干扰补偿确定装置及方法、计算机可读介质和盘驱动器的制作方法

专利名称：干扰补偿确定装置及方法、计算机可读介质和盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及千扰补偿确定装置及其相关方法、存储用于执行该 方法的计算机程序的计算机可读介质、以及包含该装置的盘驱动器。具体地， 本发明的实施例涉及包括选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式的干扰评价 单元的干扰补偿确定装置及相关的干扰补偿确定方法、存储用于执行该方法 的计算机程序的计算机可读介质和包含该装置的盘驱动器。
背景技术：
本发明的实施例涉及韩国专利申请第2001-017826号和日本专利申请第 1993-242509号。韩国专利申请第2001-017826号提出了 一种技术，其通过分 析硬盘驱动器(HDD)的振动频率来测量硬盘不平衡的数量。日本专利申请第 1993-242509号提出了一种技术，其在光盘驱动器(ODD)中改善抗干扰特性。通常，HDD是可使用磁头将数据写入盘、和从盘读取数据的数据存储设 备。HDD技术领域的趋势是增加HDD的存储容量和数据存储密度、并且减 小HDD的尺寸，这增加了 HDD中的每英寸位(BPI)和每英寸轨道(TPI)。 BPI 是盘旋转方向(即沿盘的轨道)的数据存储密度，而TPI是沿盘的径向的数据存 储密度。此外，上述提到的变化需要对HDD的头更加精细的控制。在HDD中进行轨道跟踪控制的目的是将头精确地定位在目标轨道的中 央上。然而，各种干扰可能会引起磁道跟踪控制误差。特别地，微驱动器， 即便携式驱动器，易于受到振动或震动的影响，这样可能引起干扰。如果干扰被施加到盘驱动器，干扰被直接反映在定位误差信号(PES)中， 并且所施加的干扰可能导致读/写性能的降低。通常，盘驱动器具有控制器， 其用于检测所施加的干扰的特性，并且甚至当干扰被施加到盘驱动器时也能 补偿该干扰、以保持盘驱动器的读/写性能稳定。由于补偿干扰的传统控制器针对于干扰补偿，所以，包括补偿干扰的传 统控制器的系统不如不补偿干扰的控制器稳定。发明内容本发明的实施例提供了确定是否补偿干扰的干扰补偿确定装置、包含该 干扰补偿确定装置的盘驱动器、相关的干扰补偿确定方法和、以及存储用于 执行该方法的计算机程序的计算机可读介质。在一个实施例中，本发明提供了一种干扰补偿确定装置，其包括接收设备(plant)的控制输入信号和伺服输出信号的干扰观察器(DOB),其中依据控制 输入信号而控制该设备，伺服输出信号对应于控制输入信号，DOB计算并输 出当前的估计干扰值，并且，该当前的估计干扰值是对施加到该设备的干扰 的估计。所述装置还包括选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式的干扰评价 单元。选择性地改变当前的DC模式包括依据对应于当前的DC模式的条 件而评价所计算的估计干扰值，其中在当前采样周期期间，DOB在计算当前 的估计干扰值之前，计算零个或更多先前的估计干扰值，并且，干扰评价单 元通过将当前的估计干扰值的绝对值和零个或更多先前的估计干扰值的相应 的绝对值相加，来计算累积的估计干扰值。所述装置还包括切换单元，其 依据通过干扰评价单元选择性地改变的当前的DC模式，而选择性地将当前 的估计干扰值提供给设备的控制环路。在另一个实施例中，本发明提供了一种干扰补偿确定方法，其包括计算 当前的估计干扰值，其中当前的估计干扰值是对施加到该设备的干扰的估计。 所述方法还包括计算累积的估计干扰值，其中在当前采样周期期间，在计算 当前的估计千扰值之前，计算零个或更多先前的估计干扰值，并且，计算累 积的估计干扰值包括将当前的估计干扰值的绝对值与零个或更多先前的估计 干扰值的相应的绝对值相加。所述方法还包括依据累积的估计干扰值和对 应于当前的干扰补偿(DC)模式的条件而选择性地改变当前的DC模式，并且， 使用当前的估计干扰值、并依据选择性地改变的当前的DC模式，而在设备 控制系统中选择性地执行干扰补偿。在另一个实施例中，本发明提供了一种存储用于执行干扰补偿确定方法 的计算机程序的计算机可读介质，该方法包括计算当前的估计干扰值，其中
