JP2002535795A - 適応フィードフォワード・キャンセル化の方法と装置 - Google Patents

適応フィードフォワード・キャンセル化の方法と装置

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JP2002535795A JP2000594110A JP2000594110A JP2002535795A JP 2002535795 A JP2002535795 A JP 2002535795A JP 2000594110 A JP2000594110 A JP 2000594110A JP 2000594110 A JP2000594110 A JP 2000594110A JP 2002535795 A JP2002535795 A JP 2002535795A
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Abstract

(57)【要約】 ディスクドライブでディスクの次のセクタの適応フィードフォワード・キャンセル化信号を発生する方法と装置を提供する。キャンセル化信号は少なくとも１つの三角関数を乗算された少なくとも１つのタップ重みを含む。キャンセル化信号を形成するため、本方法と装置は、ディスクドライブのフィードフォワード・キャンセル化部品に対するサーボループ伝達関数を最初に決定する。伝達関数は次いで逆転されてフィルタ・パラメータを形成する。次いで現在の信号に対する位置エラー値が測定され、フィルタ・パラメータから形成されたフィルタを通過する。これは、次のセクタのキャンセル化信号のタップ重みを決定するために現在のセクタのタップ重みと共に使用されるフィルタ通過位置エラー値を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の引用） 本願は、改良された適応フィードフォワード・キャンセル化という名称の１９
９９年１月１５日提出の第６０／１１６，０７１号を有する米国暫定特許出願か
らの優先権を請求する。
【０００２】 （発明の分野） 本発明は、ディスクドライブに関する。特に、本発明は繰返し型の振れ（外れ
）の補償に関する。
【０００３】 （発明の背景） コンピュータのディスクドライブでは、データはコンピュータのディスク上に
同心トラックで記憶される。相対的に高いトラック密度のディスクドライブでは
、サーボ帰還ループを使用して読取りまたは書込み操作時にヘッドを所要トラッ
ク上に保持する。これは、専用サーボディスクまたはディスク上のデータ間に介
在する角度方向に隔置したセクタ上のどちらかの予め記録されたサーボ情報を利
用することにより達成される。トラック追随時に、ヘッドにより検出されたサー
ボ情報が復調されて位置エラー信号（ＰＥＳ）を発生し、この信号は、トラック
中心から離れたヘッドの位置エラーの指示を与える。次いでＰＥＳはアクチュエ
ータ制御信号に変換され、これが帰還されてヘッドを位置決めするアクチュエー
タを制御する。
【０００４】 一般に、２つの形式のヘッド位置決めエラー：繰返し型と非繰返し型がある。
非繰返し型エラーは一般的に予測不能であり、したがって発生するまで除去する
ことが出来ない。ディスクドライブの構造の機械的不整またはサーボトラックの
書込み時に導入されたエラーにより一般的に発生する繰返し型エラーは、予測可
能であり、したがって理論的には発生時にキャンセル可能である。一般に、これ
らの繰返し型ランアウトエラー（repeatable runout error：ＲＲＯ）は、繰返
し型位置決めエラーをキャンセルする補償信号をサーボループに導入することに
より除去される。このような補償信号を発生する技術は、フィードフォワード・
キャンセル化（feedforward cancellation）と一般的に呼ばれる。
【０００５】 フィードフォワード・キャンセル化信号は、サーボループに導入されるため、
ある条件下ではサーボループを不安定にさせることがある。特に、キャンセル化
信号が特定の位置エラー信号に対して大きすぎる場合、キャンセル化信号はヘッ
ドをトラック中心線上で振動させ、ヘッドをトラック上の定常状態位置に到達さ
せ得ない。
【０００６】 この問題を避けるため、従来技術は適応フィードフォワード・キャンセル化を
開発した。適応フィードフォワード・キャンセル化の例は、ワークマン（米国特
許第４，６１６，２７６号）に示されている。適応フィードフォワード・キャン
セル化では、キャンセル化信号は最初０に設定される。次いで第１セクタで位置
エラー信号が測定され、次のセクタのキャンセル化信号の振幅を設定するために
使用される。不安定性を避けるため、位置エラー信号は、０と１の間の学習レー
トを乗算される。あるシステムでは、学習レートは各連続するセクタで減少され
て安定性をさらに保証すると共に、キャンセル化信号が繰返し型ランアウトエラ
ーを完全にキャンセルする見込みを改良する。
【０００７】 現在のフィードフォワード・キャンセル化技術の１つの問題は、すべてのディ
スクドライブで安定性を保証するためには学習レートを非常に低く設定しなけれ
ばならない点である。結果として、キャンセル化信号は特に高次高調波で長くな
って引きずる。事実、あるディスクドライブでは、キャンセル化信号はある種の
高調波で繰返し型ランアウトエラーを完全にキャンセルする値にまで到達するこ
とができない。
【０００８】 （発明の要約） ディスクドライブでディスクの次のセクタの適応フィードフォワード・キャン
セル化信号を発生する方法と装置を提供する。キャンセル化信号は少なくとも１
つの三角関数を乗算された少なくとも１つのタップ重みを含む。キャンセル化信
号を形成するため、本方法と装置は、ディスクドライブのフィードフォワード・
キャンセル化部品に対するサーボループ伝達関数を最初に決定する。伝達関数は
次いで逆転されてフィルタ・パラメータを形成する。次いで現在の信号に対する
位置エラー値が測定され、フィルタ・パラメータから形成されたフィルタを通過
する。これは、次のセクタのキャンセル化信号のタップ重みを決定するために現
在のセクタのタップ重みと共に使用されるフィルタ通過位置エラー値を作成する
。
