头位置控制方法技术

一种头位置控制方法，用于通过单独一个致动器来驱动多个头，以便至少能够读取不同的盘面，该方法包括以下步骤： 根据多个头中所选的一个头的目标位置以及该所选头的当前位置之间的位置误差，计算出一个伺服控制量； 通过将与所选头对应的偏心校正电流与所述伺服控制量相加，从而控制所述致动器； 当从多个头中的一个头切换到多个头中的另一个头时，计算切换前后的相应切换头的偏心轨线之间的差值速度；以及 在计算所述伺服控制量的所述步骤中，将所述差值速度设置为一个初始速度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种头位置控制方法和盘存储设备，用于控制读取头或读/写头在旋转存储盘上的位置，特别是，涉及安装有两个或更多个头的一种头位置控制方法和一种盘存储设备。
技术介绍
一个盘存储设备具有用于存储数据的一张盘；用于旋转盘的一个马达；用于向盘进行记录和再现信息的一个头；以及一个致动器，用于将所述头移动到盘上的目标位置。这种类型的典型的盘存储设备是磁盘设备(硬盘驱动器或HDD)、或光盘设备(DVD-ROM或MO)。图26是传统的头位置控制系统的构成图，图27是说明了盘的偏心情况的图例。在磁盘设备中，用于检测头位置的位置信号被记录在盘上。位置信号是由伺服标记、轨迹号以及偏移信息构成的。利用轨迹号以及偏移信息，可以确定出头的当前位置。如图26所示，用于根据当前位置和目标位置来控制头位置的控制系统，在计算器106中计算出目标位置r和当前位置y之间的位置误差(r-y)，并将其输出到控制器C。控制器C由众所周知的PID控制器或观测器构成，它计算用于消除位置误差的电流，并将其输出到设备致动器P。致动器P被驱动，并且从位于致动器P上的头中输出当前位置y。此外，为了追随盘的偏心，从存储了每一个头的偏心校正电流的表108中输出与所选头(盘面)对应的偏心校正电流，并将其加到控制器C的命令电流上，并提供给设备P。换言之，控制器C确定了位置信息和目标位置之间的差值，根据其位置偏差量进行计算，并提供用于驱动致动器P的驱动量，例如，在VCM(音圈马达)的情况下为电流、或在压电致动器的情况下为电压等等。如图27所示，在这个盘设备中，盘中心与使盘转动的马达中心之间的未对准(也就是偏心)产生了一个问题。更准确地说，是在将一个伺服信号记录记录到盘110、112上时，由于旋转中心与盘装置马达的旋转中心之间的未对准而产生了一个问题。伺服信号被分别记录到盘110和112上。当这一信号被记录时，两个盘之间的偏心为“0”。但是，如图27所示，这两个盘110、112之间的未对准将会使这两个盘110、112偏离马达的旋转中心。这样就产生了一个问题在各个盘110、112中，这种偏差量是不同的。这种偏心的原因可能是来自外部振动、热变形等等。此外，在组装设备之前就在各个盘上执行了伺服信号的记录的系统中，在组装设备之后，将总会出现偏心，且盘之间的偏心差将会非常大。盘之间的偏心差意味着在切换头时，需要追随被切换头的偏心。按照常规，为了方便在切换头时追随偏心的操作，已经提出了各种技术。例如，日本未审查专利公开No.2000-21104建议了一种方法，其中，在具有在各个头之间的偏心未对准的设备中，在切换头时，改变了用于在控制器内产生一个偏心校正电流的内部变量。如果使用了像在这个例子中描述的那种偏心校正控制系统，则有可能抑制偏心，既便是在设备具有大的偏心、以及既便在盘的内周和外周之间的偏心的幅度和相位存在差值的情况下也是如此。此外，日本未审查专利公开No.2001-283543以及其他一些文献，也建议了一种方法，用于处理在盘的偏心很大时出现的、在内周和外周处的偏心校正电流的偏心和相位的变化。然而，包括上述所提到的技术的传统技术都是针对在头切换之后的电流或是头之间的位置误差而设计的。但是，这种技术都没有考虑到恰在头切换时刻之后的初始速度或初始电流。现在，参见图28和图29来说明恰在头切换之后的初始速度和初始电流。图28显示了一个例子，其中，在头0和头2之间的偏心的轨线中存在差值，并且显示了在控制头0在某个轨迹上的位置的同时，在头2面上的伺服信号在单个盘上的运动。