JP3294182B2 - データ記録ディスク・ファイルのためのディジタル・サーボ制御の方法及び装置 - Google Patents

データ記録ディスク・ファイルのためのディジタル・サーボ制御の方法及び装置

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JP3294182B2 JP00326498A JP326498A JP3294182B2 JP 3294182 B2 JP3294182 B2 JP 3294182B2 JP 00326498 A JP00326498 A JP 00326498A JP 326498 A JP326498 A JP 326498A JP 3294182 B2 JP3294182 B2 JP 3294182B2
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    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553—Details
    • G11B5/5547—"Seek" control and circuits therefor

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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘッドの位置決め
のためにボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）アクチュエ
ータを使用するタイプのデータ記録ディスク・ファイル
における読み書きヘッドの位置決めのためのディジタル
制御システムに関する。具体的には、本発明は飽和シー
ク・モードにおけるサーボ・システムの改良型モデリン
グに係わる。
【０００２】
【従来の技術】ディスク・ファイルは、情報が入った同
心円状のデータ・トラックと、様々なトラック上でデー
タの読み書きを行うヘッドと、指示アーム・アセンブリ
によってヘッドに接続され、ヘッドを所望のトラックま
で移動させ、読取りまたは書込み操作の間、ヘッドをそ
のトラックの中心線の上方に保持するアクチュエータと
を備えた回転可能ディスクを使用する情報記憶装置であ
る。ヘッドを所望のトラックまで移動させることをトラ
ック・アクセスまたは「シーク」と呼び、読取りまたは
書込み操作中にヘッドを所望のトラックの中心線の上方
に保持することを「トラック追従」と呼ぶ。
【０００３】アクチュエータは一般には、永久磁石固定
子の磁界によって動くことができるコイルを含む「ボイ
ス・コイル・モータ」（ＶＣＭ）である。ＶＣＭに電流
を流すと、コイル、従ってそれに接続されたヘッドが半
径方向に動く。バイアス力がない場合、コイルの加速度
は供給電流に比例する。この電流は、制御入力信号に応
答して電力増幅器によって供給される。制御入力信号が
十分に小さければ、供給電流はその制御入力信号に比例
し、電力増幅器は非飽和である。制御入力信号が大きす
ぎる場合は、供給電力は可能最大値に達し、電力増幅器
は飽和する。
【０００４】ディスク上に比較的高密度のデータ・トラ
ックを有するディスク・ファイルでは、ヘッドをトラッ
ク間で効率的に移動させ、読取りまたは書込み操作の間
ヘッドを所望のトラックの中心線の上方に精確に保持す
るサーボ制御システムを組み込む必要がある。これは、
専用サーボ・ディスク上か、またはデータ・ディスク上
の角度方向に間隔を置いて配置され、データの間に散在
しているセクタに事前記録されたサーボ情報を使用する
ことによって行われる。読み書きヘッド（または専用サ
ーボ・ディスクを使用する場合は専用サーボ・ヘッド）
によってセンスされたサーボ情報を復調して、最も近い
トラック中心線から離れたヘッドの位置誤差を示す標識
である位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成し、トラック番号
または位置サンプルを検出する。
【０００５】ディスク・ファイル・ディジタル・サーボ
制御システムでは、マイクロプロセッサが制御信号アル
ゴリズムを使用して、ヘッド位置、ＶＣＭ電流、ヘッド
速度などの特定の状態変数のディジタル値に基づいてデ
ィジタル制御信号を計算する。このディジタル制御信号
はアナログ信号に変換され、増幅されてＶＣＭに入力電
流を供給する。このようなディジタル・サーボ制御シス
テムは、本出願人の米国特許第４６７９１０３号に記載
されており、参照により本明細書に組み込まれる。この
システムは、アクチュエータに送られる制御信号の計算
の一部として、状態推定アルゴリズムを使用してヘッド
の状態（すなわち位置、速度、加速度、またはＶＣＭへ
の電流入力）を推定する。このタイプのシステムでは、
マイクロプロセッサが離散サンプル時にＰＥＳ、位置サ
ンプル、及びＶＣＭ入力電流に対応するディジタル値を
受け取り、状態推定アルゴリズムを使用してディジタル
制御信号を計算する。次にこのディジタル制御信号をア
ナログ信号に変換し、電力増幅器制御信号を得る。次
に、電力増幅器が新しいＶＣＭ入力電流を生成する。こ
のようなディジタル・サーボ制御システムにおいて制御
する物理装置の状態を推定する方法は、推定定数の使用
を必要とし、その導出については「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ」（Ｆｒａｎｋｌｉｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｌｌ，Ａｄ
ｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃ
ｏ．，１９８３）の第６章１３１〜１３９ページに記載
されている。ディスク・ファイルの場合、これらの推定
定数は、コイル及びヘッド／アーム・アセンブリの移動
慣性、ＶＣＭの力、トルク、または係数（単位入力電流
当たりにコイルに加えられるトルク）、ＶＣＭ電力増幅
器のゲイン、ＰＥＳゲイン、ＰＥＳサンプル間の時間
（ＰＥＳサンプリング時間）などのディスク・ファイル
の特定の物理パラメータの値に依存する。
【０００６】ＶＣＭ電流は電力増幅器の入力に直接フィ
ードバックされ、そこでアナログ制御信号に加算され
る。これによって、実際上、積分電力増幅器が線形の入
出力特性を備えた低域フィルタ電力増幅器に変わる。従
って、電力増幅器が飽和していない場合は、サーボ・シ
ステムの線形特性に基づいてＶＣＭ電流とヘッドの状態
を容易にモデリングすることができる。長いシーク中
に、電力増幅器が飽和した場合、この線形モデルは正確
ではなくなる。ディスク・ファイルのこの動作フェーズ
中は、サーボ・システムはオープン・ループで動作し、
状態推定アルゴリズムは飽和中に既知のＶＣＭ特性に基
づいてモデリングされる。ＶＣＭ電流の飽和モデルは、
逆起電力とコイル電流立ち上がり時間の両方の効果を組
み込む。
【０００７】ディジタル・サーボ制御システム内のマイ
クロプロセッサは、電力増幅器が補和する時点を判断す
ることによって、どのＶＣＭ電流モデルを使用するかを
判断する。本出願人の米国特許第４９１４６４４号に記
載されている例では、マイクロプロセッサは、指令され
た速度と推定速度との差である速度誤差の値に基づいて
電力増幅器の飽和を判断する。速度誤差が所定のしきい
値を超える場合、電力増幅器は飽和していると判断さ
れ、飽和モデルが使用される。
【０００８】従来技術の特許には、ＶＣＭの精度が向上
し、ヘッドの正しい位置決めが高速化されるように制御
信号に修正を加える、線形非飽和モデルの変更について
記載されている。参照により本明細書に組み込まれる本
出願人の米国特許第４８３５６３３号では、ＶＣＭへの
実電流入力が公称予測モデルにフィードバックされ、第
４９１４６４４号特許では、実電流を公称電流モデルを
使用して推定し、公称予測モデルにフィードバックして
ヘッドの次の位置を推定する。'６３３号特許に示され
ているトルク係数は、何らかのモデリング誤差に従っ
て、ストロークの全長にわたって最大１７％変動し、装
置ごとに変わることがあり、同一装置でも時間の経過と
共に変化することがある。さらに、本出願人は、トルク
係数が温度によってさらに４％変動することがあること
を認めた。
【０００９】'６３３号特許は、トルク係数に関して温
度変化を線形加速係数の現在状態の測定の一部として考
慮に入れているが、飽和シーク・モードが制御信号の変
化を受けない最大電流でのみ動作するため、飽和シーク
・モードの変化は考慮していない。
【００１０】特開平５−２６６６１５号では、磁気回路
において直接温度を測定し、ドライバ電流量を直接測定
し、それに対応する温度を導き出す。記憶されている参
照テーブルから、トルク定数の低下を判断し、それを使
用して線形サーボ・ループのゲインを調整し、それによ
って全体的な安定性を向上させる。
【００１１】しかし、従来技術の特許では、システムは
ＶＣＭアクチュエータへの最大電流を維持するのに必要
なレベルの制御信号を使用してオープン・ループで動作
するため、公称飽和モデルのみを使用する。たとえば、
本出願人の米国特許第４６９７１２７号のｃｏｌ．９、
１１．５１〜５６に記載されている大きな問題は、コイ
ル抵抗が（従って最大サーボ電流も）、飽和シーク・モ
ード中どころか非飽和シーク中にさえも、温度によって
最大３０％変動することである。従って、公称モデルは
このパラメータの最悪の場合を考慮に入れた十分な安全
性を持たせて構築される。
【００１２】本出願人の米国特許第５１１９２５０号で
は、電流が加速電流から減速電流に切り換えられる時点
を修正することによって、最悪の場合に合わせたモデル
を使用する難点を克服しようとしているが、依然として
最悪の条件を仮定した速度プロフィール内にある。
【００１３】まず図１を参照すると、米国特許第４９１
４６４４号に記載されているディジタル・サーボ制御シ
ステムの略ブロック図が図示されており、これは参照に
より本明細書に組み込まれる。ディスク・ファイル・ド
ライブ・モータ１６のスピンドル１４に接して１対のデ
ィスク１０、１２が支持されている。各ディスク１０、
１２はそれぞれ２つの面２０、２２及び２４、２６を有
する。
【００１４】サーボ情報が各ディスクの各面に設けら
れ、同心円状のトラックに沿って角度方向に間隔を置い
て記録されていることが好ましく、位置情報が、典型的
にはサーボ・セクタ内の隣接し合うサーボ・トラックが
交わる部分がデータ・トラックの中心線と半径方向に位
置合わせされるように書き込まれている。
【００１５】ディスク面上の特定のトラックにヘッド３
０、３２、３４、３６がアクセスする。各ヘッドはそれ
ぞれのディスク面に関連づけられ、付随するアーム・ア
センブリによって支持されている。ヘッド３０、３２、
３４、３６はすべて、それぞれのディスク面上のその半
径方向の位置を基準にして互いに固定した位置関係を維
持する。この好ましいセクタ・サーボ・アーキテクチャ
の代替アーキテクチャとして、面の一方を専用サーボ面
とすることもできる。サーボ・ヘッドまたは選択された
ヘッド３２によって読み取られたサーボ情報が増幅器４
２とディジタイジングＰＥＳチャネル（ＤＰＥＳ）６６