【０００９】 （詳細な説明） 図１は、本発明が有用であるディスクドライブ１００の斜視図である。ディス
クドライブ１００は、ベース１０２と上部カバー（図示せず）を有するハウジン
グを含む。ディスクドライブ１００はさらにディスクパック１０６を含み、この
ディスクパックはディスククランプ１０８によりスピンドル・モータ（図示せず
）に取り付けられる。ディスクパック１０６は複数枚の別々なディスクを含み、
これらは中心軸１０９の周りに同心回転用に取り付けられる。各ディスク面は、
ディスク面と通信するためディスクドライブ１００に取り付けられた関係ディス
クヘッド・スライダ１１０を有する。図１に示した例では、スライダ１１０はサ
スペンション１１２により支持され、このサスペンション１１２はアクチュエー
タ１１６のトラック・アクセスアーム１１４に取り付けられる。図１に示したア
クチュエータは、回転移動コイル・アクチュエータとして知られる型式のもので
、全体を１１８で示すボイスコイル・モータ（ＶＣＭ）を含む。ボイスコイル・
モータ１１８は、アクチュエータ１１６をその取り付けヘッド１１０と共にピボ
ット・シャフト１２０のまわりで回転させて、ディスク内周１２４とディスク外
周１２６との間のアクチュエート路１２２に沿った所要データトラック上にヘッ
ド１１０を位置決めする。ボイスコイル・モータ１１８は、ヘッド１１０とホス
ト・コンピュータ（図示せず）により発生された信号を基にサーボ・エレクトロ
ニクス１３０により駆動される。
【００１０】 図２は、従来技術のあるサーボ・エレクトロニクス１３０に見出されるサーボ
ループ２０２中の従来技術フィードフォワード・キャンセル化システム２００の
ブロック線図である。サーボループの正確な構造は本発明には重要でないため、
サーボループ２０２は簡略化した形式で示されている。サーボループは、図２の
簡略化線図より複雑であることを当業者は認識できるであろう。
【００１１】 図２では、サーボループ２０２は、ディスク上のヘッドの所要位置を指示する
基準信号（ＲＥＦ）を受け取るサーボ制御器２０４を含む。基準信号を基に、デ
ィジタル制御器２０４は、キャンセル化加算ノード２０６（以下で説明）とディ
ジタル・アナログ変換器２０８へ渡すディジタル制御値を発生する。ディジタル
制御値は、ディジタル・アナログ変換器２０８によりアナログ電流に変換され、
このアナログ電流は電力増幅器２１０により増幅されてアクチュエータ制御電流
を発生する。アクチュエータ制御電流は、ヘッド・ディスク組立体（ＨＤＡ）２
１２のボイスコイル・モータに与えられて、電流の大きさと極性を基にボイスコ
イル・モータを移動させる。ボイスコイル・モータが移動すると、ボイスコイル
・モータに取り付けたヘッド・ジンバル組立体がディスク上を移動し、これによ
りディスク上のトラックに対するヘッドの位置を変更する。
【００１２】 ディスク上に記憶されたサーボ・パターンを使用して、ヘッドはヘッドからト
ラック中心への距離を示すアナログ信号を発生する。アナログ信号はアナログ・
ディジタル変換器２１４に与えられ、この変換器２１４はアナログ信号からディ
ジタル信号を形成する。ディジタル信号は次いで基準信号と組み合されて、制御
器２０４へ帰還される位置エラー信号（ＰＥＳ）を発生する。制御器２０４は、
この位置エラー信号を使用して新たなディジタル制御値を発生する。特に、制御
器２０４は、ヘッドを所要のトラック位置へ持ってくるよう設計されたディジタ
ル値を発生する。
【００１３】 埋込みサーボシステムでは、サーボ情報はデータトラックに沿ったセクタに記
憶される。図３は、トラック３２２に沿ったデータ・フィールド３１２、３１４
、３１６、３１８及び３２０間に介在するサーボ・セクタ３０２、３０４、３０
６、３０８及び３１０を示すディスク３００の平面図である。図３はスケールを
合わせて描画されておらず、大部分のディスクはこれより多数のサーボ・フィー
ルドを有していることに注意されたい。例えば、本発明の１実施例では、トラッ
ク当り１２０のサーボ・フィールドがある。
【００１４】 ディスクの何回転かで測定した位置エラー信号の周波数スペクトルを調べるこ
とにより繰返し型ランアウトエラーを見ることが出来る。このようなスペクトル
の例を図４に示す。ここで位置エラー信号の振幅は、垂直軸４００に沿ってマク
ロインチで示され、周波数が水平軸４０２に沿って示されている。図４で、繰返
し型ランアウトエラーがスペクトルのピーク４０４、４０６、４０８、４１０、
４１２、４１４、４１６、４１８及び４２０として現れている。これらのピーク
は基本セクタ周波数の高調波で発生し、この基本セクタ周波数は２π／Ｎとして
定義され、ここでＮはディスクの１回転におけるセクタ数である。
【００１５】 上述したように、従来技術は、適応フィードフォワード・キャンセル化を開発
して繰返し型ランアウトエラーをキャンセルする。適応フィードフォワード・キ
ャンセル化は、サーボループに追加される各セクタの補正値を発生する。一般に
、この補正値は以下で計算される： Ｕ（ｋ）＝Ｗ1（ｋ）Ｘ1（ｋ）＋Ｗ2（ｋ）Ｘ2（ｋ） 式１
【００１６】 ここでＷ1（ｋ）とＷ2（ｋ）はタップ重みで、Ｘ1（ｋ）とＸ2（ｋ）はセクタ
ｋの正弦及び余弦関数の値であり、これは以下で定義される： Ｘ1（ｋ）＝ｓｉｎ［ｋ（２π／N）］ 式２ Ｘ2（ｋ）＝ｃｏｓ［ｋ（２π／N）］ 式３ ここで、Ｎはディスクの１回転におけるセクタ数である。
【００１７】 適応フィードフォワード・キャンセル化では、各タップ重みは、前のセクタの
タップ重みと前のセクタの測定された位置エラー信号との関数である。特に、従
来技術では、タップ重みは以下で定義される： Ｗ1（ｋ＋１）＝Ｗ1（ｋ）＋Ｃ（ｋ）・ＰＥＳ（ｋ）・Ｘ1（ｋ） 式４ Ｗ2（ｋ＋１）＝Ｗ2（ｋ）＋Ｃ（ｋ）・ＰＥＳ（ｋ）・Ｘ2（ｋ） 式５ ここで、Ｃ（ｋ）は学習レートであり、ＰＥＳ（ｋ）はｋ番目のセクタの位置
エラー信号である。
【００１８】 上記式１では、基本周波数のみがキャンセル値によりキャンセルされる。しか
しながら、キャンセル値が基本周波数の高調波を含むように式１を拡張可能であ
る。特に、正弦及び余弦項を各高調波に追加する。これは以下の一般化式を生成
する：