当前的估计干扰值是对施加到该设备的干扰的估计。所述方法还包括计算累 积的估计干扰值，其中在当前采样周期期间，在计算当前的估计干扰值之前， 计算零个或更多先前的估计干扰值，并且，计算累积的估计干扰值包括将当 前的估计干扰值的绝对值与零个或更多先前的估计干扰值的相应的绝对值相加。所述方法还包括依据累积的估计干扰值和对应于当前的干扰补偿(DC) 模式的条件而选择性地改变当前的DC模式，并且，使用当前的估计干扰值、 并依据选择性地改变的当前的DC模式，而在设备控制系统中选择性地执行 干扰补偿。在另一个实施例中，本发明提供了一种盘驱动器，其包括控制器，该控 制器从伺服输出信号估计对应于头的运动的状态信息，并依据所估计的状态 信息产生控制信号，其中状态信息包括对应于头的运动的位置、速度和偏差 (bias)值；干扰观察器(DOB)，该干扰观察器包括标准设备逆建模工具(nominal plant inverse modeling tool),其中DOB使用该标准设备逆建模工具从伺服输 出信号估计施加到头驱动系统的干扰量，从而计算当前的估计干扰值，并且，其中标准设备逆建模工具实现对头驱动系统建模的函数的反演；以及干扰评 价单元，其选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式。选择性地改变当前的DC 模式包括依据对应于当前的DC模式的条件来评价累积的估计干扰值，其中， 在当前的采样周期期间，干扰评价单元在计算当前的估计干扰值之前计算零 个或更多先前的估计干扰值，并且，干扰评价单元通过将当前的估计干扰值 的绝对值与零个或更多先前的估计干扰值的相应的绝对值相加，来计算累积 的估计干扰值。该盘驱动器还包括切换单元，其接收当前的估计干扰值， 在当前的DC模式是DC开(DC ON)模式时输出当前的估计干扰值，而在当前 的DC模式是DC关(DC OFF)模式时不输出当前的估计干扰值；以及减法器， 其适于从切换单元接收当前的估计干扰值，并适于从控制信号中减去当前的 估计干扰值，其中头驱动系统通过产生对应于由减法器输出的输出信号的驱 动电流来跨越盘而移动头，并依据头的运动产生伺服输出信号。


将参照附图来描述本发明的实施例，附图中图1是可应用本发明的实施例的硬盘驱动器(HDD)的头盘组件(HDA)的 示意平面图； 图2是依据本发明的实施例的包括干扰补偿确定装置的伺服控制系统的框图；图3是示出由干扰补偿确定装置使用简单的干扰阈值来产生的干扰补偿 (DC)模式的改变的图；的改变的图；图5是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的流程图； 图6是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的DC关模式部分 的流程图；图7是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的DC开模式部分 的流程图；图8是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的DC关模式部分 的示例性能的图；图9是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的DC开模式部分 的示例性能的图。
具体实施方式
图1是应用了本发明的一个实施例的硬盘驱动器(HDD)的头盘组件 (HDA)IO的示意平面图。参考图1， HDA 10包括至少一个由主轴马达14旋转 的石兹盘12。 HDA 10还包括定位在盘12的表面上方的换能器(transducer,未 示出)(如图l所示，其中HDA IO从上方示出)。换能器可通过感测旋转着的盘12的表面上的磁场，来从盘12读取数据， 并且，可以通过对旋转着的盘12的表面进行磁化，来向盘12写入数据。通 常，换能器被安装为朝向盘12的表面。尽管这里描述了单个换能器，但所述 换能器包括写换能器，其对盘12进行磁化；以及感测盘12的磁场的独立 的读换能器。读换能器包括磁阻(MR)部件。所述换能器可被安装在头16上。头16在换能器和盘12的表面之间产生 空气轴承。头16连4妻到(即，结合到)石兹头堆叠组件(head stack assembly, HSA)22。 HSA 22附连到具有音圏26的致动器臂24。音圈26位于磁组件28 附近以限定音圈马达(VCM) 30。提供给音圈26的电流产生使致动器臂24绕轴 承组件32旋转的转矩。致动器臂24的旋转使换能器沿盘12的表面横向移动。
通常，信息被存储在盘12的同心轨道中。每个轨道34包括多个扇区，而每个扇区包括数据域和识别域。识别域包括用来识别扇区和轨道(柱面)的格雷码。换能器跨越盘12的表面移动到一轨道，其中，将从该轨道读取数据、 或将向该轨道写入数据。图2是依据本发明的实施例的包括干扰补偿确定装置的伺服控制系统的 框图。参照图2，该伺服控制系统包括控制器210、减法器220A和220B、设 备24Q、标准设备逆建模工具250、滤波器26G、干扰评价单元270、和切换 单元280。此外，包括标准设备逆建模工具250、滤波器260、和减法器220B的图 2的伺服控制系统的一部分(即，框)在这里可被称为千扰观察器(DOB) 1000。 DOB 1000接收设备240的控制输入信号i/和伺服输出信号/,并计算和输出 估计干扰值j。在图2所示的实施例中，干扰补偿确定装置包括D0B 1000、 干扰评价单元270、和切换单元280。