偏磁分量。如图3B和4B所示，根据HDD的使用时间在非线性偏磁分量之间存在很小的差异。

由于非线性偏磁分量随着使用时间具有非常小的差异，所以尽管没有随着使用时间更新非线性分量，但是可以获取充分的偏磁补偿性能。

图5是用于示意性地图示从偏磁概图中获取线性和非线性偏磁分量的方式的曲线图。在图5中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，以及垂直轴表示偏磁补偿值(在任意单元中)。在图5中示出了偏磁概图502和近似偏磁概图502的直线504。参考图5，可以利用直线504以及偏磁概图502和直线504之间的差表示偏磁概图502。

即，用F＝f(p)+a0+a1p表示偏磁F，其中p表示盘上的位置，f(p)表示差值，a0表示直线504的截矩，以及a1表示直线504的斜率。

在上面等式中，f(p)是偏磁的非线性分量，以及a0+a1p是偏磁的线性分量。

为了提高准确度，设定直线504使偏磁概图502和直线504之间的差值最小化。即，设定直线504使盘上的每个位置的差值的平方根总和最小化。

图6是图示相对于HDD的使用时间测量的偏磁概图以及相应于已测量的偏磁概图的线性分量的曲线图。在图6中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，以及垂直轴表示偏磁转矩(在任意单元中)的幅度。图6的偏磁概图602a到602d是相对于HDD的使用时间测量的，并且直线604a到604d是相应于偏磁概图602a到602d的线性分量。

参考图6，随着HDD的使用时间的增加，与如先前结合图3B和4B所述的显现非常小的差异的非线性偏磁分量比较，偏磁概图602a到602d显现出大的差异。

因此，可以通过预先获取非线性偏磁分量、根据操作条件的变化(即，使用时间和操作温度的变化)估计线性偏磁分量、并把非线性偏磁分量和线性偏磁分量相加来计算任意位置的偏磁。

图7是根据本发明的一个实施例的HDD的偏磁计算方法的流程图。

参考图7，在操作S702中通过在盘的所有区上测量偏磁来获取偏磁概图。

在操作S704中，基于已测量的偏磁概图提取在盘的所有区上非线性改变的非线性偏磁分量。先前结合图5描述了非线性偏磁分量的提取。可以在HDD的制造过程中执行操作S702和S704，具体地，在老化测试过程中。把获取的非线性偏磁分量存储在偏磁表中，并把偏磁表存储在盘的保持(maintenance)柱面中。

在操作S706中，在磁盘上的两个参考位置测量偏磁。可以任意选择这两个参考位置。

在操作S708中，基于已测量的偏磁估计在磁盘的所有区上线性改变的线性偏磁分量。

图8示意性地说明了在如图7所示的偏磁计算方法中估计线性偏磁分量的方法。在图8中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，以及垂直轴表示偏磁补偿值(在任意单元中)。

如图8所示，用在盘上的两个参考位置P_a和P_b之间伸展开的、偏磁概图801的直线估计802代表线性偏磁分量。此外，可以任意选择两个参考位置P_a和P_b。

在操作S710中，基于在操作S708中估计的线性偏磁分量和在操作S704中提取的非线性偏磁分量，计算在盘上的期望位置的偏磁。

图9说明了根据本发明的一个实施例的偏磁计算方法的效果。在图9中，水平轴表示盘上的头位置(轨道数)，以及垂直轴表示偏磁补偿值(在任意单元中)。同样，在图9中，参考标号902表示初始偏磁概图，例如，在HDD刚刚通电后测量的偏磁概图，参考标号904表示在HDD已经通电以后的某个时间(例如3分钟)后利用根据本发明的一个实施例的偏磁计算方法计算的偏磁概图，以及参考标号906表示相应于已计算的偏磁概图904的真实测量的偏磁概图。在利用根据本发明的一个实施例的偏磁计算方法计算的偏磁概图904和真实测量的偏磁概图906之间仅仅存在很小的差异。

参考在少量增加使用时间之后获取的偏磁图表912以及在某个时间之后计算和测量的偏磁概图914和916，在计算的偏磁概图914和测量的偏磁概图916之间仍然只存在很小的差异。这是因为随着使用时间的增加偏磁收敛。因此随着使用时间的增加，根据本发明的一个实施例的偏磁计算方法更加精确。