【００１９】 図２では、適応フィードフォワード・キャンセル化システム２００は、マイク
ロプロセッサ２２０、ランダムアクセス・メモリ２２２、及び正余弦表２２４を
使用して式６から式１０を実装する。特に、マイクロプロセッサ２２０は、前の
セクタのタップ重みとアナログ・ディジタル変換器２１４から取られた前のセク
タの位置エラー信号とを使用して新たなタップ重みの組を発生する。マイクロプ
ロセッサ２２０は、位置エラー信号にランダムアクセス・メモリ２２２に記憶さ
れた学習レートと、正余弦表２２４に記憶された前のセクタの正弦または余弦関
数とを乗算する。マイクロプロセッサ２２０は、次いで各新たなタップ重みに、
正余弦表２２４に記憶された現在のセクタの各正弦または余弦値を乗算する。
【００２０】 図２のサーボループは、要素を組合せ、組合せた要素に単一の利得を割当てる
ことにより簡略化される。簡略化したブロック線図の例は図５に示されており、
ここで利得Ｐのアクチュエータ・ブロック４５０が、ディジタル・アナログ部品
２０８、電力増幅器２１０、ヘッド・ディスク組立体２１２及びアナログ・ディ
ジタル変換器２１４の代わりに示されている。図２の制御器は、図５では制御器
ブロック４５２として示され、Ｃの利得を有する。適応フィードフォワード・キ
ャンセル化回路はＡＦＣブロック４５４として示されている。
【００２１】 図５では、繰返し型ランアウト外乱は、アクチュエータ４５０により出力され
た位置情報に追加される外乱ｄとして示されている。フィードフォワード・キャ
ンセル化信号はＵとして示され、これは制御器４５２により発生される制御信号
から減算される。
【００２２】 ＡＦＣ４５０が如何に迅速に繰返し型ランアウトをキャンセルするかを決定す
る一つの要因は、キャンセル化信号Ｕの変化に対するサーボループの応答である
。特に、ＡＦＣ４５０は、受け取った位置エラー信号を基にそのキャンセル化信
号を調節するため、キャンセル化信号Ｕの変化により位置エラー信号が変化する
程度が、ＡＦＣ４５０がキャンセル化信号で収束する速度に影響する。キャンセ
ル化信号の小さな変化が位置エラー信号の大きな変化を生じる場合、キャンセル
化信号の変化のためＰＥＳが発振しやすくなるため、ＡＦＣ４５０が最終キャン
セル化信号に到達することが一般的により困難となる。キャンセル化信号の変化
が全周波数で位置エラー信号の同様な大きさの変化を生じるのが理想である。
【００２３】 図５を使用して、ＰＥＳ信号とキャンセル化信号との間の関係を決定すること
が可能である。一般に、この関係は、キャンセル化信号の対応する変化に対する
ＰＥＳ信号の変化に等しい伝達関数Ｇに関して定義される。これは、基準信号と
繰返し型ランアウト信号を０に設定し、サーボループをトレースすることにより
図５から決定することが出来る。したがって、図５から以下が明らかである： （Ｃ（ＰＥＳ）−Ｕ）Ｐ＝−（ＰＥＳ） 式１１ これを変形して： （ＰＥＳ）／Ｕ＝Ｇ＝Ｐ／（１＋ＣＰ） 式１２
【００２４】 上述したように、理想的には、この伝達関数は、キャンセル化信号の変化がＡ
ＦＣ４５０により検出される位置エラー信号において等しい変化を生じるよう総
ての周波数に対して１に等しい。しかしながら、ディスクドライブでは、１に等
しいことがあったとしてもこの伝達関数は稀であり、多くのディスクドライブで
高度に周波数依存である。このように、従来の適応フィードフォワード・キャン
セル化システムの収束性は、理想からは程遠い。
【００２５】 この問題を克服するため、本発明は戻された位置エラー信号と適応フィードフ
ォワード・キャンセル化システムとの間に新たなフィルタを導入する。新たなフ
ィルタは、伝達関数が１に近づくように伝達関数を変更する。図６は、Ｆの利得
を有するフィルタ５２６として新たなフィルタを示した本発明の実施例のブロッ
ク線図を与える。
【００２６】 図６で、サーボループ５０２の残りの部分は図２のものと同様であり、制御器
５０４、加算器５０６、ディジタル・アナログ変換器５０８、電力増幅器５１０
、ヘッド・ディスク組立体５１２、及びアナログ・ディジタル変換器５１４から
構成される。適応フィードフォワード・キャンセル化システム５００の残りの部
分も図２のシステムと同様であり、マイクロプロセッサ５２０、ランダムアクセ
ス・メモリ５２２及び正余弦表５２４を含む。
【００２７】 新たなフィルタにより、ＡＦＣシステムにより検出される伝達関数は以下とな
る： （ＰＥＳ）´／Ｕ＝Ｆ（ＰＥＳ）／Ｕ＝ＦＧ 式１３
【００２８】 ここで、（ＰＥＳ）´は、フィルタ５２６によりＡＦＣシステムに与えられた
ＰＥＳ信号である。式１３を使用して、以下のようにフィルタ５２６の利得を伝
達関数Ｇの逆数に設定することにより、本発明はＡＦＣにより検出された伝達関
数を全周波数で１に向けて強制する： （ＰＥＳ）´／Ｕ＝ＦＧ＝（１／Ｇ）Ｇ＝１ 式１４
【００２９】 本発明はこれによりＡＦＣシステムの収束性を改良できる。
【００３０】 本発明の一実施例では、フィルタ５２６は、図７の３次フィルタ６００として
実現される。フィルタ６００は、ＰＥＳ値を１セクタづつ遅延させる２個の遅延
装置６０２と６０４と、現在のＰＥＳ値、前のＰＥＳ値および２つ前のＰＥＳ値
の各々の寄与を重み付けする３個の重み付けブロック６０６（ｂ0）、６０８（
ｂ1）および６１０（ｂ2）とを含む。重み付けブロックの出力は、遅延装置６１
２と重み付けブロック６１４（ａ0）とにより発生された前のフィルタ出力 の遅延され重み付けられた版と共に加算される。フィルタの生成出力は として示され、以下のように定義される： ここで、ＰＥＳ（ｋ）は、現在のセクタｋの位置エラー信号である。
【００３１】 フィルタ６００は、プログラム可能なハードウェアまたはソフトウェアで実装
できることが当業者には認識される。
【００３２】 図８は、本発明の一実施例を実施した流れ図である。図８の過程はステップ７
００で開始し、ここでサーボシステムの閉ループ周波数応答が決定される。各種
の周波数の信号を入力に導入して生成した位置エラー信号を測定することを含む
、閉ループ応答を決定する多数の既知技術が存在する。図５の簡略化線図を使用
すると、この測定は（１／１＋ＣＰ）により表される応答を与える。
【００３３】 図８のステップ７０２で、アクチュエータの機械的周波数応答（Ｐ）が測定さ
