盘装置
1.本技术享有以日本特许申请2022-049161号(申请日：2022年3月24日)为基础申请的优先权。本技术通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
2.本发明的实施方式涉及盘装置。
背景技术：
3.一般而言，在以硬盘装置为代表的盘存储装置(以下称为“盘装置”)中，装入有用于将例如磁头等的头定位于作为记录介质的盘介质上的目标位置、即访问对象的磁道的头定位控制系统。头对盘介质上的所定位的目标位置执行数据的读/写动作。
4.有时通过用自适应fir滤波器从所观测到的外部振动生成对头位置误差进行修正的前馈输入，从而在装入到盘装置的头定位控制系统中，尤其能实现与致动器的性能、外部振动的方向的变动等相适应的外部振动抑制功能。
5.近年来的磁盘装置实现了在vcm之外还在臂的前端具备微型致动器(ma)而微小地对头进行驱动的两级致动器。另外，控制器也被区分为vcm用、ma用。于是，在具备两级致动器的盘装置中，也希望实现与致动器的性能、外部振动的方向的变动等相适应的外部振动抑制功能。
技术实现要素：
6.一个实施方式在于提供在具备两级致动器的盘装置中也能实现与致动器的性能、外部振动的方向的变动等相适应的外部振动抑制功能的盘装置。
7.根据一个实施方式，盘装置具备：振动检测部，其检测来自外部的振动；fir滤波器部，其生成基于了由振动检测部检测到的振动和滤波器的系数的滤波器值；第1操作量算出部，其算出将第1致动器操作量和基于了滤波器值的第1致动器修正量相加而得到的第1操作量，该第1致动器操作量是基于当前位置与目标位置的位置误差来算出的；位置检测部，其算出基于了第1操作量和第2致动器操作量的当前位置，该第2致动器操作量是基于位置误差来算出的；以及系数更新部，其对基于了位置误差和振动值的滤波器的系数进行更新，该振动值是基于了振动和学习滤波器的振动值，学习滤波器是基于了第1致动器的特性pv/(1 第1致动器的控制器的特性cv＊第1致动器的特性pv 第2致动器的控制器的特性cm＊第2致动器的特性pm)的值。
附图说明
8.图1是表示第1实施方式涉及的盘装置的构成的一个例子的示意图。
9.图2是表示第1实施方式涉及的头定位控制系统的构成的示意图。
10.图3是表示第1实施方式涉及的两级致动器的位置调整处理的步骤的流程图。
11.图4a是示出对比较例的位置误差变化进行表示的曲线的图。
12.图4b是示出对应用了第1实施方式涉及的自适应滤波器的情况下的位置误差变化进行表示的曲线的图。
13.图5是表示第2实施方式涉及的头定位控制系统的构成的示意图。
14.图6a是表示fir滤波器的增益传递特性的图。
15.图6b是表示fir滤波器的相位传递特性的图。
16.标号说明
17.1盘；2头；3致动器；4vcm；9信号处理电路；10位置检测电路；11cpu；12rom；13微型控制器；14vcm驱动电路；15ma驱动电路；17振动传感器；18a/d变换电路。
具体实施方式
18.以下，参照附图，对实施方式涉及的磁盘装置进行详细的说明。此外，并不是通过这些实施方式来限定本发明。
19.(第1实施方式)
20.图1是表示与本实施方式有关的盘装置的主要部分的框图。
21.(盘装置的构成)
22.如图1所示，第1实施方式的盘装置具有作为记录介质的盘1、执行数据的读/写动作的头2以及致动器3(第1致动器)。
23.盘1通过主轴马达进行旋转。盘1在表面上设置有同心圆状的大量的磁道5。各磁道5包含伺服扇区6。该伺服扇区6包含伺服区域7和数据区域8。各磁道5包含在周向上以预定间隔配置的预定数量的伺服区域7。在伺服区域7中记录有在通常的读/写动作时在头定位控制系统中为了检测头2的位置而使用的伺服信息(位置信息)。另外，伺服区域7之间是数据区域8，记录用户数据。