に入力され、ＤＰＥＳ６６はヘッド位置情報ＰＥＳＰ及
びＰＥＳＱを出力する。ＤＰＥＳ６６はヘッド位置情報
をディジタル語で示す。あるいは、アナログ−ディジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器と復調器とを使用してヘッド位置情
報を供給することもできる。任意のサンプル時点におけ
るＰＥＳＰ及びＰＥＳＱの離散値をＰＥＳＰ（ｎ）及び
ＲＥＳＱ（ｎ）と表記する。ただし、ｎは各ディジタル
・サンプルの時間指標を示す。
【００１６】マイクロプロセッサ５０がデータ・バス５
４及びアドレス・バス（図示せず）によって、読取り／
書込みメモリ（ＲＡＭ）５２、プログラム可能読取り専
用メモリ（ＰＲＯＭ）５３などのメモリ装置に接続され
ている。マイクロプロセッサ５０は、'６４４号特許に
記載されているような制御信号アルゴリズムを使用して
制御信号ｕ（ｎ）を生成する。制御信号ｕ（ｎ）はディ
ジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）６２に出力され、積
分電力増幅器（ＩＰＡ）６４によって積分され、増幅さ
れてＶＣＭ４０に送るアナログ電流ｉ（ｔ）を発生す
る。アナログ電流ｉ（ｔ）はＩＰＡ６４の入力端子にフ
ィードバックされ、そこでＶＣＭ電流がアナログ制御信
号ｕ（ｔ）と合計される。実際のハードウェア実装で
は、ＩＰＡ６４の所望の帯域幅と整合させるために帰還
路にゲインＧが供給される。この帰還路によってＩＰＡ
６４は本質的に、逆起電力及び電圧変動による実効抵抗
変動を考慮に入れた線形特性を持つ低域フィルタ電力増
幅器に変わる。これで、ＩＰＡ６４がその線形範囲で動
作しているとき、すなわち制御信号が小さい場合のトラ
ック追従中及びシーク中に、ＶＣＭ電流を実際に推定す
ることができる。従って、マイクロプロセッサ５０は、
離散サンプル時点で、ディジタル・ヘッド位置誤差信号
ＰＥＳＰ（ｎ）及びＰＥＳＱ（ｎ）を入力信号として受
け取る。マイクロプロセッサ５０は、従来の論理回路を
使用してＰＥＳＰ（ｎ）及びＰＥＳＱ（ｎ）の値とタイ
ミングから実ヘッド位置、すなわち位置サンプルを計算
する。データ・バス５４を介したマイクロプロセッサ５
０への入力信号として、ディスク・ファイル制御装置
（図示せず）からのシーク・コマンド信号も図示されて
いる。シーク・コマンド信号は、ヘッドを位置決めし直
す目標トラックを識別するディジタル値である。
【００１７】'６４４号特許で詳述されている状態推定
アルゴリズムの略フローチャートを図２に示す。図２の
「初期設定」ブロックを参照すると、ヘッド位置ｘe、
ヘッド速度ｖe、ＶＣＭ電流ｉe、及びウィンデージｗe
の４つの状態変数がある。これらの推定値の初期設定の
後、ＰＥＳＰ及びＰＥＳＱのディジタル値がＤＰＥＳ６
６からマイクロプロセッサ５０に入力される。次の「計
算」ブロックに示すように、マイクロプロセッサは次に
ヘッド位置ｘaと推定誤差ｅとを計算する。
【００１８】ｘaとｅの計算の後、「シーク」決定を行
う。サーボ・システムがシーク中でない場合、すなわち
ヘッドを１つのデータ・トラックから他のデータ・トラ
ックに移動させている場合、サーボ・システムはトラッ
ク追従モードである。次に、'６４４号特許に記載され
ている式に従って、「線形モデル推定」ブロックで４つ
の状態変数を推定する。
【００１９】次に、速度誤差信号ｖesを計算する。次に
制御信号ｕを計算してＤＡＣ６２に出力する。ｕを出力
した後、２つのＶＣＭ電流モデルのうちのどちらを推定
アルゴリズムの状態「予測更新」段階に使用するかを決
定する決定点に達する。速度誤差信号ｖesが実験により
事前決定されたしきい値（ＶＥＳＭＡＸと示されてい
る）より小さい場合は、電力増幅器が飽和していないこ
とを示しており、アルゴリズムは「線形モデル予測更
新」ブロックに分岐する。一般に、これは電力増幅器が
飽和しないほど制御信号が十分に小さいことを意味す
る。
【００２０】線形モード中のＶＣＭの連続時間モデルに
ついては'６４４号特許に詳述されている。このモデル
は、トルク係数ＫfをＶＣＭ及びヘッド・アーム・アセ
ンブリの可動部の慣性Ｍで割った商である加速度係数で
あるラプラス演算子Ｋvと、ＰＥＳゲインであるＫxとを
使用する。ウィンデージ項ｗは、図１のＶＣＭ４０に入
力するＩＰＡ６４からの電流出力ｉと合計される、制御
されていない入力信号として表される。
【００２１】フローチャート（図２）を参照すると、
「シーク」決定ブロックで、シークが進行中の場合、ア
ルゴリズムはｖesとＶＥＳＭＡＸとを比較する決定ブロ
ックに分岐する。シークが進行中でｖesがＶＥＳＭＡＸ
より小さい場合、それは制御信号が小さくなることを示
しており、アルゴリズムは前述のようにＶＣＭ電流の線
形モデルに基づいて推定状態変数を計算する「線形モデ
ル推定」ブロックに分岐する。一方、電力増幅器が飽和
しているという決定の場合、すなわちｖes≧ＶＥＳＭＡ
Ｘの場合、アルゴリズムはＶＣＭ電流の飽和モデルに基
づいて推定状態変数を計算する「飽和モデル推定」ブロ
ックに分岐する。
【００２２】飽和モデルを使用して修正された'６４４
号特許に従って推定状態変数を計算した後、新しいｖes
を計算する。制御信号ｕを計算し、ＤＡＣ６２に出力す
る。次にｖes項をＶＥＳＭＡＸと比較し、制御信号が大
きいため、この決定ブロックによってアルゴリズムはＶ
ＣＭ電流に飽和モデルを使用する「飽和モデル予測更
新」段階に分岐する。電力増幅器が飽和している場合の
電力増幅器及びＶＣＭの連続時間モデルについては'６
４４号特許に記載されている。ＶＣＭ電流の飽和モデル
には、逆起電力とコイル電流立ち上がり時間の効果が組
み込まれる。
【００２３】再び図２のフローチャートを参照すると、
ＶＣＭ電流の線形モデルまたは飽和モデルを使用して予
測値を更新した後、マイクロプロセッサ５０はＰＥＳＰ
及びＰＥＳＱの次の値を受け取る準備ができている。こ
れらの値を、ＶＣＭ電流の予測値を含む状態変数の更新
された予測値と共に使用して、状態変数と次の制御信号
の推定値を計算する。
【００２４】従来技術についてさらに説明すると、'６
３３号特許は、線形または非飽和シーク・モードで制御
信号を正確に生成するために、トルク係数Ｋfすなわち
加速度係数Ｋf／Ｍ（ただしＭはＶＣＭ及び付随ヘッド
／アーム・アセンブリの可動部の慣性である）の値がわ
からなければならないと指摘している。
【００２５】ディジタル・サーボ制御システムの一部を
形成する状態推定アルゴリズムを使用するディスク・フ
ァイルの場合、加速度係数は非飽和シーク・モードでの
ヘッド位置と速度の推定値を計算するためにも重要であ
る。
【００２６】特定のディスク・ファイルの実Ｋf／Ｍを
計算する方法について図３を参照しながら説明する。図
３の破線は、位置をトラック数単位で示したヘッド位置
の関数としての平均加速度係数を表す。この関係は、デ
ィスク・ファイルのサンプルを検査するか、特定のディ
スク・ファイルを何回も検査するか、またはＶＣＭパラ
メータの既知の値に基づく計算によって実験的に求め
る。図３の実線は、特定のエージ、特定の動作条件下の
特定の温度での特定のディスク・ファイルのヘッド位置
の関数としての実加速度係数を表す。加速度係数とヘッ
ド位置との関係は、公称ＶＣＭ及び実ＶＣＭの両方につ
いて同じ概略形状を有する。しかし、２つの曲線は、平
均加速度係数と実加速度係数との間の垂直方向のずれに
等しい量だけずれる。この差はヘッドの位置に関係なく
本質的に一定の値である。
【００２７】図のように、公称加速度係数（Ｋf／Ｍ）
NOMは、ヘッド位置に関する力係数の変動が最小になる
範囲であるほぼ中間帯のデータ・トラックにおける加速
度係数になるように選定する。公称加速度係数のこの値
はＰＲＯＭ５３に記憶され、すべてのディスク・ファイ
ルについて同じ値である。たとえば、図３に示すよう
に、ＰＲＯＭ５３に記憶されている（Ｋf／Ｍ）NOMの値
（実線の直線で示されている）は、トラック４００と１
２００の間で取られた平均加速度係数（破線）であり、
任意の単位で約０．９８５の値である。
【００２８】実加速度係数（Ｋf／Ｍ）MESの測定のため
の計算は、ディスク・ファイル・サーボ制御信号が初期
設定されるたびに行われ、これを「リゼロ」と呼ぶ。リ
ゼロは、ディスク・ファイルに最初に電源投入するたび
と、ユーザが選択したその他の時点で行われる。リゼロ
・プロセスの一部として、トラック４００と１２２０の
間で前方シークを行う。シーク中に、ウィンデージによ
る成分を除いたＶＣＭ電流の値を制御信号の計算ごとに
合計し、その合計をＲＡＭ５２に記憶する。（ウィンデ
ージによる等価の電流を「ｗe」と呼び、状態推定アル
ゴリズムによって得られる。）シークの加速部分の終わ
りに、推定速度もＲＡＭ５２に記憶する。次に、'６３
３号特許に記載されているようにトラック４００と１２
００の間の平均加速度係数である実際の測定加速度係数
（Ｋf／Ｍ）MESを計算する。シークを逆方向にも行って
（Ｋf／Ｍ）MESを計算することが好ましい。次にこの２
つの値の平均をとって、ウィンデージを補償する実（Ｋ
f／Ｍ）MESを求め、ＰＲＯＭ５３に記憶されている公称
（Ｋf／Ｍ）NOMを補償するために使用する。制御信号の
補償係数を図４に示す。この補償係数は図３の加速度係
数の反転である。
【００２９】状態推定機構を使用したディジタル・サー
ボ制御システムにおける制御信号を修正する方法を図５
に示す。Ｈ（ｘ）ブロックは（Ｋf／Ｍ）（ｘ）／（Ｋf
／Ｍ）NOMであり、制御下のＶＣＭにおける加速度係数
変動を表す。ｈ（ｘ）ブロックは（Ｋf／Ｍ）NOM（ｘ）
／（Ｋf／Ｍ）であり、推定機構へのＶＣＭ入力（ヘッ
ド位置「ｘ」、速度「ｖ」、及び加速度「ａ」）が公称
ＶＣＭからの入力をより厳密に表すように強制する制御
信号に対する修正を表す。わかりやすく言うと、ｈ
（ｘ）＊Ｈ（ｘ）＝１である。図５のＷ*項は、アクチ
ュエータに作用するＤＣ力（「ウィンデージ」と呼ぶ）
を正確に打ち消すのに必要な電流である。推定機構はＤ
Ｃ力の影響を受けないため、これは推定機構への入力値
ではない。修正を加えていない制御信号「ｕ」は推定機
構への入力値である。従って、状態推定機構は推定機構
の定数にまったく修正を加えずに、公称状態推定機構と
して機能する。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】最悪の場合のモデルを
使用するかどうかを問わず、ＶＣＭの位置と速度を予測
するために公称モデルを使用する際の重要な問題は、各
サーボ・サンプル時点における予測位置と実際の位置と
の誤差が大きくなる可能性があることである。一般に
は、この誤差をシーク中に組み込んで補正「動的ウィン
デージ」項を求め、それを制御信号に付加する。誤差が
大きい場合、この項の大きさが大きくなり（「ウィンデ
ージ・ワインドアップ」）、その結果としての制御信号
が大きくなり過ぎて適時に「アンワインド」することが
できなくなり、その結果、目標地点を行き過ぎることに
なる。さらに、一般に初期線形モデルの静的ウィンデー
ジ推定値を求めるためにウィンデージ推定が使用され、
その結果、誤差によって整定特性が低下し、同様にシー