れる。これは、アクチュエータをモデル化することにより、または各種の周波数
の制御信号をアクチュエータに印可してヘッドにより発生された生成エラー信号
を測定することにより実行可能である。
【００３４】 ステップ７０４でアクチュエータの周波数応答（Ｐ）は、サーボシステムの閉
ループ応答と組合されて以下のような伝達関数Ｇを生成する： Ｇ＝Ｐ・（１／１＋ＣＰ） 式１６
【００３５】 ステップ７０６で、伝達関数Ｇは逆転され、実際の分子と分母係数に合わされ
てフィルタＦのフィルタ・パラメータ（ｂ0、ｂ1、ｂ2及びａ0）を形成する。こ
れは、ＭＡＴＬＡＢ（マサチューセッツ州ナティックのマスワーク社から市販さ
れている）のような制御ソフトウェアを使用して達成可能である。特に、ＭＡＴ
ＬＡＢの「invfreqz」関数を使用できる。
【００３６】 多くの実施例で、ステップ７００から７０６は各ディスクドライブで１回だけ
実行され、以後フィルタは固定されたままである。
【００３７】 フィルタが一旦作成されると、トラック追随がステップ７０８で開始される。
ヘッドがサーボ・インデックスを通過すると、以下のような形式の初期キャンセ
ル化信号がステップ７１０で作成される： ここで、ｉは基本セクタ周波数の高調波を表し、ｍは問題の高調波の総数であ
る。 は、初期０に設定された高調波固有の適応タップ重みである。
【００３８】 ステップ７１２で、最初の現在セクタ（ｋ）用に作成された位置エラー信号が
Ｆフィルタ（図６の５２６、図７の６００）を通過してフィルタ通過ＰＥＳ値 を発生する。次いでこの値をステップ７１４で使用して以下の式を用いて全高調
波の次のセクタ（ｋ＋１）のタップ重みを更新する：
【００３９】 ここで、 は、次のセクタｋ＋１とｉ番目の高調波のタップ重みであり、 は、現在のセクタ（ｋ）とｉ番目の高調波のタップ重みであり、μは学習レート
である。ある実施例では、学習レートは各セクタで徐々に減少するよう適合され
る。
【００４０】 ステップ７１４でタップ重みが決定されると、上記式１７を使用してステップ
７１６で新たなキャンセル化信号が発生される。そして、この新たなキャンセル
化信号は、次のセクタに適用され、過程はステップ７１２に復帰して、次のセク
タが現在のセクタとなる。
【００４１】 図９、図１０、図１１及び図１２は従来技術に対する本発明の改良された性能
を示すグラフである。これらのグラフは７５Ｈｚで回転するトラック当り１２０
セクタを含むディスクを基にしたシミュレーションにより作成された。
【００４２】 図９と図１０は、各々従来技術と本発明で発生されたキャンセル化信号の効果
を示す。両方の場合で式１７を使用してキャンセル化信号を発生した。しかしな
がら、タップ重みは異なって更新されている。特に、従来技術では、本発明のフ
ィルタ通過位置エラー信号、 の代わりに式１８と１９で位置エラー信号が直接使用されている。図９と図１０
は、位置エラー信号の全周波数に対する効果を図示しておらず、代わりに基本周
波数での位置エラー信号の部分の効果のみを図示している。図９と図１０では、
位置エラー信号は各々垂直軸８００と９００に沿って図示され、時間が水平軸８
０２と９０２に沿って図示されている。これらの結果を得るために、従来技術に
は、「．０１」の学習レートμが使用され、本発明には、「．１」の学習レート
が使用された。従来技術の「．０１」の学習レートは収束性の必要により限定さ
れる。
【００４３】 図９と図１０から分かるように、従来技術と本発明はだいたい同時間で基本周
波数成分をキャンセルする。
【００４４】 図１１と図１２は位置エラー信号の第４次高調波に関して、各々従来技術と本
発明のキャンセル効果を図示する。図１１と図１２では、位置エラー信号は垂直
軸１０００と１１００とに沿って図示され、時間は水平軸１００２と１１０２と
に沿って示されている。不安定性を避けるため、従来技術の学習レートは「．０
０１」に限定される。しかしながら、図１１に示すように、この最大学習レート
でさえも、従来技術は位置エラー信号の第４次高調波を完全にキャンセルできな
い。対照的に、本発明では、基本周波数に使用したものと同じ「．１」の学習レ
ートを第４次高調波にも使用する。これにより、本発明を使用して基本周波数成
分をキャンセルするのに要した時間とだいたい同じ時間で第４次高調のキャンセ
ルが生じる。したがって、本発明は繰返し型ランアウトの高次周波数成分のキャ
ンセル化を改良し、全ての周波数成分をだいたい同じ時間でキャンセルする。１
実施例では、全ての周波数成分がディスクの１回転以内でほとんど０まで減少さ
れる。
【００４５】 要約すると、ディスクドライブ１００でディスク３００の次のセクタ３０４の
適応フィードフォワード・キャンセル化信号、Ｕを発生する方法が提供される。
キャンセル化信号は、少なくとも１つの三角関数、ｃｏｓ［ｉ（ｋ＋１）（２π
／Ｎ）］を乗算した、少なくとも１つのタップ重み、 を含む。キャンセル化信号を発生する方法は、フィードフォワード・キャンセル
化部品４５４に対するサーボループ伝達関数Ｇを決定し、伝達関数を逆転してフ
ィルタ・パラメータを形成するステップを含む。次いで位置エラー値を現在のセ
クタｋで測定し、位置エラー値がフィルタ５２６を通過してフィルタ通過位置エ
ラー値を生成する。次いで、フィルタ通過位置エラー値と現在のセクタのタップ
重み、 とを部分的に基にして、次のセクタのタップ重み、 が決定される。
【００４６】 制御信号を発生する制御器５０４と、少なくとも部分的に制御信号を基にヘッ
ドを移動可能なアクチュエータ・ヘッド組立体５０８、５１０、５１２及び５１
４とを含むディスクドライブ１００のサーボシステムも提供される。アクチュエ
ータ・ヘッド組立体はまた、トラック３２２上のヘッドの位置を基に位置エラー
信号を発生可能である。適応フィードフォワード・キャンセル化部品５００は、
フィルタ５２６からフィルタ通過位置エラー信号を受け取り、該フィルタ通過位
置エラー信号を部分的に基にして次のセクタのキャンセル化信号を作成すること
が可能である。フィルタ５２６の伝達関数は、適応フィードフォワード・キャン
セル化部品５００の出力Ｕからフィルタ５２６の入力への伝達関数の逆数に近づ
く。