为了简化说明，在图28中，假定头0的面具有为“0”的偏心，只有头2的面将被看作具有偏心。这样，将只描述头2面上的电流、速度和位置。如图28所示，相对于头0面上的伺服信号来说，头2面上的伺服信号遵循一条正弦轨线，该正弦轨线具有与旋转频率相同的频率。在盘的两个面上都具有偏心的情况下也可以使用相似的解释。在这种状态下，执行头切换。如图29所示，在执行了头切换之后，偏心校正电流被从用于头0面的偏心校正切换为用于头2面的偏心校正。由此，在相对电流U中产生了一个幅度为u0的阶跃(step)。此外，还会存在与头0和头2的正弦轨线之间的差值对应的相对速度V0的初始速度。相对位置也会改变X0。在已有技术中，当切换头时，切换控制是通过仅仅针对相对位置X0或是偏心校正电流自身来执行的，正如图29所示。但是，电流u0以及初始速度V0未予考虑。另一方面，在本专利技术中，一开始就研究初始速度V0的存在。当切换头时，执行搜索控制。但是，在传统的控制系统中，假定在头切换时的初始速度为0，或它与前一个头的速度相同。“搜索控制”包括以这样一种方式执行控制，使得到目标位置的距离变为“0”，且到达目标位置时的速度也为“0”。但是，由于初始速度不为“0”，这样就出现了对应的不一致的情况。这种不一致会导致在到达目标位置时出现波动，由于需要花费时间来减低这种波动，因此它使搜索时间加长。接下来，还有一个问题，就是在偏心校正电流中的阶跃u0。如果偏心轨线的差值很大，则这个阶跃u0也会很大。当切换头时，这种电流的突然改变激发了致动器的谐振，是导致出现波动的原因。作为抑制这种谐振的一种方法，通过一个滤波器向致动器输出电流，这种滤波器例如可以是限波滤波器等等。但是，既便使用了几个限波滤波器，也不能将谐振频率分量完全减低为零，限波滤波器波形不能提供致动器谐振特性的100％的校正。因此，如图29所示，如果在初始电流中存在一个突变阶跃u0，则可能出现波动，而这又会变为搜寻时间延长的一个原因。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种头位置控制方法和盘设备，用于降低由于切换头时的初始速度V0而引起的搜索时间加长。本专利技术的另一个目的是提供一种头位置控制方法和盘设备，用于降低由于切换头时的初始电流u0而引起的搜索时间加长。此外，本专利技术还有一个目的提供一种头位置控制方法和盘设备，用于在切换头之后以较高的速度将一个致动器移动到目标位置来记录或再现数据。为实现上述目的，依据本专利技术的头位置控制方法的一种方案是一种头位置控制方法，用于以单独一个致动器来驱动多个头以便至少是读取不同的盘面，该控制方法具有以下步骤根据头的目标位置以及头的当前位置之间的位置误差，计算出一个伺服控制量；通过将与多个头中的所选头对应的偏心校正电流与伺服控制量相加，以控制致动器；当从多个头中的一个头切换到多个头中的另一个头时，计算相应的头的偏心轨线之间的差值速度(differential velocity)；以及在计算伺服控制量的步骤中，将这个差值速度设置为初始速度。最好是，在本专利技术中，计算差值速度的步骤还具有一个步骤根据用于一个头的偏心校正电流和用于另一个头的偏心校正电流之间的差，来计算差值速度。在本专利技术的这个实施例中，最好是对切换头时的初始速度进行预测，并将其提供给控制器，因而可以改善响应中的不一致，因此，有可能缩短搜索时间。依据本专利技术的另一个方案是一种头位置控制方法，利用单独一个致动器来驱动多个头以便至少读取不同的盘面，这种方法具有以下步骤根据头的目标位置以及该头的当前位置之间的位置误差，计算出一个伺服控制量；通过将与多个头中的所选头对应的偏心校正电流与伺服控制量相加，以控制致动器；当从多个头中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：高石和彦，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：