クの整定時間も長くなる。従って本発明の目的は飽和シ
ーク・モードにおけるサーボ・システムの改良されたモ
デリングを提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】ＶＣＭはヘッド位置との
所定の関係と温度変化とに従って変化する特性トルク係
数を有し、サーボ・システムは主として温度変化による
低周波数変動を有する最大電流レベルでの飽和シーク・
モードでＶＣＭを駆動する。サーボ・システムはＶＣＭ
電流を示す推定ＶＣＭ制御値を計算し、ヘッド位置及び
速度を含むＶＣＭの状態の推定値を計算し、アルゴリズ
ム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を計算す
る。この改良型モデリングは、公称トルク係数と公称Ｖ
ＣＭ電流ではなく飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの
実際のトルク係数と実際の最大電流レベルとを反映する
ようにアルゴリズム・モデルを変更する。好ましい方法
は、測定トルク係数と公称トルク係数との比を表すスケ
ーリング係数と、測定最大電流レベルと公称最大電流レ
ベルとの比を表すスケーリング係数を使用してモデルを
スケーリングし、次にスケーリングしたモデルと状態の
現行値とから飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態
の予測値を計算する。
【００３２】本発明をよりよく理解することができるよ
うに、添付図面と関連させて以下の詳細な説明を参照さ
れたい。
【００３３】
【発明の実施の形態】前述のように、本発明の目的は、
図２に示すように、ヘッド位置、速度、及び電流の予測
と更新を行うために使用する飽和モデルを改良すること
である。これは、トルク係数、飽和コイル電流、及びバ
イアス力を考慮に入れて加速度の予測を改良することに
よって達成される。
【００３４】飽和モデルの改良の結果、各サーボ・サン
プル時点での予測位置ｘpと実際の位置ｘaとの間の誤差
が小さくなる。典型的には、この誤差をシーク中に積分
して、補正「動的ウィンデージ」項ｗeを求め、それを
制御信号に加える。誤差が大きい場合、この項も大きく
なり（「ウィンデージ・ワインドアップ」）、その結果
としての制御信号も大きくなり過ぎて適時に「アンワイ
ンド」することができなくなることがあり、その結果、
目標を行き過ぎてしまうことになる。さらに、一般に、
図２の初期線形モデルの静的ウィンデージ推定値を求め
るためにウィンデージ推定値ｗeが使用され（上記のフ
ランクリン等参照）、その結果、誤差によって整定特性
が低下し、同様にシークの整定時間も長くなる。
【００３５】図６は、ディスク・ファイルの一例のコイ
ル抵抗と温度との関係を示すグラフである。このグラフ
には、ドライブの動作温度範囲内でコイルの抵抗が３０
％増大する様子が示されている。電源の電圧はたとえば
１２ボルトなど一定の電圧に制限されている。２５℃で
のコイル抵抗が１０オームの場合、図１のＩＰＡ６４に
よって供給可能な最大電流は１．５アンペアである。速
度が上昇するにつれて逆起電力を克服しなければならな
いため、この最大値は速度と共に減少する。逆起電力は
線形シーク・モードでは電力増幅器によって補正される
が、飽和シーク・モードでは大きくなり、飽和モデルで
計算に入れられる。動作温度６５℃では、コイルの抵抗
は１３オームであり、ＶＣＭへの最大電流入力は１．１
５アンペアに過ぎない。ヘッドの加速度は電流に直接関
係するため、加速度も６５℃では２５℃から３０％低下
する。６５℃の最悪の場合に合わせて飽和モデルを作成
する場合、従来技術のモデルは２５℃で実際の加速度よ
りも３０％小さい加速度ａeを推定し、そのモデルの結
果得られる位置サンプル間の位置ｘの予測値と更新値
は、加速時には実際の値よりも３０％短くなり、減速時
には実際の値に３０％及ばず、減速時には実際の値より
３０％先になる。
【００３６】図７は、ディスク・ファイルの一例のトル
ク係数と温度との関係を示すグラフである。このグラフ
には、ドライブの動作温度範囲内でトルク係数が４％減
少する様子が示されている。上記と同様に、６５℃の最
悪の場合に合わせて飽和モデルを作成した場合、２５℃
で実際の値よりも４％低い加速度ａeを推定し、そのモ
デルの結果の位置サンプル間の位置ｘの予測値と更新値
は加速時には実際値にさらに４％及ばず、減速時には４
％先になる。
【００３７】装置を連続時間で表した図を図８に示し、
飽和モデルを同等の連続時間で表した図を図９に示す。
図９では説明を容易にするために連続時間表現を使用し
ているが、図２に示すような推定モデルの好ましい実施
態様は離散時間プロセスである。
【００３８】図８において、Ｖsatは電源の最大電圧で
あり、Ｒcはコイル抵抗であって変動し、Ｔcは抵抗とイ
ンダクタンスによるコイルの時間定数であり、ｉ（ｔ）
はコイル電流であり、Ｋfはトルク係数であって変動
し、Ｍは慣性であり、Ｋf／Ｍは加速度係数であり、ｗ
（ｔ）はウィンデージであり、ＦはＶ／（ｍ／ｓ）にお
ける逆起電力であり、ａ（ｔ）は加速度であり、ｖ
（ｔ）は速度であり、ｘ（ｔ）は位置である。
【００３９】図９の推定モデルにおいて、Ｖ* satは電源
の公称最大電圧であり、Ｒ* cは公称コイル抵抗であり、
ｉ*（ｔ）は推定コイル電流であり、Ｋ* fは公称トルク
係数であり、Ｍは慣性であり、Ｋf／Ｍは加速度係数で
あり、ｗ*（ｔ）は推定ウィンデージであり、Ｋ1は測定
トルク係数と公称トルク係数との比であり、Ｋ2は測定
最大加速度と公称最大加速度との比であり、ａ*（ｔ）
は推定加速度であり、ｖ*（ｔ）は推定速度であり、ｘ*
（ｔ）は推定位置である。
【００４０】従来技術の特許は、線形非飽和モードで制
御信号のスケーリングまたは修正を行ってＶＣＭをより
精確にしたり、ヘッドが正しい位置により迅速に位置決
めすされるようにする方法について記載している。従来
技術の特許は、装置を公称装置として動作させるために
このスケーリングを使用する。電源増幅器が飽和してい
るために制御信号を必要に応じて増大させることができ
ないため、これは飽和モデルでは機能しない。従って、
従来技術の特許は公称飽和モデルを使用するが、それは
必要な制御信号がＶＣＭアクチュエータへの最大電流を
維持するのに必要な制御信号だけであるためである。
【００４１】本発明のサーボ・システムの改良されたモ
デリングは、飽和シーク・モードにおけるＫ1とＫ2を含
むと共に、飽和モデルによって行う予測に推定静的ウィ
ンデージを組み込む。Ｋ1及びＫ2の目的は、モデルを装
置のように見えるように変えることである。トルクの変
化に関して、本発明は測定トルク係数と公称トルク係数
との比Ｋ1を出して、トルク係数の変化に従って飽和モ
デルを変更する。
【００４２】１つの手法は、線形非飽和制御で使用する
図４の実線の曲線を定義する平均アルゴリズムを含む情
報を使用し、その情報を、たとえばテイラー級数を使用
して反転し、トルク係数をヘッド位置の公称トルク係数
から補正することであろう。情報を反転させる理由は、
その情報を使用して、図４の情報を使用して制御信号を
更新する線形モデルとは逆にモデルを変更するためであ
る。
【００４３】好ましい実施例では、'６３３号特許で詳
述されている線形モデルを使用する。このモデルは、ヘ
ッド位置に従って変動する公称特性トルク係数を表す平
均アルゴリズムを含み、公称トルク係数と測定トルク係
数との比を計算して補正された非飽和制御信号を生成す
る。本発明の好ましい実施例は、線形モデル計算の結果
を使用し、その結果を反転させる。この場合もこれは、
モデルを変更し、推定加速度ａ*（ｔ）を補正し、それ
によって推定速度ｖ*（ｔ）と位置ｘ*（ｔ）を変更する
ためである。
【００４４】前述のように、飽和シークにおける電流の
最大レベルは、主として温度変化によるコイル抵抗の変
化による低周波数変動を有する。この変動の結果、ヘッ
ドの加速度がそれに比例して変化する。本発明は、公称
最大加速度と測定最大加速度との比Ｋ2を求める。
【００４５】好ましい実施例では、この比は、既知の測
定時間にわたって飽和シークを行い、トルク係数変動の
補正を行った後で、実際の移動距離と期待移動距離との
比を計算することによって求める。ウィンデージを考慮
に入れるために、好ましい実施例は反対方向に飽和シー
クを行い、再び比を計算し、その結果の平均をとる。２
つの比の平均は、ほぼ測定加速度と公称加速度との比で
ある。
【００４６】飽和モデルに加える他の調整は、シーク中
にＶＣＭに影響を与える推定静的ウィンデージを計算に
入れることである。線形モードでは、この力の推定値を
制御信号から差し引き、アクチュエータに及ぼす正味の
影響がゼロになるようにする。飽和時には制御信号を調
整することができないため、推定機構への制御信号に推
定静的ウィンデージを加える。これによって、実際の装
置がより厳密にモデリングされるようになるため、推定
が改良される。
【００４７】改良されたモデリングによって、アルゴリ
ズム・モデルが飽和シーク・モード中に公称トルク係数
及びＶＣＭ電流ではなくＶＣＭの実際のトルク係数と電
流の実際の最大レベルを反映するように変更される。ス
ケーリング係数Ｋ1及びＫ2は、それぞれ測定トルク係数
と公称トルク係数との比と、電流の測定最大レベルと公
称最大レベルとの比を表し、スケーリングされた制御値
と状態の現行値から飽和シーク・モードにおけるＶＣＭ
の状態の予測を計算するために使用される。
【００４８】図１０に、トルク係数の変動を補正するた
めに修正された、図２に示す状態推定機構の非飽和線形
モデル推定と線形モデル予測及び更新を示すフローチャ
ートを図示する。シーク中に位置情報を受け取ると、こ
の線形モデルは更新され、目標トラックまでの移動距離
が組み込まれる。所望の速度を判断し、所望の速度と実
際の速度との差である速度誤差ｖesを計算する。速度誤
差をフィルタリングすると、その結果が所望の制御値ｕ
である。ｕにウィンデージ推定値Ｗ*をｕに加え、次に'
６４４号特許に記載されているようにその合計を現在位
置における公称トルク係数と実トルク係数との比である
ＲＧＫＨＡＴでスケーリングする。
【００４９】図２に示すように、この結果はＤＡＣ６２
に出力され、ｕを使用して線形モデル予測が更新され
る。
【００５０】図１１に、図２に示す従来技術の状態推定
機構の飽和モデル推定と飽和モデル予測及び更新を図示
し、図２のステップの多くをより詳細に示す。シーク中
に位置情報を受け取ると、飽和モデルは更新され、目標
トラックまでの移動距離が組み込まれる。所望の速度を
判断し、速度誤差ｖesを計算する。ｖesが依然としてし
きい値を超える場合、飽和シーク・モードを維持する必
要があり、ＤＡＣ６２に最大制御値が出力される。公称
飽和モデルが更新され、実効電流の逆起電力の減少を考
慮に入れて加速度が調整される。図１１の式で、Ｖsat
は電源が出力することができる最大電圧であり、Ｖbemf
はコイルの動きによるコイル両端間の電圧であり、Ｒc
は公称コイル抵抗である。
【００５１】図１２に、図２に示す飽和推定及び飽和モ
デル予測及び更新を改良した本発明の状態推定機構のフ
ローチャートを示す。位置情報を受け取ると、飽和モデ