【００４７】 本発明の各種の実施例の構造と機能の詳細と共に、本発明の各種の実施例の多
数の特徴と利点が上記説明に記載されたが、本開示は例示のためのみであり、詳
細な変更、特に添付の請求の範囲で表示された用語の広範な一般的意味により極
度に指示された本発明の原理内で部品の構造と配置に関して、変更が可能である
ことを理解すべきである。例えば、キャンセル化信号は、サーボループ内の異な
る位置に挿入することができ、これにより本発明の範囲と要旨から逸脱すること
なく伝達関数の計算とフィルタのパラメータを変更することが出来る。その他の
修正も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の特徴が実施されるディスクドライブの斜視図である。
【図２】 適応フィードフォワード・キャンセル化システムを有する従来技術のサーボル
ープである。
【図３】 本発明に使用されるセクタ配置を示すディスクの平面図である。
【図４】 位置エラー信号の周波数スペクトルである。
【図５】 適応フィードフォワード・キャンセル化を有するサーボループの簡略化したブ
ロック線図である。
【図６】 本発明の適応フィードフォワード・キャンセル化システムを有するサーボルー
プのブロック線図である。
【図７】 図６のフィルタのブロック線図である。
【図８】 本発明での適応フィードフォワード・キャンセル化の方法の流れ図である。
【図９】 従来技術のキャンセル化技術を使用した基本周波数での位置エラー信号のグラ
フである。
【図１０】 本発明のキャンセル化技術を使用した基本周波数での位置エラー信号のグラフ
である。
【図１１】 従来技術のキャンセル化技術を使用した第４次高調波周波数の位置エラー信号
のグラフである。
【図１２】 本発明のキャンセル化技術を使用した第４次高調波周波数の位置エラー信号の
グラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴメズ、ケビン、エイ シンガポール国 ジュロング イースト ストリート 31、 ナンバー 04−170、 ブロック 327 (72)発明者 ディン、ミングズホン シンガポール国 ブキト バトク ナンバ ー 04−18、 ブロック 534 Ｆターム(参考） 5D096 AA02 CC01 EE03 FF01 FF06 GG07 HH01 HH18 KK01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディスクドライブでディスクの次のセクタの適応フィードフ
    ォワード・キャンセル化信号を発生する方法において、キャンセル化信号は少な
    くとも１つの三角関数を乗算された少なくとも１つのタップ重みを含み、 （ａ）ディスクドライブのフィードフォワード・キャンセル化部品に対するサ
    ーボループ伝達関数を決定するステップと、 （ｂ）伝達関数を逆転してフィルタ・パラメータを形成するステップと、 （ｃ）現在のセクタで位置エラー値を測定するステップと、 （ｄ）フィルタ・パラメータから形成されたフィルタに位置エラー値を通して
    フィルタ通過位置エラー値を作成するステップと、 （ｅ）フィルタ通過位置エラー値と現在のセクタのタップ重みとを部分的に基
    にして、次のセクタのキャンセル化信号のタップ重みを決定するステップと、 を含む、ディスクドライブでディスクの次のセクタの適応フィードフォワード
    ・キャンセル化信号を発生する方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法において、サーボループは、制御信号に
    応答してヘッドを移動しかつヘッドの位置を基に位置エラー信号を発生可能であ
    るＰの伝達関数を有するアクチュエータ部品を含み、サーボループは、位置エラ
    ー信号を基に制御信号を発生可能であるＣの伝達関数を有する制御器をさらに含
    み、サーボループ伝達関数を決定するステップは、P／（１＋ＣＰ）の形式の伝
    達関数を決定するステップを含む方法。
  3. 【請求項３】 伝達関数を逆転してフィルタ・パラメータを形成するステッ
    プが、次式のフィルタ関数のフィルタ・パラメータを発生するステップを含む請
    求項１記載の方法： ここで、 ｂ0，ｂ1，ｂ2，ａ0は、フィルタ・パラメータ ＰＥＳ（ｋ）は、現在のセクタの位置エラー値 ＰＥＳ（ｋ−１）は、前のセクタの位置エラー値 ＰＥＳ（ｋ−２）は、２つ前のセクタの位置エラー値 は、前のセクタのフィルタ出力 は、現在のセクタのフィルタ出力 である。
  4. 【請求項４】 キャンセル化信号が次式の形を取る請求項１記載の方法： ここで、 は、次のセクタｋ＋１のタップ重みを表す。
  5. 【請求項５】 キャンセル化信号が次式の形を取る請求項１記載の方法： ここで、ｍは、キャンセル化信号中に見出された基本セクタ周波数の高調波の
    総数 は、次のセクタｋ＋１と高調波ｉのタップ重み を表す。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の方法において、伝達関数を決定するステップ
    は、複数個の周波数上で伝達関数を決定するステップを含み、キャンセル化信号
    のタップ重みを決定するステップは、基本周波数の各高調波に対して別々のタッ
    プ重みを決定するステップを含む方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法において、基本周波数の高調波のタップ
    重みを決定するステップが次式に従ってタップ重みを更新するステップを含む方
    法： ここで、 は、高調波ｉの次のセクタのタップ重み は、高調波ｉの現在のセクタのタップ重み μは、学習レート は、現在のセクタのフィルタ通過位置エラー信号 を表す。
  8. 【請求項８】 ディスクドライブでトラック上にヘッドを位置決めするサー
    ボシステムにおいて、 ヘッドにより発生された位置エラー信号を部分的に基にして制御信号を発生可
    能な制御器と、 アクチュエータとヘッドとを含み、前記制御器からの制御信号を少なくとも部
    分的に基にしてヘッドを移動可能であり、トラック上のヘッドの位置を基にした
