专利名称：调整用于搜索操作期间搜索控制的前馈信号的设备和方法
技术领域：
该具体表现的主题总的来说涉及伺服控制系统的领域，且具体地涉及调 整用于搜索操作期间搜索控制的前馈信号。
背景技术：
伺服系统是通过到控制系统的一系列反馈信号来控制设备的操作的控制 系统。反馈信号一般来自确定设备的实际操作与该设备的所请求的操作的偏
移的传感器。伺服系统的某些示例是用于控制房间的温度的自动调温器 (thermostat);用于控制飞机的飞行姿态和方向的自动驾驶仪(autopilot); 用于控制汽车速度的巡航控制；硬盘驱动器(HDD)中的用于控制盘片RPM 和》兹换能器(magnetic transducer)位置的伺月l系统。
在比如HDD之类的更复杂和精确的设备中，伺服系统还将使用前馈信 号。HDD中的前馈信号基于存储在控制模块中的参考模型，提供用于启动音 圈电机的控制信号。该参考模型基于HDD的标称设计。在HDD的实际操作 中，由于在确定音圈电机的性能的许多部件中的容限(tolerance),所以来自 参考模型的前馈信号可能在预测用于启动音圈电机的控制信号方面是不精确
的。前馈信号中的不精确将使得来自磁换能器的反馈信号补偿前馈不精确， 并尝试使磁换能器进入期望的数据^磁道上。
可以存储在盘片上的数据量由许多已知的物理原理来管理。确定可以存 储在HDD中的数据量的一个因素是磁换能器将紧密间隔的数据磁道写到盘 片表面上的能力。盘片表面上磁道的间隔已知为磁道间距，且用于表示盘片 上磁道密度的度量单位是每英寸的磁道或TPI。较小的磁道间距导致较高的 TPI。 HDD的伺服系统部分地使得磁换能器能够精确地定位在盘片上的半径 处以写数据磁道，使得能够以高TPI写相邻的数据磁道。
一旦写了数据磁道，HDD必须能够找到该磁道并在最小时间量内稳定于 其上。该时间量一般已知为搜索-稳定时间(seek-settle time )，且当外加上数 据旋转到其可以被读取的位置的时间和HDD解码在磁道上的数据所需的时
5间时，该总时间已知为等待时间(latency )。 HDD用户通常更喜欢短的等待 时间。伺服系统的健壮性和前馈信号的准确性将确定磁换能器是否已经稳定 在期望的数据磁道上或需要进行另一尝试来稳定在该数据磁道上。
HDD是使用伺服系统的机构的一个示例。本领域技术人员将理解，呈现 的实施例有益于对控制或伺服系统可操作的各种机构。为了简短和清楚起见， 将使用HDD来示范良好控制的伺服系统的必要和伺服系统对于问题的弱点。
发明内容
在这里描述了呈现的各个实施例。硬盘驱动器控制模块具有通信地与参 考模型耦合的前馈信号输入端口 。硬盘驱动器控制模块具有通信地与硬盘驱 动器的磁换能器耦合的循迹误差信号输入端口 。硬盘驱动器控制模块具有配 置用于确定在响应于第一前馈信号所估计的循迹误差信号和响应于第一前馈 信号的磁换能器的实际循迹误差信号之间的差的误差计算器模块。硬盘驱动 器控制模块具有配置用于基于在响应于第一前馈信号所估计的循迹误差信号 和磁换能器的实际循迹误差信号之间的差来调整第二前馈信号的增益和相位 的前馈信号调整器模块。硬盘驱动器控制模块具有通信地耦合到第二前馈信 号的前馈信号调整输出端口 。
附图(将其并入，并形成该说明书的一部分)图示了所呈现的实施例，
并与描述一起用于说明具体表现的主题的原理
图1是对所呈现的实施例可操作的HDD的等比例分解图。
图2是根据所呈现的一个实施例的硬盘驱动器控制模块的示意图。
图3是图示根据所呈现的一个实施例的用于调整用于搜索操作期间的搜
索控制的前馈信号的处理的流程图。
图4是根据所呈现的一个实施例的位置误差信号的实际循迹误差波形的图。
图5是根据所呈现的一个实施例的位置误差信号的实际循迹误差波形的图。
图6是根据所呈现的一个实施例的从参考模型估计的循迹误差波形的图。图7是根据所呈现的一个实施例的从参考模型估计的循迹误差波形的图。
在该说明书中参考的附图不应该被理解为按比例绘制的，除非特別地标明。
具体实施例方式
现在将详细参考所呈现的一个或多个可选择的实施例。虽然将结合一个 或多个可选择的实施例描述具体表现的主题，但很清楚其并非旨在限制这些 实施例。相反，具体表现的主题旨在覆盖可以在如所附的权利要求限定的具 体表现的主题的精神和范围内包括的选择、修改和等效。