ルは更新され、目標トラックまでの移動距離が組み込ま
れる。所望の速度が判断され、速度誤差ｖesが計算され
る。ｖesが依然としてしきい値を超える場合、飽和シー
ク・モードを維持する必要があり、ＤＡＣ６２に最大制
御値が出力される。図１２に示す式で、Ｖsat、
Ｖbemf、及びＲcは、逆起電力の最大電流を補正するよ
うに公称モデルの場合と同じである。次に、本発明によ
り、飽和モデルを変更し、更新する。モデルに加える変
更は、係数Ｒaccel、ＲＧＫＨＡＴ、及びＷ*による。Ｒ
ＧＫＨＡＴは現在位置における実トルク係数と公称トル
ク係数との比であり、図１０の線形モデルから求められ
る。Ｒaccelはファイルで測定された加速度と公称コイ
ル抵抗と公称飽和電圧を使用して計算された加速度との
比である。反転ＲＧＫＨＡＴは図９のＫ1と等価であ
る。Ｗ*は静的ウィンデージの推定値である。
【００５２】図１３及び図１４に、Ｒaccelを求める代
替方法を示す。
【００５３】図１３に示す方法は、ＲＥＣＡＬまたは
「リゼロ」時に有用であり、逆起電力の効果を少なくす
るために好ましくは静止位置からの、中央帯から外径
（ＯＤ）までの飽和シークの発行を含む。シーク中の一
定時間中に移動した距離ｄ1を測定する。トルク変動に
合わせて調整された一定時間中に移動するべき期待値ｅ
1を計算する。次に、中央帯から内径（ＩＤ）までの逆
シークを行う。逆シーク中の同じ一定時間中に移動した
距離ｄ2を測定する。この場合も、トルク変動に合わせ
て調整された一定時間中に移動するべき期待距離ｅ2を
計算する。図のようにこの２つの方向の実際の移動距離
と期待移動距離との比の平均を取ることによって、Ｒ
accelを計算する。
【００５４】図１４に示す方法は、一方向における任意
の十分な長さの飽和シーク中の設定時点に行うことがで
きる。シーク中、好ましくは逆起電力が低いシークの始
めに、一定時間中の移動距離ｄ1を測定する。トルク変
動に合わせて調整された一定時間中に移動するべき期待
距離ｅ1を計算する。この期待距離を静的ウィンデージ
またはバイアスに合わせて調整し、補正された期待移動
距離ｅ* 1を求める。ｄ1とｅ* 1との比をとることによっ
てＲaccelを計算する。当業者ならこれらの計算の他の
変形も明らかであろう。Ｒaccelは図９のＫ2と等価であ
る。
【００５５】最後に、ＲＧＫＨＡＴまたはＲaccelある
いはその両方をリゼロまたは再決定する設定時点の決定
方法を図１５に示す。測定時間中に位置サンプルｘaと
期待位置ｘeとを監視する。実際の位置と推定位置との
差を使用する良度指数を計算し、しきい値と比較する。
しきい値を超える場合、設定時点信号の確立による最大
加速度またはトルク係数の再較正が要求される。良度指
数は、たとえば行き過ぎが起こる可能性が最も高いシー
クの終わりなど、一定時点で計算することができる。
【００５６】あるいは、推定誤差（１つのサンプルの推
定機構による位置の予測と測定位置の間の差）の大きさ
を監視し、必要に応じて再構成をスケジュールすること
もできる。
【００５７】以上、本発明の好ましい実施例について詳
細に例示したが、当業者なら特許請求の範囲に記載され
ている本発明の範囲から逸脱することなくこれらの実施
例の修正及び適合化が思いつくであろう。
【００５８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００５９】（１）データ記録ディスク・ファイルが１
つのデータ・トラックから目標データ・トラックまでヘ
ッドをシーク再位置決めするボイス・コイル・モータ
（ＶＣＭ）アクチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド
位置に対する所定の関係に従って変動する特性トルク係
数を有する、前記データ記録ディスク・ファイルのため
のサーボ・システムが、ヘッド加速度をコイル電流に関
連づける非飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動する
ことができ、低周波数変動を有する最大電流レベルにお
ける飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することが
でき、離散サンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置
サンプル）をサンプリングし、目標トラックまでの移動
距離を算出し、ヘッド位置及び速度を含むＶＣＭの状態
の現行推定値を前記位置サンプルから計算し、ＶＣＭの
前記状態に関するアルゴリズム・モデルからヘッド位置
及び速度の予測値を計算し、それらから前記ＶＣＭを駆
動するディジタル制御信号を生成するサーボ・システム
において、飽和シーク・モードにおけるＶＣＭとサーボ
・システムの係数の差を補償する方法であって、 １）飽和シーク・モードにおけるＶＣＭとサーボ・シス
テムの測定された前記差と公称値との比を表す少なくと
も１つのスケーリング係数を記憶するステップと、 ２）前記スケーリング係数によって前記モデルをスケー
リングするステップと、 ３）前記状態の前記スケーリングされた推定値と現行値
から飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の予測値
を計算するステップとを含む方法。 （２）４）設定時点で、一定測定時間の間一定した非飽
和制御を行うステップと、 ５）期待値とステップ４で移動した実際の距離との比を
求めるステップと、 ６）ステップ５における前記比から前記スケーリング係
数のうちの少なくとも１つのスケーリング係数の実際値
と公称値との比を計算するステップと、 ７）前記スケーリング係数を更新するステップとをさら
に含む、上記（１）に記載の方法。 （３）８）設定時点で、一定測定時間の間飽和制御を行
うステップと、 ９）ウィンデージと前記更新されたスケーリング係数の
効果を考慮に入れてステップ８における期待値と実際の
移動距離との比を求めるステップと、 １０）ステップ９における前記比から、前記スケーリン
グ係数のうちの他の少なくとも１つのスケーリング係数
の実際値と公称値との比を計算するステップと、 １１）前記スケーリング係数のうちの前記他の１つを更
新するステップとをさらに含む、上記（２）に記載の方
法。 （４）１２）前記位置サンプルと前記計算された推定位
置とを監視するステップと、 １３）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算さ
れた推定位置との間の差を使用して計算された良度指数
に基づいて前記設定時点を設定するステップとをさらに
含む、上記（３）に記載の方法。 （５）４）設定時点で、一定測定時間の間飽和制御を行
うステップと、 ５）ウィンデージと前記更新されたスケーリング係数の
効果を考慮に入れてステップ４における期待値と実際の
移動距離との比を求めるステップと、 ６）ステップ５における前記比から、前記スケーリング
係数のうちの少なくとも１つのスケーリング係数の実際
値と公称値との比を計算するステップと、 ７）前記スケーリング係数を更新するステップとをさら
に含む、上記（１）に記載の方法。 （６）ステップ３の予測値を計算する前記ステップが、 ３Ａ）ウィンデージの前記効果に合わせてさらに調整す
ることによって前記予測値を計算するステップをさらに
含むことを特徴とする、上記（２）に記載の方法。 （７）データ記録ディスク・ファイルが１つのデータ・
トラックから目標データ・トラックまでヘッドをシーク
再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）アク
チュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に対する所
定の関係に従って変動する特性トルク係数を有する、前
記データ記録ディスク・ファイルのためのサーボ・シス
テムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽和
シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、低
周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽和シーク
・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、離散サン
プル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプル）をサ
ンプリングし、目標トラックまでの移動距離を算出し、
ＶＣＭ電流を表す推定ＶＣＭ制御値を計算し、前記位置
サンプルに関するアルゴリズム・モデルから、ヘッド位
置及び速度を含むＶＣＭの状態の現行推定値を計算し、
前記制御値に関するアルゴリズム・モデルからヘッド位
置及び速度の予測値を計算し、前記非飽和計算が公称ト
ルク係数と測定トルク係数との比の計算を含み、平均比
からの測定オフセットを組み込み、前記ＶＣＭを駆動す
るディジタル制御信号を生成するサーボ・システムにお
いて、飽和シーク・モードでのＶＣＭのトルク係数の差
と前記最大電流レベルにおける変動とを補償する方法で
あって、 １）測定最大電流レベルと公称値との比を表す第１のス
ケーリング係数を記憶するステップと、 ２）測定トルク係数と公称トルク係数との比を表す第２
のスケーリング係数を記憶するステップと、 ３）前記推定ＶＣＭ制御値を前記第２のスケーリング係
数と前記第１のスケーリング係数とによってスケーリン
グするステップと、 ４）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
とから飽和シーク・モードでのＶＣＭの状態の予測値を
計算するステップとを含む方法。 （８）設定時点において、 ５）平均トルク係数と公称トルク係数との比に対するオ
フセットを計算するステップと、 ６）最大電流レベルと公称値との比を測定するステップ
と、 ７）前記オフセット及び前記第１のスケーリング係数を
更新するステップとをさらに含む、上記（７）に記載の
方法。 （９）８）前記位置サンプルと前記計算された推定位置
とを監視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
た推定位置との差を使用する良度指数に基づいて前記設
定時点を設定するステップとをさらに含む、上記（８）
に記載の方法。 （１０）データ記録ディスク・ファイルが１つのデータ
・トラックから目標データ・トラックまでヘッドをシー
ク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ア
クチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に対する
所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有する、
前記データ記録ディスク・ファイルのためのサーボ・シ
ステムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽
和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
最大電流レベルにおける飽和シーク・モードで前記ＶＣ
Ｍを駆動することができ、離散サンプル時点でヘッド位
置サーボ情報（位置サンプル）をサンプリングし、ＶＣ
Ｍ電流を表す前記非飽和シーク・モードの推定ＶＣＭ制
御値を計算し、前記位置サンプルに関するアルゴリズム
・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶＣＭの状態の
現行推定値を計算し、前記制御値に関するアルゴリズム
・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を計算し、前
記非飽和計算は公称トルク係数と測定トルク係数との比
の計算を含み、平均比からの測定オフセットを組み込
み、前記ＶＣＭを駆動するディジタル制御信号を生成す
るサーボ・システムにおいて、飽和シーク・モードにお
けるＶＣＭのトルク係数の差を補償する方法であって、 １）公称トルク係数と測定トルク係数との前記を反転す
ることによって計算したトルク・スケーリング係数を記
憶するステップと、 ２）前記トルク・スケーリング係数によって前記推定Ｖ
ＣＭ制御値をスケーリングするステップと、 ３）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
とから飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の予測
値を計算するステップとを含む方法。 （１１）設定時点において、 ４）一定測定時間の間一定した非飽和制御を行うステッ
プと、 ５）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ４にお
ける期待移動距離と実移動距離との非を求めるステップ
と、 ６）ステップ５における前記比から平均トルク係数と公
称トルク係数との比に対するオフセットを計算するステ
ップと、 ７）前記オフセットを更新するステップとをさらに含
む、上記（１０）に記載の方法。 （１２）８）前記位置サンプルと前記計算された推定位
置とを監視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
た推定位置との間の差を使用して計算された良度指数に
基づいて、前記設定時点を設定するステップとをさらに
含む、上記（１１）に記載の方法。 （１３）ステップ３の予測値を計算するステップが、 ３Ａ）ウィンデージの前記効果に合わせてさらに調整す
ることによって前記予測値を計算するステップをさらに
含むことを特徴とする、上記（１１）に記載の方法。 （１４）データ記録ディスク・ファイルが１つのデータ
・トラックから目標データ・トラックまでヘッドをシー
ク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ア
クチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に対する
所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有する、
前記データ記録ディスク・ファイルのためのサーボ・シ
ステムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽
和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
低周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽和シー
ク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、離散サ
ンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプル）を
サンプリングし、目標トラックまでの移動距離を計算
し、ＶＣＭ電流を表す前記非飽和シーク・モードの推定
ＶＣＭ制御を計算し、前記位置サンプルに関するアルゴ
リズム・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶＣＭの
状態の現行予測値を計算し、前記制御値に関するアルゴ
リズム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を計算
し、前記非飽和計算が公称トルク係数と測定トルク係数
との比の計算を含み、平均比からの測定オフセットを組
み込み、前記ＶＣＭのディジタル制御信号を生成するサ
ーボ・システムにおいて、飽和シーク・モードにおける
ＶＣＭのトルク係数の差と前記最大電流レベルの変動と
を補償する方法であって、 １）測定最大電流レベルと公称値との比を表す第１のス
ケーリング係数を記憶するステップと、 ２）測定トルク係数と公称トルク係数との前記比を反転
することによって計算された第２のスケーリング係数を
記憶するステップと、 ３）前記スケーリング係数と前記第１のスケーリング係
数とによって前記推定ＶＣＭ制御値をスケーリングする
ステップと、 ４）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
とから、飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の予
測値を計算するステップと、 ５）設定時点において、一定測定時間の間一定した比飽
和制御を行うステップと、 ６）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ５にお
ける予測移動距離と実移動距離との比を求めるステップ
と、 ７）ステップ６における前記比から平均トルク係数と公
称トルク係数との比に対するオフセットを計算するステ
ップと、 ８）一定測定時間の間飽和制御を行うステップと、 ９）ウィンデージとトルク変動の効果を計算に入れてス
テップ８における期待移動距離と実移動距離との比を求
めるステップと、 １０）ステップ９における前記比から最大電流レベルと
公称値との比を計算するステップと、 １１）前記オフセット及び前記第１のスケーリング係数
を更新するステップとを含む方法。 （１５）１２）前記位置サンプルと前記計算された推定
位置とを監視するステップと、 １３）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算さ
れた推定位置との差を使用して計算した良度指数に基づ
いて、前記設定時点を設定するステップとをさらに含
む、上記（１３）に記載の方法。 （１６）データ記録ディスク・ファイルが１つのデータ
・トラックから目標データ・トラックまでヘッドをシー
ク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ア
クチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に対する
所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有する、
前記データ記録ディスク・ファイルのためのサーボ・シ
ステムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽
和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
低周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽和シー
ク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、離散サ
ンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプル）を
サンプリングし、目標トラックまでの移動距離を計算
し、ＶＣＭ電流を表す前記非飽和シーク・モードの推定
ＶＣＭ制御値を計算し、前記位置サンプルに関するアル
ゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶＣＭ
の状態の現行予測値を計算し、前記制御値に関するアル
ゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を計
算し、前記ＶＣＭのディジタル制御信号を生成するサー
ボ・システムにおいて、飽和シーク・モードにおけるＶ
ＣＭとサーボ・システムのトルク係数の差を補償する方
法であって、 １）飽和シーク・モードにおけるＶＣＭとサーボ・シス
テムの測定された前記差と公称値との比を表す少なくと
も１つのスケーリング係数を記憶するステップと、 ２）前記スケーリング係数によって前記推定ＶＣＭ制御
値をスケーリングするステップと、 ３）前記制御値と前記状態の現行値とから飽和シーク・
モードにおけるＶＣＭの状態の前記予測値を計算するス
テップと、 ４）設定時点において、一定測定時間の間飽和制御を行
うステップと、 ５）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ４にお
ける期待移動距離と実移動距離との比を求めるステップ
と、 ６）ステップ５における前記比から前記スケーリング係
数のうちの他の１つのスケーリング係数の実際と公称値
との比を計算するステップと、 ７）前記スケーリング係数を更新するステップとを含む
方法。 （１７）８）前記位置サンプルと前記計算された推定位
置とを監視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
た推定位置との差を使用して計算された良度指数に基づ
いて、前記設定時点を設定するステップとを更に含む、
上記（１６）に記載の方法。 （１８）データ・ディスクまたは別個のサーボ・ディス
クに情報が記録された、大体同心円状のデータ・トラッ
クをその上に備えた少なくとも１つの回転可能ディスク
と、ディスクの回転中にサーボ情報を読み取る少なくと
も１つのヘッドと、ヘッド位置に対する所定の関係に従
って変動する特性トルク係数を有し、ヘッドを１つのデ
ータ・トラックから目標データ・トラックにシーク再位
置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）アクチュ
エータと、ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽
和シーク・モードにおいて前記ＶＣＭを駆動し、ヘッド
加速度をコイル電流に関連づける非飽和シーク・モード
で前記ＶＣＭを駆動し、低周波数変動を有する最大電流
レベルにおける飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動
するサーボ・システムと、前記ヘッドによって読み取っ
たサーボ情報を処理して離散サンプル時点におけるヘッ
ド位置情報（位置サンプル）を提供するサーボ・ディジ
タイジング・チャネルと、目標トラックまでの移動距離
を計算し、前記位置サンプルからヘッド位置及び速度を
含むＶＣＭの状態の現行推定値を計算し、ＶＣＭの前記
状態に関するアルゴリズム・モデルからヘッド位置及び