24.通常，头2是在滑块上分离地安装有读取头和写入头的构造。读取头读出记录在盘1上的伺服信息和用户数据。在头定位控制时，读取头与盘1的转速相应地以一定间隔读出伺服信息。写入头向盘1上写入用户数据。
25.致动器3搭载头2，通过音圈马达(vcm)4的驱动力使该头2在盘1的半径方向上移动。vcm4是头定位控制系统中的狭义的控制对象，是致动器机构的主要要素。另外，在致动器3的臂前端具备微型致动器16。微型致动器16使头2微小地移动。
26.进一步，盘装置具有读/写通道(信号处理电路9和位置检测电路10)、微型控制器13、vcm驱动电路14、ma驱动电路15以及振动传感器17。
27.信号处理电路9对与由头2所包含的读取头读出的伺服信息或者用户数据对应的读取信号、写入信号进行处理。另外，位置检测电路10从读取信号提取伺服信息，生成用于检测头2的位置的位置检测信号。
28.微型控制器13具有成为头定位控制系统的主要要素的微处理器(cpu)11和保存着其程序(固件)以及各种控制参数的rom12。cpu11如后述的那样实现构成头定位控制系统的反馈控制系统和前馈控制系统。cpu11算出控制值(包括后述的操作量)，对经由vcm驱动电路14和ma驱动电路15向vcm4和微型致动器16供给的驱动电流进行控制，执行头定位动作。
29.振动传感器17检测(观测)与施加于盘装置的振动或者冲击相当的干扰(外部振动或者激振外力)的加速度，向a/d变换电路18输出该检测信号(模拟信号)。a/d变换电路18将
振动传感器17的检测信号(加速度信号)变换为数字值并输出至cpu11。振动传感器17例如为冲击传感器、rv传感器。振动传感器17是振动检测部的一个例子。
30.如上述的那样，本实施方式涉及的盘装置具备两级致动器，能实现与致动器的性能、外部振动的方向的变动等相适应的外部振动抑制功能。
31.(头定位控制系统)
32.接着，参照图2，对在第1实施方式涉及的盘装置中装入的头定位控制系统的构成以及动作进行说明。
33.头定位系统是使用由振动传感器17检测到的振动值来执行头位置的运算的系统。头定位系统具有fir滤波器31、vcm控制器32、vcm控制对象33、ma控制器34、ma控制对象35、学习滤波器36以及fir系数调整机构37。
34.该系统由cpu11实现。cpu11与盘1的旋转角同步地从位置检测电路10取得头2的当前位置。另外，cpu11构成以一定时间间隔(伺服周期)算出向控制对象(vcm控制对象和ma控制对象)输入的控制值的采样值控制系统。本实施方式的盘装置中的vcm4和微型致动器16通过以头位置观测周期的1/n周期(n为2以上的整数)进行驱动的多采样率控制(multi-rate control)来驱动。对振动传感器17的检测结果的模拟值进行a/d变换的定时多与头位置观测周期相同，但由于与盘上的伺服信息不同，变换定时的限制小，因此，有时也以多采样率(multi-rate)进行观测。
35.此外，被供给到vcm4的驱动电流值通过vcm驱动电路14预先设定了限制值。另外，被供给至微型致动器16的驱动电流值通过ma驱动电路156预先设定了限制值。
36.当通过振动传感器17检测振动时，fir滤波器31基于由振动传感器17检测到的振动值(加速度)和fir滤波器系数来生成滤波器值，该滤波器值是vcm4的操作量的修正值。fir滤波器31是fir滤波器部的一个例子。
37.在此，当将以采样周期观测的加速度设为a0、a1、a2、
……
(后缀越大、则该值越早一个采样)、将fir滤波器系数设为f0、f1、f2、
……
时，fir滤波器31的输出值成为以下的式(1)。
38.fir滤波器输出：f0＊a0 f1＊a1 f2＊a2
……
(1)