通过加法器230A加入的干扰"代表施加到伺服控制系统的干扰A而通 过加法器230B加入的噪声《代表伺服控制系统中的噪声《。尽管噪声《通过加 法器230B被加到设备240的伺服输出信号/,但在此，作为结果的信号仍被 称为设备240的伺服输出信号7。此外，干扰d可以代表施加到设备的 千扰。依据本发明的 一个实施例的干扰补偿确定装置可以被应用于不同的伺服 控制系统。为了便于描述，在此描述了干扰补偿确定装置被应用于盘驱动器 的伺服控制系统的例子。然而，本发明的实施例不仅仅局限于盘驱动器的伺 服控制系统。如果依据本发明的一个实施例的干扰补偿确定装置被应用于盘驱动器的 伺服控制系统，则依据伺服控制系统控制的设备240可以是头驱动系统。控制器210通过从位置误差信号(PES,其对应于设备240的伺服输出信 号力估计头的位置、速度和偏差值、并使用估计的位置、速度和偏差值来执 行至少一次计算，来产生控制信号 。通常，因为在实际上不可能正确地(即，精确地)检测系统的实际设备尸 的特性，所以，为了控制系统设计的便利，通常使用低阶的模型来对实际设 备尸建模。在建模的设备尸。和实际设备尸之间的差别通常着重于高频带的不 确定性，而低频带中的建模的设备尸 和实际设备尸之间的差别可以被忽略。
因此，如果假定建模的设备尸 与实际设备户一样，并假定测量的噪声《不存在， 那么可以通过计算控制输入信号"、以及通过将伺服输出信号/乘以建模的
设备的逆iT获得的值之间的差别，而获得干扰&
然而，因为物理系统通常具有传输函数分母的阶高于其分子的阶的特性， 所以，为了计算建模设备的逆/v、测量的输出必须通过一个量被微分，该量 等于建模的设备C传输函数的分子的阶与该传输函数的分母的阶之间的差。 然而，因为高频噪声《在实际系统中存在，所以，使用微分来获得设备的逆
是相对困难的。干扰补偿确定装置包括滤波器260,以便解决该问题。通过 设计滤波器260、使得从传输函数的分母的阶中减去滤波器260的传输函数 的分子的阶而得到的值大于从所述分母的阶减去建模设备尸 的传输函数的分 子的阶的值，可以略去微分。滤波器260被设计为低通滤波器，这是因为， 系统中的噪声《存在于高频带。
依据上述的考虑来设计标准设备逆建模工具250和滤波器260。 因此，如果假定噪声《不存在、且实际设备/^40被正确地建模，则D0B 1000的标准设备逆建模工具250接收设备240的伺服输出信号/,并且输出 通过将干扰d加到控制输入信号"获得的建模工具输出信号"+ "。也就是说， 建模工具输出信号是控制输入信号"和干扰"的总和。减法器"0B从建模工 具输出信号w + d减去控制输入信号"，来产生等于干扰"的减法器输出信号。 减法器220B还输出等于干扰d的减法器输出信号，于是，减法器220B输出 干扰&
系统中的噪声《通常存在于高频带，并且，如果滤波器260被设计为低 通滤波器，则高频噪声《将被滤波器260消除。因此，滤波器260输出干扰d。 即，低通滤波器260接收减法器输出信号，并只输出减法器输出信号的低频 带，于是，低通滤波器260就输出干扰d。
然而，实际上不可能正确地(即精确地)使用建模工具来对实际设备尸建 模。因而，实际上，DOB 1000输出估计干扰值J,其接近于千扰"(即，是其 估计值)。此外，建模工具输出信号w + c/接近于(即至少近似等于)控制输入信 号w和干扰d的总和。
通常，使用DOB 1000补偿干扰(即执行干扰补偿)的控制系统不如不补偿 干扰的控制系统稳定(即具有较低的稳定容限)。
依据本发明的实施例，控制系统依据分析估计干扰的结果而选择性地补
偿干扰，以便提高执行干扰补偿的控制系统的稳定性。
控制系统可以被设计为具有简单的干扰阈值，其中当估计的干扰超过干 扰阈值时，控制系统补偿干扰，而当估计的干扰未超过干扰阈值时，控制系 统不补偿干扰。
例如，假定设备240是盘驱动器的头驱动系统，设备240的伺服输出信 号/是PES。当由于在被施加到头驱动系统的干扰阈值的附近频繁地改变的 干扰&而在控制系统中检测到图3所示的PES @时，如果控制系统简单地 基于估计干扰是否超过干扰阈值来确定是否补偿干扰A那么，如图3的图 解DC模式的线⑥所示，干扰补偿(DC)模式将在DC开模式和DC关模式之间频 繁地切换。因此，如前面例子中那样确定是否补偿干扰cM寻产生相对差的干 扰抑制性能，并导致不稳定的系统。
因此，为了解决前述的缺点，依据本发明的实施例，如下所述，干扰评 价单元270确定是否补偿干扰A并使用切换部件280来实现它的决定。
参照图2，干扰评价单元270确定是否改变将其置于其中的控制系统的 当前的DC模式。干扰评价单元270通过在多个采样周期中的每个期间、累积 估计千扰值^的绝对值、并依据对应于当前DC模式的条件来评价累积的估计 干扰值，来喉文出决定，其中，在当前的采样周期期间，通过DOB 1000计算该 估计千扰值j (并且，该估计干扰值^被提供给千扰评价单元270)。