速度の予測値を計算し、前記ＶＣＭを駆動するディジタ
ル制御信号を生成するマイクロプロセッサとを有するタ
イプの改良型データ記録ディスク・ファイルであって、
改良は、前記マイクロプロセッサに関連づけられ、飽和
シーク・モードにおけるＶＣＭとサーボ・システムの測
定された前記差と公称値との比を表す少なくとも１つの
スケーリング係数を記憶するメモリを含み、前記マイク
ロプロセッサが前記スケーリング係数によって前記モデ
ルをスケーリングし、前記マイクロプロセッサが前記ス
ケーリングされた制御値と前記状態の現行値とから飽和
シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の前記予測値を計
算することを特徴とする、改良型データ記録ディスク・
ファイル。 （１９）前記サーボ・システムが、設定時点で、一定測
定時間の間一定した非飽和制御を行い、前記マイクロプ
ロセッサが、一定測定時間の間ヘッドの移動距離を計算
し、ウィンデージの効果を計算に入れて期待移動距離と
実移動距離との比を計算し、前記比から前記スケーリン
グ係数のうちの少なくとも１つのスケーリング係数の実
際値と公称値との比を計算し、前記スケーリング係数を
更新することを特徴とする、上記（１８）に記載の改良
型ディスク・ファイル。 （２０）前記マイクロプロセッサがウィンデージの前記
効果に合わせてさらに調整する前記予測値を計算するこ
とを特徴とする、上記（１９）に記載の改良型ディスク
・ファイル。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する従来技術のディジタル・サー
ボ制御システムを示すブロック図である。
【図２】図１のディジタル・サーボ制御システムで使用
する状態推定アルゴリズムを示すフローチャートであ
る。
【図３】トラック数単位で示したヘッド位置の関数とし
ての平均加速度係数を示す図である。
【図４】図３の加速度係数の反転によって得られた制御
信号に適用されるゲインを示す図である。
【図５】図１のディジタル・サーボ制御システムにおけ
る制御信号の修正方式を示すフローチャートである。
【図６】ディスク・ファイルの一例のコイル抵抗と温度
との関係を示すグラフである。
【図７】ディスク・ファイルの一例のトルク係数と温度
との関係を示すグラフである。
【図８】図１のサーボ・システムを含む飽和時の装置の
連続した時間を示す図である。
【図９】図６に示す装置と同等の飽和モデルの連続した
時間を示す図である。
【図１０】図２に示す状態推定アルゴリズムの非飽和線
形モデル推定及び線形モデル予測及び更新を示すフロー
チャートである。
【図１１】図２に示す従来技術の状態推定アルゴリズム
の飽和モデル推定及び飽和モデル予測及び更新を示すフ
ローチャートであり、図２に示すステップの多くをより
詳細に示す図である。
【図１２】図５に示す飽和モデル推定及び飽和モデル予
測及び更新において実施される本発明の状態推定アルゴ
リズムを示すフローチャートである。
【図１３】図１２の状態予測アルゴリズムで使用するた
めに、ファイルで測定された加速度と公称コイル抵抗及
び公称飽和電圧を使用して計算した加速度との比を求め
る方法を示す図である。
【図１４】図１２の状態予測アルゴリズムで使用するた
めに、ファイルで測定された加速度と公称コイル抵抗及
び公称飽和電圧を使用して計算した加速度との比を求め
る代替方法を示す図である。
【図１５】図１２の状態推定アルゴリズムで使用する比
をリゼロまたは再決定する設定時点を求める方法を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
１０ ディスク １４ スピンドル １６ ディスク・ファイル・ドライブ・モータ ２０ ディスク面 ２２ ディスク面 ３２ ヘッド ４０ ボイス・コイル・モータ ４２ 増幅器 ５０ マイクロプロセッサ ５２ 読取り／書込みメモリ ５３ プログラム可能読取り専用メモリ ６４ 積分電力増幅器 ６６ デジタイジングＰＥＳチャネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルイス・ジョゼフ・セラノ アメリカ合衆国95124 カリフォルニア 州サンノゼロクサーン・ドライブ 5274 (56)参考文献 特開 昭64−76471（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−94079（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−89613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−6981（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−268103（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−84304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 - 3/20 G05B 11/00 - 13/04

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データ記録ディスク・ファイルが１つのデ
    ータ・トラックから目標データ・トラックまでヘッドを
    シーク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣ
    Ｍ）アクチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に
    対する所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有
    する、前記データ記録ディスク・ファイルのためのサー
    ボ・システムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づけ
    る非飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することが
    でき、低周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽
    和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
    離散サンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプ
    ル）をサンプリングし、目標トラックまでの移動距離を
    算出し、ＶＣＭ電流を表す推定ＶＣＭ制御値を計算し、
    前記位置サンプルに関するアルゴリズム・モデルから、
    ヘッド位置及び速度を含むＶＣＭの状態の現行推定値を
    計算し、前記制御値に関するアルゴリズム・モデルから
    ヘッド位置及び速度の予測値を計算し、前記非飽和計算
    が公称トルク係数と測定トルク係数との比の計算を含
    み、平均比からの測定オフセットを組み込み、前記ＶＣ
    Ｍを駆動するディジタル制御信号を生成するサーボ・シ
    ステムにおいて、飽和シーク・モードでのＶＣＭのトル
    ク係数の差と前記最大電流レベルにおける変動とを補償
    する方法であって、 １）測定最大電流レベルと公称値との比を表す第１のス
    ケーリング係数を記憶するステップと、 ２）測定トルク係数と公称トルク係数との比を表す第２
    のスケーリング係数を記憶するステップと、 ３）前記推定ＶＣＭ制御値を前記第２のスケーリング係
    数と前記第１のスケーリング係数とによってスケーリン
    グするステップと、 ４）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
    とから飽和シーク・モードでのＶＣＭの状態の予測値を
    計算するステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】設定時点において、 ５）平均トルク係数と公称トルク係数との比に対するオ
    フセットを計算するステップと、 ６）最大電流レベルと公称値との比を測定するステップ
    と、 ７）前記オフセット及び前記第１のスケーリング係数を
    更新するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 ８）前記位置サンプルと前記計算された推定位置とを監
    視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
    た推定位置との差を使用する良度指数に基づいて前記設
    定時点を設定するステップとをさらに含む、請求項２に
    記載の方法。
  4. 【請求項４】データ記録ディスク・ファイルが１つのデ
    ータ・トラックから目標データ・トラックまでヘッドを
    シーク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣ
    Ｍ）アクチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に
    対する所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有
    する、前記データ記録ディスク・ファイルのためのサー
    ボ・システムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づけ
    る非飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することが
    でき、最大電流レベルにおける飽和シーク・モードで前
    記ＶＣＭを駆動することができ、離散サンプル時点でヘ
    ッド位置サーボ情報（位置サンプル）をサンプリング
    し、ＶＣＭ電流を表す前記非飽和シーク・モードの推定
    ＶＣＭ制御値を計算し、前記位置サンプルに関するアル
    ゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶＣＭ
    の状態の現行推定値を計算し、前記制御値に関するアル
    ゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を計
    算し、前記非飽和計算は公称トルク係数と測定トルク係
    数との比の計算を含み、平均比からの測定オフセットを
    組み込み、前記ＶＣＭを駆動するディジタル制御信号を
    生成するサーボ・システムにおいて、飽和シーク・モー
    ドにおけるＶＣＭのトルク係数の差を補償する方法であ
    って、 １）公称トルク係数と測定トルク係数との前記比を反転
    することによって計算したトルク・スケーリング係数を
    記憶するステップと、 ２）前記トルク・スケーリング係数によって前記推定Ｖ
    ＣＭ制御値をスケーリングするステップと、 ３）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