图10是根据本发明的一个实施例的偏磁补偿方法的流程图。参考图10，当HDD通电时，在操作S1002中读取记录在盘的保持柱面中的偏磁表并将其存储在存储器中。

偏磁表包含相应于初始使用的非线性偏磁分量和线性偏磁分量。后面将详细描述获取非线性偏磁分量和线性偏磁分量的方式。

在操作S1004中，通过参考存储在存储器中的初始偏磁表执行偏磁补偿。

在操作S1006中，检查在偏磁补偿中误差是否大于预定值。即，在盘的正常寻道期间，现有的闭环控制器使用例如积分控制来连续估计偏磁以获取零误差。在操作S1006中的误差是该连续估计的偏磁和在操作S1004中计算的值之间的差。如果误差不大于预定值，则通过操作S1004连续执行偏磁补偿。

通过将包含在偏磁表中的非线性偏磁分量和线性偏磁分量相加来获取用于偏磁补偿的偏磁补偿值。把用于表示线性偏磁分量的直线的等式存储在偏磁表中，并且通过把盘上的头位置代入到等式中来获取某一位置的偏磁线性分量。

根据盘上的头位置把非线性偏磁分量存储在偏磁表中。即，把如图3B和4B所示的曲线图存储在偏磁表中。

当获取某一位置的线性偏磁分量时，通过把某一位置的已获取的线性偏磁分量和非线性偏磁分量相加来获取某一位置的偏磁。利用已获取的偏磁执行偏磁补偿。

如果误差大于预定值，则更新偏磁表。当这种情况发生时，要用于偏磁补偿的偏磁概图明显不同于先前使用的偏磁概图，因此必须更新线性偏磁分量。

在操作S1008中，在两个任意位置测量偏磁，并通过参考已测量的偏磁估计线性偏磁分量。

在操作S1010中，把包含在存储于存储器中的偏磁表中的线性偏磁分量更新为估计的线性偏磁分量。然后，利用已更新的偏磁表执行偏磁补偿。

图11是根据本发明的一个实施例编辑偏磁表的方法的流程图。

参考图11，在操作S1102中，编辑偏磁概图。当头在盘上移动时，通过在盘的所有区上测量偏磁来获取偏磁概图。可以存在各种测量偏磁的方法，并且通过测量在轨道跟踪期间施加到VCM的驱动电流的DC分量来简单获取偏磁。

在操作S1104中，通过参考已测量的偏磁概图来获取线性偏磁分量和非线性偏磁分量。参照图5，已经详细描述了如何获取线性偏磁分量和非线性偏磁分量。

在操作S1106中，把已获取的线性偏磁分量和非线性偏磁分量写入到偏磁表中。把线性偏磁分量存储为参照图5获取的直线的等式，即，截矩为a0和斜率为a1的等式，并根据盘上的头位置存储非线性偏磁分量。

把偏磁表存储在盘或者非易失性存储器的保持柱面中并且此后由HDD使用。例如，偏磁表用于寻道中的偏磁补偿。

图12是根据本发明的另一实施例编辑偏磁表的方法的流程图。

参见图12，在操作S1202中，编辑偏磁概图。当头在盘上移动时，通过在磁盘的所有区上测量偏磁来获取偏磁概图，并且根据HDD的使用时间测量所述偏磁概图。

在操作S1204中，获取各个偏磁概图的非线性偏磁分量。

在操作S1206中，通过平均各个偏磁概图的非线性偏磁分量计算要用于偏磁补偿的非线性偏磁分量。

在操作S1208中，把在HDD刚刚通电后获取偏磁概图的线性分量和在操作S1206中获取的非线性偏磁分量写入到偏磁表中。由于在给HDD通电之后的初始操作期间从保持柱面中读取并存储在存储器中的偏磁表是用于偏磁补偿的，所以把在HDD刚刚通电后获取的偏磁概图的线性分量存储在偏磁表中。

在图12图示的方法中，要用于偏磁补偿的非线性偏磁分量使用从根据使用时间的推移所测量的偏磁概图获取的非线性偏磁分量。

在图11或12中说明的偏磁表编辑方法可以在HDD的制造过程中，具体地，在老化测试过程中执行。

图13是根据本发明的实施例的HDD 10的示意性俯视图。参考图13，HDD 10包括至少一个由主轴电机14旋转的磁盘12。HDD 10还包括位置邻近于盘12的表面的头16。