切换部件280适于接收由DOB 1000计算的估计干扰值^。在当前的DC 模式处于DC开模式时，切换部件280将估计干扰值^输出到减法器220A。即， 切换部件280将估计干扰值j提供给设备240的控制环路，其中减法器220A 是设备240的控制环路的一部分。可替换地，在当前的DC模式是DC关模式 时，切换部件280不输出(即阻断)估计干扰值^。
因此，在DC开模式中(即，在当前的DC模式是DC开模式时)，减法器 220A通过从自控制器210输出的控制信号^减去估计干扰值卜来补偿干扰 d。此外，在DC关模式(即，在当前的DC模式是DC关模式时)，干扰tf不被 补偿，这是因为，没有从控制信号^中减去估计干扰值入换而言之，在DC 开模式补偿干扰，而在DC关模式不补偿干扰。
现在，将更详细地描述干扰评价单元270的操作。干扰评价单元270的 操作被分成釆样周期。在每个采样周期期间，干扰评价单元270接收由DOB 1000计算、并从DOB 1000接收的至少一个估计干扰值S(即，"样值")，并
且，通过将在当前的采样周期被接收到的至少 一个估计千扰值j中的全部的 相应的绝对值相加，来计算累积的估计干扰值A
在当前的DC模式是DC关模式时，干扰评价单元270确定开转换 (ON-transition)条件是否被满足。因而，开转换条件对应于DC关模式。当 干扰评价单元270确定开转换条件已经满足时，干扰评价单元270将当前的 DC模式改变为DC开模式。此外，当干扰评价单元270确定开转换条件没有 被满足时，干扰评价单元270不改变当前的DC模式，于是，当前的DC模式 保持为DC关模式。
当对于阈值数为^个连续釆样周期的每个釆样周期、满足开转换条件时， 在采样周期期间计算的累积的估计干扰值/(被发现大于或等于上限阈值 7^彻。阄值数#和上限阈值KW各自被初始设置。
例如，参照图8的部分(a),当阈值数#被设置为4时，如图8的部分(a) 所示，如果对于四个连续采样周期的每一个，在采样周期期间计算的累积的 估计千扰值力被发现大于或等于上限阈值T^(裕，那么开转换条件被满足，
并且，干扰评价单元270改变当前的DC模式为DC开模式。
然而，如果开转换条件没有被满足，则干扰评价单元270不改变当前的 DC模式，并且，当前的DC模式保持为DC关模式。例如，如图8的部分(b) 所示，如果在第一个采样周期计算的累积的估计千扰值力被发现大于或等于 上限阈值7^^入并且在第二个采样周期计算的累积的估计干扰值力被发现 大于或等于上限阈值^W入但在第三个采样周期计算的累积的估计干扰值力 大于或等于上限阈值7^(拟之前结束了第三个采样周期，那么，开转换条件 没有被满足，并且，当前的DC模式保持为DC关模式。在图8和9中，累积 的估计干扰值A由Z^I表示。
在当前的DC模式为DC开模式时，干扰评价单元270评价关转换 (OFF-transition)条件是否被满足。因而，关转换条件对应于DC开模式。当 干扰评价单元270确定关转换条件已经被满足时，干扰评价单元270改变当 前的DC模式为DC关模式。此外，而当干扰评价单元270确定关转换条件没 有被满足时，干扰评价单元27Q不改变当前的DC模式，并且当前的DC模式 保持为DC开模式。
对于阈值数为^个连续采样周期的每个采样周期，当满足关转换条件时， 该采样周期的最终累积的估计干扰值j小于下限阈值K2人采样周期的最
终累积的估计干扰值力是累积的估计干扰值A其是在该采样周期期间将由
DOB 1000所计算的所有估计干扰值j的总和。也就是说，采样周期的最终累
积的估计干扰值j是在该采样周期的最后的估计干扰值j (即，样值)已经被 计算出后计算的累积的估计干扰值丄该最后的估计千扰值a被包括在最终累 积的估计干扰值力的计算中。此外，如果当前的估计干扰值j是在当前的采
样周期内将由DOB IOOO计算的最终估计干扰值，则在计算当前的估计千扰值 j (并且，在该计算中包括当前的估计干扰值j)之后所计算的累积的估计干扰 值j就是当前采样周期的最终的累积估计干扰值A在DC开模式中，每个采 样周期都具有固定的长度。阈值数#和下限阈值7XYW各自被初始设置。
例如，当阈值数#被设置为3时，如图9所示，对于三个连续采样周期 的每一个，如果釆样周期的最终的累积估计干扰值^小于下限阈值7^"人 则满足关转换条件，并且干扰评价单元270改变当前的DC模式为DC关模式。 然而，当关转换条件没有被满足时，干扰评价单元270不改变当前的DC模式， 于是，当前的DC模式保持为DC开模式。例如，当阈值数#被设置为3时， 如果第一个采样周期的最终的累积估计干扰值/1大于下限阈值7^fZ人第二 个采样周期的最终的累积估计干扰值^小于下限阈值W"入第三个采样周 期的最终的累积估计干扰值^小于下限阈值7^"入但是第四个采样周期的 最终的累积估计干扰值^大于下限阚值W"人则关转换条件将不被满足。 也就是说，尽管两个连续采样周期对应的最终的累积估计干扰值力都小于下 限阈值r#",，但后续的采样周期(即，第四个采样周期)的最终的累积估计 干扰值^大于下限阈值K2入于是，关转换条件将不被满足。前述的例子 并没有在图9中被示出。