    とから飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の予測
    値を計算するステップとを含む方法。
  5. 【請求項５】設定時点において、 ４）一定測定時間の間一定した非飽和制御を行うステッ
    プと、 ５）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ４にお
    ける期待移動距離と実移動距離との比を求めるステップ
    と、 ６）ステップ５における前記比から平均トルク係数と公
    称トルク係数との比に対するオフセットを計算するステ
    ップと、 ７）前記オフセットを更新するステップとをさらに含
    む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 ８）前記位置サンプルと前記計算された推定位置とを監
    視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
    た推定位置との間の差を使用して計算された良度指数に
    基づいて、前記設定時点を設定するステップとをさらに
    含む、請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】ステップ３の予測値を計算するステップ
    が、 ３Ａ）ウィンデージの前記効果に合わせてさらに調整す
    ることによって前記予測値を計算するステップをさらに
    含むことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】データ記録ディスク・ファイルが１つのデ
    ータ・トラックから目標データ・トラックまでヘッドを
    シーク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣ
    Ｍ）アクチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に
    対する所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有
    する、前記データ記録ディスク・ファイルのためのサー
    ボ・システムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づけ
    る非飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することが
    でき、低周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽
    和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
    離散サンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプ
    ル）をサンプリングし、目標トラックまでの移動距離を
    計算し、ＶＣＭ電流を表す前記非飽和シーク・モードの
    推定ＶＣＭ制御を計算し、前記位置サンプルに関するア
    ルゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶＣ
    Ｍの状態の現行予測値を計算し、前記制御値に関するア
    ルゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値を
    計算し、前記非飽和計算が公称トルク係数と測定トルク
    係数との比の計算を含み、平均比からの測定オフセット
    を組み込み、前記ＶＣＭのディジタル制御信号を生成す
    るサーボ・システムにおいて、飽和シーク・モードにお
    けるＶＣＭのトルク係数の差と前記最大電流レベルの変
    動とを補償する方法であって、 １）測定最大電流レベルと公称値との比を表す第１のス
    ケーリング係数を記憶するステップと、 ２）測定トルク係数と公称トルク係数との前記比を反転
    することによって計算された第２のスケーリング係数を
    記憶するステップと、 ３）前記スケーリング係数と前記第１のスケーリング係
    数とによって前記推定ＶＣＭ制御値をスケーリングする
    ステップと、 ４）前記スケーリングされた制御値と前記状態の現行値
    とから、飽和シーク・モードにおけるＶＣＭの状態の予
    測値を計算するステップと、 ５）設定時点において、一定測定時間の間一定した比飽
    和制御を行うステップと、 ６）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ５にお
    ける予測移動距離と実移動距離との比を求めるステップ
    と、 ７）ステップ６における前記比から平均トルク係数と公
    称トルク係数との比に対するオフセットを計算するステ
    ップと、 ８）一定測定時間の間飽和制御を行うステップと、 ９）ウィンデージとトルク変動の効果を計算に入れてス
    テップ８における期待移動距離と実移動距離との比を求
    めるステップと、 １０）ステップ９における前記比から最大電流レベルと
    公称値との比を計算するステップと、 １１）前記オフセット及び前記第１のスケーリング係数
    を更新するステップとを含む方法。
  9. 【請求項９】 １２）前記位置サンプルと前記計算された推定位置とを
    監視するステップと、 １３）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算さ
    れた推定位置との差を使用して計算した良度指数に基づ
    いて、前記設定時点を設定するステップとをさらに含
    む、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】データ記録ディスク・ファイルが１つの
    データ・トラックから目標データ・トラックまでヘッド
    をシーク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣ
    Ｍ）アクチュエータを有し、前記ＶＣＭがヘッド位置に
    対する所定の関係に従って変動する特性トルク係数を有
    する、前記データ記録ディスク・ファイルのためのサー
    ボ・システムが、ヘッド加速度をコイル電流に関連づけ
    る非飽和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することが
    でき、低周波数変動を有する最大電流レベルにおける飽
    和シーク・モードで前記ＶＣＭを駆動することができ、
    離散サンプル時点でヘッド位置サーボ情報（位置サンプ
    ル）をサンプリングし、目標トラックまでの移動距離を
    計算し、ＶＣＭ電流を表す前記非飽和シーク・モードの
    推定ＶＣＭ制御値を計算し、前記位置サンプルに関する
    アルゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度を含むＶ
    ＣＭの状態の現行予測値を計算し、前記制御値に関する
    アルゴリズム・モデルからヘッド位置及び速度の予測値
    を計算し、前記ＶＣＭのディジタル制御信号を生成する
    サーボ・システムにおいて、飽和シーク・モードにおけ
    るＶＣＭとサーボ・システムのトルク係数の差を補償す
    る方法であって、 １）飽和シーク・モードにおけるＶＣＭとサーボ・シス
    テムの測定された前記差と公称値との比を表す少なくと
    も１つのスケーリング係数を記憶するステップと、 ２）前記スケーリング係数によって前記推定ＶＣＭ制御
    値をスケーリングするステップと、 ３）前記制御値と前記状態の現行値とから飽和シーク・
    モードにおけるＶＣＭの状態の前記予測値を計算するス
    テップと、 ４）設定時点において、一定測定時間の間飽和制御を行
    うステップと、 ５）ウィンデージの効果を計算に入れてステップ４にお
    ける期待移動距離と実移動距離との比を求めるステップ
    と、 ６）ステップ５における前記比から前記スケーリング係
    数のうちの他の１つのスケーリング係数の実際と公称値
    との比を計算するステップと、 ７）前記スケーリング係数を更新するステップとを含む
    方法。
  11. 【請求項１１】 ８）前記位置サンプルと前記計算された推定位置とを監
    視するステップと、 ９）しきい値を超える前記位置サンプルと前記計算され
    た推定位置との差を使用して計算された良度指数に基づ
    いて、前記設定時点を設定するステップとを更に含む、
    請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】データ・ディスクまたは別個のサーボ・
    ディスクに情報が記録された、大体同心円状のデータ・
    トラックをその上に備えた少なくとも１つの回転可能デ
    ィスクと、ディスクの回転中にサーボ情報を読み取る少
    なくとも１つのヘッドと、ヘッド位置に対する所定の関
    係に従って変動する特性トルク係数を有し、ヘッドを１
    つのデータ・トラックから目標データ・トラックにシー
    ク再位置決めするボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）ア
    クチュエータと、ヘッド加速度をコイル電流に関連づけ
    る非飽和シーク・モードにおいて前記ＶＣＭを駆動し、
    ヘッド加速度をコイル電流に関連づける非飽和シーク・
    モードで前記ＶＣＭを駆動し、低周波数変動を有する最
    大電流レベルにおける飽和シーク・モードで前記ＶＣＭ
    を駆動するサーボ・システムと、前記ヘッドによって読
    み取ったサーボ情報を処理して離散サンプル時点におけ
    るヘッド位置情報（位置サンプル）を提供するサーボ・
    ディジタイジング・チャネルと、目標トラックまでの移
    動距離を計算し、前記位置サンプルからヘッド位置及び
    速度を含むＶＣＭの状態の現行推定値を計算し、ＶＣＭ
    の前記状態に関するアルゴリズム・モデルからヘッド位
    置及び速度の予測値を計算し、前記ＶＣＭを駆動するデ
    ィジタル制御信号を生成するマイクロプロセッサとを有
    するタイプの改良型データ記録ディスク・ファイルであ
    って、改良は、 前記マイクロプロセッサに関連づけられ、飽和シーク・
    モードにおけるＶＣＭとサーボ・システムの測定された
    前記差と公称値との比を表す少なくとも１つのスケーリ
    ング係数を記憶するメモリを含み、 前記マイクロプロセッサが前記スケーリング係数によっ
    て前記モデルをスケーリングし、 前記マイクロプロセッサが前記スケーリングされた制御
    値と前記状態の現行値とから飽和シーク・モードにおけ
    るＶＣＭの状態の前記予測値を計算することを特徴とす
    る、改良型データ記録ディスク・ファイル。