39.另外，vcm控制器32输出对基于当前位置与目标位置的位置误差的、vcm的操作量进行表示的信号(第1致动器操作量)。在此，当前位置是指与第1致动器/第2致动器无关地，头从盘读取到的位置信息。另外，目标位置是指与第1致动器/第2致动器无关地，头在盘上进行访问/希望访问的位置。并且，cpu11通过使对表示该操作量的信号和fir滤波器31的输出值(第1致动器修正量)相加而得到的信号(第1操作量)输入到vcm控制对象33，从而vcm控制对象33根据该相加而得到的信号来输出致动器3的头位置。这样，cpu11是第1操作量算出部的一个例子。另外，vcm的操作量例如是指应该使vcm移动多少的指标值，vcm驱动器ic基于该指标值来对在vcm的线圈中流动的电流进行决定/操作。
40.ma控制器34输出对基于位置误差的操作量进行表示的信号(第2致动器操作量)。并且，cpu11通过使表示该操作量的信号输入到ma控制对象35，从而ma控制对象35根据该信号来输出微型致动器16的头位置。这样，cpu11是第2头位置算出部的一个例子。cpu11对基于了vcm控制对象33的输出值(头位置)和ma控制对象35的输出值(头位置)的当前位置进行检测。这样，cpu11对基于了第1操作量和第2致动器操作量的当前位置进行检测。即，cpu11
是位置检测部的一个例子。另外，cpu11算出作为目标位置与当前位置的差分值的位置误差。另外，位置误差被输入到fir系数调整机构37、vcm控制器32以及ma控制器34。
41.fir系数调整机构37根据位置误差和基于了振动及学习滤波器36的振动值，对滤波器的系数进行更新。具体而言，fir系数调整机构37通过以下的式(2)用各采样对上述式(1)所示的fir滤波器系数进行更新。式(2)的b0、b1、b2、
……
是通过了学习滤波器36后的加速度。式(2)的g为学习增益。另外，式(2)的＜－表示变量代入。fir系数调整机构37是系数更新部的一个例子。
[0042][0043]
学习滤波器36是当将vcm控制器的特性设为cv、将vcm控制对象的特性设为pv、将ma控制器的特性设为cm、将ma控制对象的特性设为pm时具有以下的式(3)的传递特性的线性数字iir滤波器。
[0044]
学习滤波器：pv/(1 cv＊pv cm＊pm)
…
(3)
[0045]
对于通过学习滤波器36进行的加速度的运算方法，当将学习滤波器传递函数的分子的系数设为n0、n1、n2、
……
、将分母的系数设为1、d1、d2、
……
时，成为以下的式(4)。
[0046]
学习滤波器输出：b0
[0047]
《-n0＊a0 n1＊a1 n2＊a2
…‑
d1＊b1-d2＊b2
…
(4)
[0048]
接着，使用图3所示的流程图，对两级致动器的位置调整处理的步骤进行说明。cpu11基于目标位置和由位置检测电路10检测到的检测位置，取得头位置误差(步骤s1)。
[0049]
另外，cpu11取得由振动传感器17检测到的外部振动(步骤s2)。ma控制器34算出基于了位置误差的微型致动器16的操作量(步骤s3)。vcm控制器32算出基于了位置误差的致动器3的操作量(步骤s4)。fir滤波器31生成基于由振动传感器17得到的外部振动和系数的滤波器值(步骤s5)。cpu11将fir滤波器31的滤波器值和vcm控制器32的操作量相加(步骤s6)。cpu11输出基于了微型致动器16的操作量的ma操作量(微型致动器16的头位置)(步骤s7)。cpu11输出基于了fir滤波器31的滤波器值和vcm控制器32的操作量的vcm操作量(致动器3的头位置)(步骤s8)。
[0050]
学习滤波器36关于由振动传感器17检测到的外部振动，执行由式(3)表示的线性数字iir滤波器运算(步骤s9)。fir系数调整机构37基于位置误差和从学习滤波器36输出的信号，对fir滤波器31的系数进行更新(步骤s10)。
[0051]
在此，如上述的那样，将不使用自适应滤波器的情况作为比较例来进行研究。在不使用自适应滤波器的情况下，不考虑过去的位置误差而决定操作量，因此，位置误差有可能不减小。在此，在图4a中示出表示比较例的位置误差的变化的曲线。纵轴为头位置误差，横轴为时间。如图4a所示，即使经过时间，位置误差也不收敛。