    位置エラー信号を発生可能である、アクチュエータ・ヘッド組立体と、 現在のセクタのフィルタ通過位置エラー信号を受け取り可能であり、フィルタ
    通過位置エラー信号を部分的に基にした次のセクタのキャンセル化信号を発生可
    能な適応フィードフォワード・キャンセル化部品であって、該キャンセル化信号
    はキャンセル化部品の出力に与えられ、少なくとも１つの三角関数により乗算さ
    れた少なくとも一つのタップ重みを含む、適応フィードフォワード・キャンセル
    化部品と、 その入力に位置エラー信号を受け取り、適応フィードフォワード・キャンセル
    化部品に与えられるフィルタ通過位置エラー信号を作成するフィルタであって、
    該フィルタの伝達関数は適応フィードフォワード・キャンセル化部品の出力から
    該フィルタの入力に測定された伝達関数の逆関数に近づくフィルタと、 を含むディスクドライブでトラック上にヘッドを位置決めするサーボシステム
    。
  9. 【請求項９】 請求項８記載のサーボシステムにおいて、適応フィードフォ
    ワード・キャンセル化部品が、次式の形のキャンセル化信号を発生するサーボシ
    ステム： ここで、 は、次のセクタｋのタップ重みを表す。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載のサーボシステムにおいて、適応フィードフ
    ォワード・キャンセル化部品は、次式に従ってタップ重みを設定するタップ重み
    更新部品を含むサーボシステム： ここで、 は、次のセクタのタップ重み は、現在のセクタのタップ重み μは、学習レート は、現在のセクタのフィルタ通過位置エラー信号 を表す。
  11. 【請求項１１】 キャンセル化信号が次式の形である請求項８記載のサーボ
    システム： ここで、ｍは、キャンセル化信号中に見出された基本セクタ周波数の高調波の
    総数 は、次のセクタｋ＋１の高調波ｉのタップ重み を表す。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載のサーボシステムにおいて、適応フィード
    フォワード・キャンセル化部品は、次式に従ってタップ重みを設定するタップ重
    み更新部品を含むサーボシステム： ここで、 は高調波ｉの次のセクタのタップ重み は高調波ｉの現在のセクタのタップ重み μは、学習レート は、現在のセクタのフィルタ通過位置エラー信号 を表す。
  13. 【請求項１３】 請求項８記載のサーボシステムにおいて、フィルタが次式
    の形の離散フィルタ関数を発生するため、遅延および重み付けブロックを含むサ
    ーボシステム： ここで、 ｂ0、ｂ1、ｂ2及びａ0は、フィルタ・パラメータ ＰＥＳ（ｋ）は、現在のセクタの位置エラー値 ＰＥＳ（ｋ−１）は、前のセクタの位置エラー値 ＰＥＳ（ｋ−２）は、２つ前のセクタの位置エラー値 は、前のセクタのフィルタ通過位置エラー値 は、現在のセクタのフィルタ通過位置エラー値 である。
  14. 【請求項１４】 請求項９記載のサーボシステムにおいて、制御器はＣの伝
    達関数を有し、アクチュエータ・ヘッド組立体はＰの伝達関数を有し、フィルタ
    の伝達関数は（１＋ＣＰ）／Ｐに近づくサーボシステム。
  15. 【請求項１５】 ディスク上のトラックにデータを記憶するディスクドライ
    ブにおいて、 トラックに対してヘッドを位置決めするサーボループと、 サーボループに結合された適応フィードバック・キャンセル化装置であって、
    フィルタ通過位置エラー信号を基に繰返し型ランアウト位置決めエラーをキャン
    セルする適応フィードバック・キャンセル化装置と、 を含むディスクドライブ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010218682A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Headway Technologies Inc 磁気ハードディスクドライブおよびその運転方法
JP2010238348A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Toshiba Corp ディスクドライブのためのウェッジオフセット補正値の決定

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6618219B1 (en) * 1999-10-12 2003-09-09 Seagate Technology Llc Method and apparatus for feedforward cancellation using a peak detector
US6628472B1 (en) * 1999-10-12 2003-09-30 Seagate Technoogy Llc Method and apparatus for feedforward cancellation using a phase lock loop
US6574067B2 (en) * 2000-02-25 2003-06-03 Seagate Technology Llc Optimally designed parsimonious repetitive learning compensator for hard disc drives having high track density
CN1470056A (zh) * 2000-10-13 2004-01-21 西加特技术有限责任公司 用于偏差控制的悬浮传感器的能力
US6762902B2 (en) * 2000-12-15 2004-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Time-varying, non-synchronous disturbance identification and cancellation in a rotating disk storage device