上限阈值KW和下限阈值7^^被设置为使得上限阈值KW大于下限 阈值KU。
图5是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的流程图。 参照图5，在操作S510,检查当前的DC模式。即，确定当前的DC模式 是DC开模式还是DC关模式。执行图5方法的系统被设计为当该系统处于DC 开模式时补偿由DOB 1000估计的干扰，并被设计为当该系统处于DC关模式 时不补偿由DOB 1000估计的干扰。当该系统被初始化时，系统的DC模式可 以被设置为例如DC关模式。
在确定当前的DC模式后，在操作S520中，依据当前的DC模式来评价累积的估计干扰值。即，在当前的DC模式为DC开模式时，与当前的DC模式为 DC关模式时有所不同地评价累积的估计干扰值。
在操作S530,确定对应的DC模式改变条件是否已经被满足。即，在当 前的DC模式是DC开模式时，确定关转换条件(其是对应于DC开模式的DC模 式改变条件)是否被满足，而在当前的DC模式处于DC关模式时，确定开转换 条件(其是对应于DC关模式的DC模式改变条件)是否被满足。
如果在操作S530中确定满足对应的DC模式改变条件，则当前的DC模式 被改变(S540)。然而，如果在操作S530中确定没有满足DC模式改变条件， 则保持当前的DC模式(S550)。
将参照图6和7,在下面对操作S520到S550进行更详细地描述。
图6是图解依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的DC关(DC OFF) 模式部分的流程图。即，图6是用于在当前的DC模式为DC关模式时、执行 图5所示的操作S520到S550的方法的流程图。
参照图6,在操作S601中干扰评价单元"0的内部计数器i和m分别设
置为0。计数器/跟踪已经在当前的采样周期中计算的估计干扰值A的数目
(即，样值数)。在操作S602中，计数器/被递增l。接着，在搡作S630中， 使用(图2的)DOB 1000来计算估计干扰值j,(即，当前的估计干扰值j,)。
在操作S604中，计算累积的估计干扰值4，其中，累积的估计干扰值4 是在当前的采样周期期间已经被计算出的估计干扰值J,的相应的绝对值的总 和。即，累积的估计干扰值4是当前的采样周期的估计干扰值^到4的相应 的绝对值的总和。
接着，在操作S605中，确定累积的估计干扰值4是否大于上限阈值 7^彻。如果在操作S605中确定累积的估计千扰值4不大于上限阈值7^彻， 则在操作S606中，将计数器/的值与初始设置的采样周期限制^相比较。在 图6的方法中，采样周期限制/指示当确定当前的DC模式是否应当被改变成 DC开模式时，在一个采样周期内可以取得的样值的最大数目(即，可以被计 算的估计干扰值i,的最大数目)。此外，考虑到系统特性和操作的模式(即， 使用条件)，而设置一个采样周期的最大大小(即，在一个采样周期可以取得 的样值的最大数目)。
如果在操作S606中确定计数器/的值小于采样周期限制f的值，则确定 当前的采样周期没有结束，并且方法返回到操作S602 、而不将计数器/重置200
为0。然而，如果在操作S606确定计数器/的值大于或等于采样周期限制 则确定当前的采样周期已经结束，并且，方法返回到操作S601,以被计算的 下一个估计干扰值j,(即，样值)开始新的采样周期。另外，当方法返回到操 作S601,其意味着当执行返回到操作S601时结束的采样周期没有计算大于 上限阈值7^ffi;的累积的估计干扰值4,使得该采样周期不被作为其中计算
出大于上限阈值7^彻的累积的估计千扰值4的连续釆样周期而被计数。即， 当方法返回到操作S601时，m没有被递增，并且，实际上，在操作S601中，
m被重置为o,以重新开始其中计算出大于上限阈值r〃^;的累积的估计干扰
值4的连续采样周期的计数。在图6中，/77指示紧接在当前的采样周期之前 的计算出大于的上限阈值7^做的估计干扰值4的连续采样周期的数目(并 且，依赖于当前正在执行方法中的什么步骤，可能包括当前的采样周期)。
再次参照操作S605，如果在操作S605中确定累积的估计干扰值4大于 上限阈值I做，则在操作S607中，计数器m被递增1。
在操作S607之后，在操作S608中，将计数器m的值与初始设置的阈值 数yV相比较。在图6的方法中，阈值数7V指示必须出现多少计算出大于上限 阈值7)7做的累积的估计干扰值4的连续采样周期、以满足开转换条件。即， 为满足开转换条件，必须在阈值数^个连续采样周期的每一个中计算出大于 上限阈值7T/做的累积的估计千扰值乂,。在图8的例子中，W被设置为4。