通过感测在盘12上形成的磁场或者磁化盘12，头16可以从旋转的盘12中读取信息或者把信息写入到旋转的盘12中。尽管在图13中示出了单个头，头16实际包括了用于磁化盘12的写入头以及用于感测盘12的磁场的分开的读取头。所述读取头由磁阻(MR)部件构成。

头16可以与滑动器20结合。滑动器20产生存在于头16和盘12之间的空气轴承。滑动器20与头悬架组件(HGA)22结合。HGA 22附加在具有音圈26的传动器臂24上。音圈26位置邻近于指定音圈电机(VCM)30的磁组件28。供给到音圈26的电流产生使传动器臂24绕轴承组件32旋转的转矩。传动器臂24的旋转在磁盘12上移动磁头16。

典型地把信息存储在盘12的同心轨道34中。通常，每个轨道34包括多个扇区。每个扇区包括数据字段和标识字段。标识字段由用于识别扇区和轨道(柱面)的格雷码构成。头16在磁盘12移动以便从另一个轨道读取信息或者把信息写入到另一个轨道中。通常，把头16移动到另一个轨道称为寻道例程。

图14是在图13中说明的HDD的电路的方框图。参考图14，HDD包括盘12、磁头16、前置放大器210、写/读(R/W)通道220、缓冲器230、控制器240、只读存储器(ROM)250A、随机存取存储器(RAM)250B、主机接口260、VCM驱动器270。

把由控制器240使用以执行软件例程的各种命令和数据存储在ROM250A中。一个软件例程是通过参考HDD的偏磁表来补偿偏磁并把磁头16从一个轨道移动到另一个轨道的寻找控制例程。此外，把用于产生例如用于寻道的正弦波形的加速度、速度以及位置轨迹的等式存储在ROM 250A中。

把驱动HDD所需的信息(该信息是在初始操作中从ROM 250A或者盘12读取的)存储在RAM 250B中。具体地，把在寻道中要参考以用于偏磁补偿的偏磁表存储在RAM 250B中。

控制器240分析通过主机接口260从主机设备(未示出)接收到的命令并执行相应于分析结果的控制。控制器240把控制信号提供给VCM驱动器270以便控制VCM的激活和磁头16的动作。

现在将要描述HDD的一般操作。

在数据读取模式，HDD使用前置放大器210放大由磁头16的读取头从盘12感测的电信号。该R/W通道220通过使用自动增益控制电路(未示出)控制增益来把由前置放大器210已放大的信号放大到预定电平，把由自动增益控制电路已放大到预定电平的模拟信号编码为可以由主机设备读取的数字信号，把数字信号转换为数据流，把流数据暂时存储在缓冲器230中，以及通过主机接口260把流数据传送给主机设备。

在数据写入模式中，HDD通过主机接口260从主机设备接收数据，把接收到的数据暂时存储在缓冲器230中，通过循序地输出存储在缓冲器230中的数据，使用R/W通道220把存储在缓冲器230中的数据转换成适用于写入通道的二进制数据流，以及使用由前置放大器210放大的写入电流通过磁头16把二进制数据流记录在磁盘12上。

在寻道操作中，控制器240根据寻找距离计算寻找时间，基于已计算的寻找时间产生加速度、速度和位置轨迹，以及执行VCM的驱动电流的控制的处理。这里，控制器240通过参考存储在RAM 250B中的偏磁表补偿VCM的驱动电流。

图15是包括硬件和由在图14中图示的控制器240执行的软件的寻道伺服控制系统的例子的方框图。

集中地参见图13、14和15，每次头16读取记录在轨道34中的格雷码时，寻找轨迹产生器60从加速度轨迹、以及通过积分正弦波的加速度轨迹获取的速度和位置轨迹中计算头16的设计位置x_d(n)、设计速度v_d(n)和设计加速度a_d(n)。

状态估计器62使用状态方程从已接收的位置误差信号和已接收的控制信号uk执行估计包含头16的真实位置和速度信息的头运动状态变量值的处理。

第一加法器64从设计位置x_d(n)减去真实位置x_r(n)。位置控制增益补偿器66通过将用于位置补偿的位置增益k_p乘以由第一加法器64计算的真实位置x_r(n)和设计位置x_d(n)之间的差来产生位置补偿值。