US6710966B1 (en) * 2001-10-23 2004-03-23 Western Digital Technologies, Inc. Method for reducing an effect of vibration on a disk drive during a track following operation by adjusting an adaptive-filter gain applied to an acceleration sensor signal
US6859341B2 (en) * 2002-04-11 2005-02-22 Seagate Technology Llc Method and apparatus for feedforward repeatable runout compensation in a selected frequency range
US6987638B1 (en) 2002-05-03 2006-01-17 Maxtor Corporation Method and apparatus for applying adaptive non-linear repeatable runout compensation in a disk drive
US6972922B1 (en) * 2003-02-07 2005-12-06 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive having internal data structures for efficiently storing repeatable runout cancellation information
US6992853B2 (en) * 2003-07-24 2006-01-31 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V Method and apparatus for determining modulated, amplitude ramping RRO harmonics in multi-screw clamped HDD disk/spind assembly
JP2005135530A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toshiba Corp ヘッド位置決め制御システム、ディスク記憶装置及びサーボ書き込み方法
US6999267B1 (en) * 2004-04-28 2006-02-14 Western Digital Technologies, Inc. Method for iteratively determining repeatable runout cancellation values in a magnetic disk drive
JP2005317130A (ja) 2004-04-28 2005-11-10 Toshiba Corp ディスク記憶装置、ヘッド位置決め制御システム及びその方法
KR100640646B1 (ko) 2005-06-27 2006-11-01 삼성전자주식회사 상태 제어 장치의 외란 보상 방법 그리고 이에 적합한 장치및 기록 매체
US7688541B2 (en) * 2006-11-13 2010-03-30 Boyd Norvell Shelton Apparatus, system, and method for repeatable runout cancellation
US20080239555A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Toshiba America Information Systems, Inc. Multi-quadrant wedge offset reduction field values for disk drive servo
WO2008142727A1 (ja) * 2007-04-27 2008-11-27 Fujitsu Limited 位置制御装置及びこれを用いたディスク装置
WO2008142726A1 (ja) * 2007-04-27 2008-11-27 Fujitsu Limited 位置制御装置及びこれを用いたデイスク装置
US7881004B2 (en) * 2008-09-18 2011-02-01 Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands, B.V. Adaptive track shape control during self servo-write
US8982503B1 (en) 2013-01-21 2015-03-17 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive generating feed-forward compensation value based on two points of a sinusoidal control signal
CN105374372A (zh) * 2014-08-28 2016-03-02 株式会社东芝 盘装置及控制装置
JP2016212930A (ja) * 2015-04-28 2016-12-15 株式会社東芝 記憶装置、コントローラ、及び制御方法
EP3244270B1 (de) 2016-05-12 2018-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Regeleinrichtung mit lernfähiger fehlerkompensation
CN109538538A (zh) * 2018-11-28 2019-03-29 努比亚技术有限公司 一种风扇噪音的处理方法、移动终端及存储介质
JP2022051394A (ja) * 2020-09-18 2022-03-31 株式会社東芝 製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135217A (en) 1976-11-02 1979-01-16 Xerox Corporation Utilization of stored run-out information in a track following servo system