  13. 【請求項１３】前記サーボ・システムが、設定時点で、
    一定測定時間の間一定した非飽和制御を行い、 前記マイクロプロセッサが、一定測定時間の間ヘッドの
    移動距離を計算し、ウィンデージの効果を計算に入れて
    期待移動距離と実移動距離との比を計算し、前記比から
    前記スケーリング係数のうちの少なくとも１つのスケー
    リング係数の実際値と公称値との比を計算し、 前記スケーリング係数を更新することを特徴とする、請
    求項１２に記載の改良型ディスク・ファイル。
  14. 【請求項１４】前記マイクロプロセッサがウィンデージ
    の前記効果に合わせてさらに調整する前記予測値を計算
    することを特徴とする、請求項１３に記載の改良型ディ
    スク・ファイル。
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490120B1 (en) 1997-08-29 2002-12-03 Seagate Technology Llc Servo gain optimization using a variable convergence factor
US6122135A (en) * 1997-12-19 2000-09-19 Western Digital Corporation Disk drive with voice coil motor rise time manager
KR100505578B1 (ko) * 1997-12-31 2005-09-26 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브에서 논리적 트랙0의 위치 결정방법
US6344942B1 (en) * 1998-07-16 2002-02-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for absolute track spacing determination for self-servowriting
US6342985B1 (en) * 1998-09-15 2002-01-29 International Business Machines Corporation Method and apparatus for improving disk drive seek performance
JP3559209B2 (ja) * 1998-12-24 2004-08-25 富士通株式会社 記憶装置
CN1335992A (zh) 1999-02-22 2002-02-13 西加特技术有限责任公司 补偿可重复的偏心误差
DE19983952T1 (de) 1999-05-07 2002-06-20 Seagate Technology Llc Kompensation wiederholbaren Auslaufens mit iterativer Lernsteuerung bei einem Plattenspeichersystem
US6490119B1 (en) 1999-06-24 2002-12-03 Seagate Technology Llc Method and apparatus for maintaining servo stability during actuator saturation
US6437936B1 (en) 1999-07-23 2002-08-20 Seagate Technology Llc Repeatable runout compensation using a learning algorithm with scheduled parameters
US7372660B1 (en) * 2000-02-07 2008-05-13 Seagate Technology Llc Disc storage system with adaptive PID control
US6690533B2 (en) 2000-02-24 2004-02-10 Seagate Technology Llc Drive level actuator imbalance torque test
JP3842516B2 (ja) * 2000-03-27 2006-11-08 株式会社東芝 ボイスコイルモータ逆起電圧モニタ回路の温度補償機能を有するディスク記憶装置及びボイスコイルモータ逆起電圧モニタ回路温度補償方法
WO2001075881A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Seagate Technology Llc Accelerated servo control calculations method and apparatus for a disc drive
JP2003085902A (ja) * 2001-09-10 2003-03-20 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置
JP3796435B2 (ja) * 2001-11-16 2006-07-12 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 位置決め制御装置
US7031100B2 (en) * 2002-06-28 2006-04-18 Seagate Technology Llc Motor torque constant variation compensation
KR100475121B1 (ko) * 2002-12-16 2005-03-10 삼성전자주식회사 디스크 드라이브의 안착 서보 제어 방법 및 장치 그리고이에 적합한 ｖｃｍ 액튜에이터의 가속도 상수 추정 방법및 이에 적합한 장치들
US6903897B1 (en) * 2003-06-27 2005-06-07 Western Digital Technologies, Inc. Performance of a rotary actuator in a disk drive
KR100604891B1 (ko) * 2004-07-23 2006-07-28 삼성전자주식회사 시크 서보에서의 온도에 따른 토크 변화 보상 방법 및 장치
KR100699842B1 (ko) 2005-05-24 2007-03-27 삼성전자주식회사 온도 변동을 고려한 탐색 서보 제어 방법 및 이를 이용한디스크 드라이브
US7274529B2 (en) * 2006-02-10 2007-09-25 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Disk drive with adaptive actuator braking upon unexpected power loss
US7558016B1 (en) * 2007-04-20 2009-07-07 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive servo control techniques for predicting an off-track condition utilizing an estimation filter
US8830617B1 (en) 2013-05-30 2014-09-09 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive adjusting state estimator to compensate for unreliable servo data
CN114006565A (zh) * 2021-10-29 2022-02-01 歌尔股份有限公司 马达控制方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4575776A (en) * 1982-12-20 1986-03-11 International Business Machines Corporation Magnetic recording disk file servo control system including an actuator model for generating a simulated head position error signal
US4691152A (en) * 1986-02-19 1987-09-01 International Business Machines Corporation Data disk drive velocity estimator
US4679103A (en) * 1986-04-29 1987-07-07 International Business Machines Corporation Digital servo control system for a data recording disk file
US4697127A (en) * 1986-06-09 1987-09-29 International Business Machines Corporation Adaptive control technique for a dynamic system
US4835633A (en) * 1987-09-16 1989-05-30 International Business Machines Corporation Disk file digital servo control system with compensation for variation in actuator acceleration factor
JP2672574B2 (ja) * 1988-05-31 1997-11-05 株式会社東芝 情報記録再生装置
US4914644A (en) * 1988-09-26 1990-04-03 International Business Machines Corporation Disk file digital servo control system with coil current modeling
US5119250A (en) * 1990-06-15 1992-06-02 International Business Machines Corporation Method and apparatus for performing a seek
JPH0580810A (ja) * 1991-09-20 1993-04-02 Hitachi Ltd サーボ制御方法及び装置
JP3352715B2 (ja) * 1992-03-23 2002-12-03 松下電器産業株式会社 磁気ディスク装置のヘッド位置決め装置
US5585976A (en) * 1994-06-22 1996-12-17 Seagate Technology, Inc. Digital sector servo incorporating repeatable run out tracking

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