第二加法器68把设计速度v_d(n)加到由位置控制增益补偿器66产生的位置补偿值中，然后从相加结果中减去真实速度v_r(n)。

速度控制增益补偿器70通过将用于速度补偿的速度增益k_r乘以由第二加法器68计算的值来产生速度补偿值。

第三加法器72通过把速度补偿值加到设计加速度a_d(n)来产生寻找驱动电流控制值uk(n)。

通过参考存储在RAM 250B中的偏磁表，偏磁力补偿器74产生寻找驱动电流控制值，该寻找驱动电流控制值是通过根据对应于寻找驱动电流控制值uk(n)的头位置补偿偏磁所获取的，并将产生的寻找驱动电流控制值施加到VCM驱动器76。该VCM驱动器76通过旋转VCM来移动头16，其中通过把相应于补偿偏磁的寻找驱动电流控制值的电流提供到头盘组件(HDA)10的音圈来旋转VCM。

可以利用等式1获得根据正弦波形的寻找伺服算法的加速度、速度、位置和电流轨迹。

等式1

$x\left(t\right)=K_A{I}_M\frac{T_{\mathrm{SK}}}{2\mathrm{\π}}[t-\frac{T_{\mathrm{SK}}}{2\mathrm{\π}}\sin \left(\frac{2\mathrm{\π}}{T_{\mathrm{SK}}}t\right)]$

$v\left(t\right)=K_A{I}_M\frac{T_{\mathrm{SK}}}{2\mathrm{\π}}[1-\cos \left(\frac{2\mathrm{\π}}{T_{\mathrm{SK}}}t\right)]$

$a\left(t\right)=K_A{I}_M\sin \left(\frac{2\mathrm{\π}}{T_{\mathrm{SK}}}t\right)$

$i\left(t\right)=I_M\sin \left(\frac{2\mathrm{\π}}{T_{\mathrm{SK}}}t\right)$

这里，T_SK表示寻找时间，I_M表示提供给音圈的最大电流，以及K_A表示加速度常数。

对于给定的寻找距离X_SK，时间t等于寻找时间T_SK以及可以利用等式2获得。

等式2

$X_{\mathrm{SK}}=x\left(T_{\mathrm{SK}}\right)=K_A{I}_M\frac{T_{\mathrm{SK}}^2}{2\mathrm{\π}}$

从等式2中，可以利用等式3获得给定寻道距离X_SX所需的寻道时间T_SK。

等式3

$T_{\mathrm{SK}}=\sqrt{\frac{2\mathrm{\π}{X}_{\mathrm{SK}}}{K_A{I}_M}}$

根据等式3，产生用施加到VCM的电流I_M指定的正弦波的已计算的寻找轨迹。

但是，实际上，由于头16的动作受到影响头16的偏磁的干扰，必须补偿干扰。

控制器240通过参考存储在RAM 250B中的偏磁表补偿施加到VCM的电流I_M。

为了做到这点，如图9中所述，当HDD通电时控制器240把记录在盘12的维持柱面中的偏磁表存储在RAM 250B中。

然后，在寻道中，控制器240通过参考存储在RAM 250B中的偏磁表执行偏磁补偿。在偏磁补偿中如果误差值大于预定值，则控制器240在磁盘12上的两个任意位置测量偏磁，利用已测量的偏磁估计线性偏磁分量，并把存储在RAM 250B中的线性偏磁分量更新为已估计的线性偏磁分量。

当寻道操作开始时，控制器240通过参考存储在RAM 250B中的偏磁概图来补偿偏磁。

如上所述，在根据本发明的一个实施例的偏磁补偿方法中，由于当HDD的操作条件改变时，可以简单地利用在盘上的两个参考位置测量的偏磁来估计在盘上的任意位置上的偏磁，所以可以简单且快速地实现偏磁补偿。

虽然已经参考示范性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该懂得，可以在形式和细节上做各种各样的改变而不偏离由所附权利要求书所定义的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种计算施加到硬盘驱动器HDD的头的偏磁的方法，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁；