US4536809A (en) 1982-05-10 1985-08-20 Digital Equipment Corporation Adaptive misposition correcting method and apparatus for magnetic disk servo system
US4616276A (en) 1985-07-16 1986-10-07 International Business Machines Corporation Disk file servo control system with fast reduction of repeatable head position error
US5646797A (en) 1990-09-18 1997-07-08 Rodime Plc Digital servo control system for use in disk drives
US5402280A (en) 1992-05-11 1995-03-28 Quantum Corp. Method and apparatus for runout correction due to disk slip or spindle imbalance
US5404253A (en) 1993-06-24 1995-04-04 Fujitsu Limited Estimator-based runout compensation in a disk drive
JP2735791B2 (ja) 1993-08-26 1998-04-02 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 直接アクセス記憶装置（ｄａｓｄ）内の回転式アクチュエータ弧補償訂正のための方法及び装置
JPH0798948A (ja) * 1993-09-30 1995-04-11 Toshiba Corp 磁気ディスク装置
US5550685A (en) * 1993-10-22 1996-08-27 Syquest Technology, Inc. Applying an adaptive feed-forward algorithm as a frequency selective filter in a closed loop disk drive servo system in order to compensate for periodic perturbations which otherwise appear in the servo system position error signal
US5592346A (en) 1994-03-31 1997-01-07 Polaroid Corporation Control system utilizing an adaptive predictor to compensate for harmonic distortion
US5585976A (en) 1994-06-22 1996-12-17 Seagate Technology, Inc. Digital sector servo incorporating repeatable run out tracking
US5615065A (en) 1994-10-04 1997-03-25 International Business Machines Corporation Phase-compensated servo pattern and position error-sensing detector
JP2980545B2 (ja) * 1995-09-25 1999-11-22 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション デイスク装置およびデイスク装置におけるヘッド位置制御方法
US5774299A (en) * 1996-08-13 1998-06-30 Seagate Technology, Inc. Adaptive calibration of read/write elements in a disc drive
US5875066A (en) 1996-12-13 1999-02-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for real-time filtering of a position error signal for a disk drive servo system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010218682A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Headway Technologies Inc 磁気ハードディスクドライブおよびその運転方法
JP2010238348A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Toshiba Corp ディスクドライブのためのウェッジオフセット補正値の決定

Also Published As

Publication number Publication date
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KR20010113648A (ko) 2001-12-28
US6487035B1 (en) 2002-11-26
DE10083806T1 (de) 2002-03-07
GB0116182D0 (en) 2001-08-22
GB2361577A (en) 2001-10-24
WO2000042603A1 (en) 2000-07-20
GB2361577B (en) 2002-12-11

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