如果在操作S608中确定计数器瓜的值小于阈值数夂则确定开转换条件 未被满足，于是，在操作S609中，计数器i被重置为O,以便以被计算的下 一个估计干扰值j,(即，样值)开始新的采样周期，并且，该方法返回到操作 S602。
然而，如果在操作S608确定计数器/z 的值大于或等于阈值数M则确定 开转换条件被满足，于是，在操作S610中，将控制模式改变为DC开模式。 在控制模式改变到DC开模式之后，用图7所示的方法来评价累积的估计干扰 值A。
流程图。即，图7是用于在当前的DC模式是DC开模式下时、执行图5的操 作S520到S550的方法的流程图。
参照图7，在操作S701中，干扰评价单元270的内部计数器/和/; 被重 置为0。在操作S702中，计数器/被递增1。接着，在操作S703中，使用
DOB IOOO(见图2)计算估计千扰值J,(即，当前的估计干扰值j,)。在操作S704中，计算累积的估计干扰值4，其中累积的估计干扰值」,是 在当前的釆样周期期间已经被计算出的估计干扰值j,的相应的绝对值的总和。即，累积的估计干扰值4.是针对当前的采样周期的、估计干扰值4到4的 相应的绝对值的总和。接着，在操作S705中，将计数器/的值与初始设置的采样周期长度A相 比较。在图7所示的方法中，采样周期长度W指示当确定是否将当前的DC 模式改变为DC关模式时，在DC开模式期间的每个周期中取得样值的数目(即， 计算的估计干扰值4的数目)。考虑到系统的特性和操作的模式(即使用条 件)，而设置一个采样周期的大小(即，在一个采样周期中取得样值的数目)。如果在操作S705中确定计数器/的值小于采样周期长度i ,则确定已计算出少于将在当前的采样周期期间计算的所有估计干扰值A。即，确定还 没有计算出对于当前的采样周期的最终的累积估计干护"直4。因此，图7的 方法返回到操作S702,以计算要在计算累积估计干扰值4中使用的另一个估 计干扰值j,。然而，如果在操作S705中确定计数器/的值大于或等于周期长度A,那 么，确定针对于一个采样周期的样值的总数的估计干扰值A已被计算出来， 并且，当前的采样周期的最终的累积估计干扰值4已被计算出来。即，如果 确定计数器/的值大于或等于周期长度W,那么，确定当前的累积估计干扰 值j,是当前的采样周期的最终的累积估计干扰值4 。采样周期的最终的累积 估计干扰值4是累积的估计干扰值4，即，将在当前的采样周期期间被计算 的所有估计干扰值A的总和。随后，在操作S706中，确定在操作S7(M中被 累积的当前釆样周期的最终的累积估计干扰值4是否小于下限阈值W ^ 。如果在操作S706中确定当前的采样周期的最终的累积估计干扰值4大 于或等于下限阈值^"入则确定关转换条件没有被满足，于是，图7的方 法返回到操作S701。然而，如果在操作S706中确定当前的采样周期的最终的累积估计干扰值 4小于下限阈值则在操作S"707中，计数器/77被递增1。在操作S707之后，在操作S708中，将计数器瓜的值与初始设置的阈值 数#相比较。在图7所示的方法中，阈值数#指示连续采样周期的数目，对 于该数目，最终的累积估计千扰值4必须小于下限阈值W"人以满足关转
换条件。在图9所示的例子中，#被设置为3。如果在操作S708中确定计数器/77的值小于阈值数W的值，则确定关转换条件没有满足，那么在操作S709中，计数器/被重置为0,以便以被计算的 下一个估计干扰值i,开始新的周期，然后，该方法返回到操作S702。如果在操作S708中确定计数器; ;的值大于或等于阈值数乾则确定关转 换条件已经被满足，于是，在操作S710中，将当前的DC模式改变为DC关模 式。在当前的DC模式已经被改变为DC关模式之后，使用图6所示的方法来 评价累积的估计干扰值A依据本发明的实施例，可以依据干扰补偿确定方法选择性地执行改变控 制系统的当前的DC模式，以便有效地执行改变当前的DC模式并保持控制系 统的稳定性。本发明的另 一个实施例提供了 一种计算机可读介质，其存储用于执行依 据本发明的实施例的干扰补偿确定方法的计算机程序。已经在前面描述了依 据本发明的实施例的干扰补偿确定方法，因此此处省略了进一步描述。参照图4，当依据本发明的实施例的干扰补偿确定方法被应用于盘驱动 器时，如果当前的DC模式是DC开模式，那么，即使图4所示的PES @由于 干扰被检测到变化被频繁地施加于头驱动系统，因为依据本发明的至少 一个 实施例的该方法确定是否通过使用千扰评价单元270评价干扰来补偿干扰， 所以，如图4的线⑥所示，当前的DC模式也显示出稳定性(即，稳定地改变)。本发明的实施例可以被应用于各种盘驱动器，包括HDD。依据本发明的一个实施例，通过确定在DC关模式期间是否满足开转换条 件、并确定在DC开模式期间是否满足关转换条件，来通过是否改变当前的 DC模式，这样，干扰补偿可以被选择性地执行，以使其只在干扰不利地影响 系统性能的时段中被执行，这将导致执行干扰补偿的系统的稳定性的提高。尽管已经参照附图对本发明的实施例进行了详细描述，但是本领域普通 技术人员仍然可以在不背离由所附权利要求限定的本发明的范围内，在实施 例中作出变化。