基于已测量的偏磁提取在磁盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量；

根据HDD的操作条件的改变在盘上的两个参考位置测量偏磁；

基于在两个参考位置测量的偏磁估计在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量；以及

基于已估计的线性偏磁分量和已提取的非线性偏磁分量，根据HDD操作条件的改变计算盘的一个位置的偏磁。

2.如权利要求1所述的方法，其中操作条件是自HDD通电之后的使用时间。

3.如权利要求1所述的方法，其中操作条件是HDD的操作温度。

4.如权利要求1的所述方法，其中非线性偏磁分量的提取包括：

设定近似在盘的所有区上的偏磁的直线；以及

利用在盘的所有区上的偏磁与该直线之间的差提取非线性偏磁分量。

5.如权利要求4所述的方法，其中设定直线使在盘的所有区上的偏磁和该直线之间的差的总和最小化。

6.如权利要求5所述的方法，其中设定直线使在盘的所有区上的偏磁和该直线之间的差的平方根的总和最小化。

7.如权利要求1所述的方法，其中在HDD的制造过程中执行在盘的所有区上的偏磁的测量和非线性偏磁分量的提取。

8.如权利要求1所述的方法，其中在HDD刚刚通电之后执行在盘的所有区上的偏磁的测量。

9.一种补偿施加到硬盘驱动器HDD的头的偏磁的方法，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁并基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量；

把该线性偏磁分量和该非线性偏磁分量存储在偏磁表中；以及

当HDD通电时通过参考该偏磁表补偿偏磁。

10.如权利要求9所述的方法，进一步包括：

当HDD的操作条件改变时在盘上的两个参考位置测量偏磁；

基于在这两个位置测量的偏磁估计在磁盘的所有区上改变的线性偏磁分量；

把存储在偏磁表中的该线性偏磁分量更新为已估计的线性偏磁分量；以及

通过参考已更新的偏磁表补偿偏磁。

11.一种编辑偏磁表的方法，该偏磁表用于补偿施加到硬盘驱动器HDD的磁头的偏磁，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁，并基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性改变的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性改变的非线性偏磁分量；以及

编辑存储该线性偏磁分量和该非线性偏磁分量的偏磁表。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括：

当HDD的操作条件改变时在盘的参考位置测量偏磁；

基于在参考位置已测量的偏磁估计在盘的所有区上改变的线性偏磁分量；以及

把存储在该偏磁表中的线性偏磁分量更新为已估计的线性偏磁分量。

13.一种存储用于执行计算偏磁的方法的程序的计算机可读记录介质，所述偏磁施加到硬盘驱动器HDD的头，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁；

基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上非线性变化的非线性偏磁分量；

根据HDD的操作条件的改变在盘上的两个参考位置测量偏磁；

基于在这两个参考位置已测量的偏磁估计在盘的所有区上线性变化的线性偏磁分量；以及

基于已估计的线性偏磁分量和已提取的非线性偏磁分量、根据HDD的操作条件的改变计算在盘的位置上的偏磁。

14.一种存储用于执行补偿偏磁的方法的程序的计算机可读记录介质，所述偏磁施加到硬盘驱动器HDD的头，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁，并基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性改变的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性改变的非线性偏磁分量；

把该线性偏磁分量和该非线性偏磁分量存储在偏磁表中；以及

当HDD通电时通过参考该偏磁表补偿偏磁。

15.一种存储用于执行编辑偏磁表的方法的程序的计算机可读记录介质，所述偏磁表用于补偿施加到硬盘驱动器HDD的磁头的偏磁，该方法包括：

在盘的所有区上测量偏磁，并基于已测量的偏磁提取在盘的所有区上线性改变的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性改变的非线性偏磁分量；以及

编辑存储该线性偏磁分量和该非线性偏磁分量的偏磁表。

16.一种硬盘驱动器HDD包括：

存储信息的盘；

旋转该盘的主轴电机；

在该盘上记录信息以及从该盘中读取信息的头；

移动该头的音圈电机VCM；

存储偏磁表的存储器；以及

测量轨道中的偏磁以及通过参考存储在存储器中的偏磁表来在寻道模式中补偿偏磁的控制器，

其中该存储器存储在盘的所有区上线性改变的线性偏磁分量和在盘的所有区上非线性改变的非线性偏磁分量，以及

该控制器当HDD通电时通过参考该偏磁表补偿该偏磁，当HDD的操作条件改变时在盘的参考位置测量偏磁，基于在参考位置已测量的偏磁估计在盘的所有区上改变的线性偏磁分量，并把存储在该偏磁表中的该线性偏磁分量更新为该已估计的线性偏磁分量。

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