[0052]
在此，在图4b中示出表示应用了自适应滤波器的情况下的位置误差的变化的曲线。纵轴为头位置误差，横轴为时间。如图4b所示，当经过预定时间时，位置误差收敛。
[0053]
第1实施方式涉及的盘装置检测来自外部的振动，生成基于了该振动和系数的第1致动器修正量。另外，盘装置算出基于了致动器3的操作量和第1致动器修正量的第1操作量，算出基于了微型致动器16的操作量的第2致动器操作量。盘装置算出基于了第1操作量和第2致动器操作量的当前位置。盘装置根据位置误差和基于了振动及学习滤波器36的振动值，对滤波器的系数进行更新。
[0054]
这样，盘1根据位置误差和基于了振动及学习滤波器36的振动值来对滤波器的系数进行更新，因此，减小位置误差来对头位置进行调整，因此，即使在具备两级致动器的盘装置中，也能够实现与致动器的性能、外部振动的方向的变动等相适应的外部振动抑制功能。
[0055]
在第1实施方式中，对预先确定了学习滤波器的传递特性的例子进行了说明，但在第2实施方式中，对两级致动器的反馈控制系统施加测试信号，测定头位置误差时间序列，来进行参数确定(identify，识别)。
[0056]
在图5中示出第2实施方式涉及的盘1的头定位控制系统的构成。第2实施方式涉及的头定位控制系统关注于生成学习滤波器这一点。第2实施方式涉及的头定位控制系统具有vcm控制器32、vcm控制对象33、ma控制器34、ma控制对象35、头位置误差日志39以及学习滤波器生成部38。另外，关于与第1实施方式共同的部分，省略说明。
[0057]
vcm控制器32输出对基于位置误差的操作量(第1致动器操作量)进行表示的信号。并且，cpu11使将表示该操作量的信号和测试信号相加而得到的信号(第1操作量)输入到vcm控制对象33。在此，测试信号是指扫描信号、白信号、m序列等的信号。
[0058]
ma控制器34输出对基于位置误差的操作量(第2致动器操作量)进行表示的信号。并且，cpu11使表示该操作量的信号输入到ma控制对象35。cpu11算出将vcm控制对象33的输出值(头位置)和ma控制对象35的输出值(头位置)相加而得到的两级致动器整体的当前位置与目标位置的差分值(位置误差)。并且，cpu11将该位置误差保存于头位置误差日志39。学习滤波器生成部38基于测试信号和头位置误差日志39，通过公知技术进行参数确定，由此，算出学习滤波器36的传递特性。学习滤波器生成部38向学习滤波器36输入所算出的传递特性。学习滤波器生成部38例如由cpu11等实现。
[0059]
图6a表示在第2实施方式涉及的头定位控制系统中算出的fir滤波器27的增益传递特性。图6b表示其相位传递特性。附图标记41、51表示实际的振动传递特性(g)。附图标记42、52表示以往的系统中的fir滤波器的特性。
[0060]
如图6a和图6b所示，附图标记51近似于附图标记41，附图标记52近似于附图标记42。
[0061]
第2实施方式涉及的盘1算出基于了测试信号和致动器3的操作量的致动器3的头位置，基于两级致动器整体的头位置与目标位置的差分值，生成学习滤波器36的传递特性。
[0062]
这样，盘1能够使用测试信号来生成在两级致动器的位置调整中使用的学习滤波器的传递特性。
[0063]
以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，并不是意在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种各样的方式来实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和/或其变形包含在发明的范围、宗旨内，并且，包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。