权利要求
1.一种干扰补偿确定装置，包括干扰观察器(DOB)，其接收设备的控制输入信号和伺服输出信号，其中，依据控制输入信号而控制该设备，伺服输出信号对应于控制输入信号，DOB计算并输出当前的估计干扰值，并且，该当前的估计干扰值是对施加到该设备的干扰的估计；干扰评价单元，其选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式，其中，选择性地改变当前的DC模式包括依据对应于当前的DC模式的条件而评价所累积的估计干扰值，其中在当前采样周期期间，在计算当前的估计干扰值之前，DOB计算零个或更多先前的估计干扰值；并且，干扰评价单元通过将当前的估计干扰值的绝对值和零个或更多先前的估计干扰值的相应的绝对值相加，来计算累积的估计干扰值；以及切换单元，其依据通过干扰评价单元选择性地改变的当前的DC模式，而选择性地将当前的估计干扰值提供给该设备的控制环路。
2. 如权利要求1所述的干扰补偿确定装置，其中，在当前的DC模式 是DC关模式时干扰评价单元将累积的估计干扰值与初始设置的上限阈值相比较； 如果干扰评价单元确定当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中在所述连续采样周期中，已发现累积的估计干扰值大于该上限阈值，那么，干扰评价单元将当前的DC模式改变为DC开模式；并且， N是初始设置的阈值数。
3. 如权利要求1所述的干扰补偿确定装置，其中，在当前的DC模式 是DC开模式时当累积的估计干扰值是当前的采样周期的最终的累积估计干扰值时，干 扰评价单元将累积的估计干扰值与初始设置的下限阈值相比较；在当前的估计干扰值是在当前的采样周期期间由DOB计算的最终的估 计干扰值时，累积的估计干扰值是当前的采样周期的最终的累积估计干扰 值；如果干扰评价单元确定当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中在所述连续采样周期中，发现最终的累积估计干扰值小于该下限阈值，那么，干扰评价单元将当前的DC模式改变为DC关模式；并且， N是初始设置的阈值数。
4. 如权利要求1所述的干扰补偿确定装置，其中DOB包括 标准设备逆建模工具，其接收伺服输出信号，并输出建模工具输出信号，其中，建模工具输出信号至少近似等于控制输入信号和施加到该设备的干扰 的总和；减法器，其从建模工具输出信号中减去控制输入信号，以产生减法器输 出信号；以及低通滤波器，其接收减法器输出信号，并仅输出减法器输出信号的低频带。
5. —种干扰补偿确定方法，包括计算当前的估计干扰值，其中当前的估计干扰值是对施加到该设备的干扰的估计；计算累积的估计千扰值，其中在当前采样周期期间，在计算当前的估计干扰值之前，计算零个或 更多先前的估计干扰值；并且，计算累积的估计干扰值包括将当前的估计干扰值的绝对值与零个或更多先前的估计干扰值的相应的绝对值相加；依据累积的估计干扰值和对应于当前的DC模式的条件，而选择性地改 变当前的干扰补偿(DC)模式；以及使用当前的估计干扰值、并依据选择性地改变的当前的DC模式，而在 设备控制系统中选择性地执行干扰补偿。
6. 如权利要求5所述的干扰补偿确定方法，其中，该设备包括盘驱动 器的头驱动系统。
7. 如权利要求5所述的干扰补偿确定方法，其中计算当前的估计干扰值包括根据减法器输出信号而估计施加到该设备的干扰；通过从由标准化设备逆建模工具输出的建模工具输出信号中减去该设 备的控制输入信号，而产生减法器输出信号；标准化设备逆建模工具接收该设备的伺服输出信号；并且，建模工具输出信号至少近似等于控制输入信号和施加到该设备的干扰 的总和。
8. 如权利要求5所述的干扰补偿确定方法，其中依据累积的估计干扰 值和对应于当前的DC模式的条件而选择性地改变当前的DC模式包括在当前的DC模式是DC关模式时，当满足开转换条件时，将当前的DC 模式改变为DC开模式；以及，在当前的DC模式是DC开模式时，当满足关转换条件时，将当前的DC 模式改变为DC关模式，其中，开转换条件和关转换条件是不同的。
9. 如权利要求5所述的干扰补偿确定方法，其中依据累积的估计干扰 值和对应于当前的DC模式的条件而选择性地改变当前的DC模式包括，如 果当前的DC模式是DC关模式，则将累积的估计干扰值与初始设置的上限阈值相比较；并且，如果当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中在所述连续采样周期中，已发现累积的估计干扰值大于上限阈值，那么，将当前的DC模式改变为DC开模式，其中N是初始设置的阈值数。
10. 如权利要求5所述的干扰补偿确定方法，其中依据累积的估计干扰 值和对应于当前的DC模式的条件而选择性地改变当前的DC模式包括，如 果当前的DC模式是DC开模式，则当累积的估计千扰值是当前的采样周期的最终的累积估计干扰值时，将 累积的估计干扰值与初始设置的下限阈值相比较，其中，在当前的估计干扰 值是在当前的采样周期估计的最终的估计干扰值时，累积的估计干扰值是当 前的采样周期的最终的累积估计干扰值；并且，如果当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中在所述连续采样周期 中，发现最终的累积估计干扰值小于下限阈值，那么，将当前的DC模式改 变为DC关模式；并且，其中N是初始设置的阈值数。
11. 一种存储用于执行干扰补偿确定方法的计算机程序的计算机可读介 质，该方法包括计算当前的估计干扰值，其中当前的估计干扰值是对施加到该设备的千扰的估计；计算累积的估计干扰值，其中在当前采样周期期间，在计算当前的估计干扰值之前，计算零个或 更多先前的估计干扰值；并且，计算累积的估计干扰值包括将当前的估计干扰值的绝对值与零个 或更多先前的估计干扰值的相应的绝对值相加；依据累积的估计干扰值和对应于当前的DC模式的条件，而选择性地改 变当前的干扰补偿(DC)模式；以及使用当前的估计干扰值、并依据选择性地改变的当前的DC模式，而在 设备控制系统中选择性地执行干扰补偿。
12. —种盘驱动器，包括控制器，其根据伺服输出信号而估计对应于头的运动的状态信息，并依 据所估计的状态信息产生控制信号，其中，该状态信息包括对应于头的运动 的位置、速度和偏差值；干扰观察器(DOB),其包括标准设备逆建模工具，其中DOB使用标准 设备逆建模工具而从伺服输出信号估计施加到头驱动系统的干扰量，从而计 算当前的估计干扰值，并且，其中标准设备逆建模工具实现对头驱动系统建 模的函数的反演；干扰评价单元，其选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式，其中选择性 地改变当前的DC模式包括依据对应于当前的DC模式的条件而评价累积的 估计干扰值，其中在当前的采样周期期间，干扰评价单元在计算当前的估计干扰值之前计算零个或更多先前的估计干扰值；并且，干扰评价单元通过将当前的估计干扰值的绝对值与零个或更多先 前的估计干扰值的相应的绝对值相加，来计算累积的估计干扰值； 切换单元，其接收当前的估计干扰值，在当前的DC模式是DC开模式时输出当前的估计干扰值，而在当前的DC才莫式是DC关模式时不输出当前的估计干扰值；以及减法器，其适于从切换单元接收当前的估计干扰值，并适于从控制信号中减去当前的估计干扰值，其中，头驱动系统通过产生对应于减法器输出的输出信号的驱动电流， 来跨越盘而移动头，并依据头的运动产生伺服输出信号。
13. 如权利要求12所述的盘驱动器，其中，在当前的DC模式是DC 关模式时干扰评价单元将累积的估计干扰值与初始设置的上限阈值相比较； 如果千扰评价单元确定当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中在所述连续采样周期中，已发现累积的估计干扰值大于上限阈值，那么，干扰评价单元将当前的DC模式改变为DC开模式；并且， N是初始设置的阈值数。
14. 如权利要求12所述的盘驱动器，其中，在当前的DC模式是DC 开模式时当累积的估计干扰值是当前的采样周期的最终的累积估计干扰值时，干 扰评价单元将累积的估计干扰值与初始设置的下限阈值相比较；在当前的估计干扰值是在当前的采样周期期间由DOB计算的最终的估计干扰值时，累积的估计干扰值是当前的采样周期的最终的累积估计干扰值；如果干扰评价单元确定当前的采样周期是第N个连续采样周期，其中， 在所述连续采样周期中，发现最终的累积估计干扰值小于下限阈值，那么， 千扰补偿评价单元将当前的DC模式改变为DC关模式；并且，N是初始设置的阈值数。
15. 如权利要求12所述的盘驱动器，其中伺服信号包括位置误差信号 (PES)。
全文摘要
本发明涉及干扰补偿确定装置及其方法，一种存储用于执行该方法的计算机程序的计算机可读介质，和包含该装置的盘驱动器。干扰补偿确定装置包括接收设备的控制输入信号和伺服输出信号的干扰观察器(DOB)，其中DOB计算并输出当前的估计干扰值。所述装置还包括选择性地改变当前的干扰补偿(DC)模式的干扰评价单元，其中选择性地改变当前的DC模式包括依据对应于当前的DC模式的条件而评价累积的估计干扰值。此外，所述装置还包括选择性地将当前的估计干扰值提供给设备的控制环路的切换单元，其依据通过干扰评价单元选择性地改变的当前的DC模式。
文档编号G11B5/55GK101162586SQ200710170140
公开日2008年4月16日 申请日期2007年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者朴成源, 秋相勋, 金南局 申请人:三星电子株式会社