此外，在下面所呈现的实施例的具体描述中，提出了许多特定细节以便 提供此具体表现的主题的全面理解。但是，本领域技术人员将理解，在没有 这些特定细节的情况下，也可以实践此具体表现的主题的实施例。在其它情 况中，没有详细描述熟知方法、过程和部件从而不会不必要地模糊此具体表 现的主题的各方面。
讨论将从控制系统和伺服系统的描述和概述开始。然后讨论将集中在此 具体表现的主题的实施例，通过所述实施例，在一机构执行伺服操作的同时 调整用于控制伺服命令的前馈信号。为了简短和清楚起见，讨论将集中在作
为对于受益于所呈现的实施例的伺服系统可操作的机构的示例的HDD 。 概述
参考图1,根据所呈现的实施例呈现HDD 100的等比例分解图 (blow-aprat )。基座铸件113提供用于比如盘片组(disk stack) 158、音圈电 机(VCM) 142和磁头臂组件(head stack assembly ) ( HSA ) 120之类的部件 和子组件的耦合点(coupling point )。盘片组158依靠电机轴套组件(motor-hub assembly) 140和盘片夹具143与基座铸件113耦合。电机轴套组件140将具 有与其耦合的至少一个盘片156，以使得盘片156可以绕着对于电机轴套组 件140和盘156的中心来说公共的轴旋转。盘片156具有至少一个盘片表面 130，数据磁道135位于所述盘片表面130上。有时被称为致动器组件或托架 的HAS 120包括将硬盘驱动器滑触头(slider) 125悬桂在盘片表面130旁边 的悬架127和HSA连接器116。硬盘驱动器滑触头125由将从数据磁道135读取数据和将数据写入数据磁道135的磁换能器123组成。悬架127和硬盘驱动器滑触头125包含石兹头支架组件(HGA) 128。作为HSA 120的一部分的弯曲线缆110在HSA连^^器116和臂电子装置(A/E)模块115之间传送数据。HSA连接器116还在印刷电路板(PCB) 160和VCM142之间传送控
制数据。
HSA 120依靠枢轴承(pivot bearing ) 145枢轴地与基座铸件113耦合，以使得VCM 142可以通过滑触头125移动HGA 128精确地穿过盘片表面130，访问数据磁道135。在HSA 120、盘片组158、 VCM 142及其他部件与基座铸件113装配时，将盖112与基座铸件113耦合以将这些部件和子组件封装为HDD 100。
一旦盖112与基座铸件113耦合，PCB 160与基座铸件113耦合。PCB 160包括通常执行HDD 100的电气任务(比如在写入数据之前HDD 100的状态检查、电机轴套组件140的功率控制和VCM 142的伺服控制)的至少一个电气部件165。 VCM 142经由HSA连接器116和PCB 160上的适当配合的连接(mating connection) 167与PCB 160电耦合。通过与PCB 160耦合的PCB连接器163部分地使能HDD 100到主机系统(其中，HDD 100操作)的电耦合。
PCB 160包括作为用于VCM 142的控制模块210的至少一个电气部件165。控制模块210包括使能控制模块210以向VCM 142呈现前馈和反馈信号，以使得VCM 142能够精确地移动滑触头125穿过盘片表面130从而访问数据磁道135的的电气部件。反馈信号控制磁换能器123的位置以在读或写期间跟随数据磁道135。前馈信号将磁换能器123从一个数据磁道135移动到另一个以实现更快的搜索操作。前馈信号基于一般采用用于HDD 100的标称设计参数的参考模型。存在内置于控制才莫块210中的某些灵活性，由此对于施加于电气部件165上的温度效果可以偏移前馈信号的增益。
本领域技术人员熟知的是与HDD 100耦合的温度传感器，由此，基于温度对电气部件165性能的已知的相关性，对于在电气部件165内电气装置上的温度效果偏移前馈信号。温度可以影响前馈信号的增益、其是HDD100经受的环境温度、还是由HDD 100产生的内部温度。
磁道密度和TPI的增加快速地接近用于维持合理访问性能的现今伺服系统的极限。现今的伺服系统的带宽不与增加的TPI等量地增加。对于为电气装置上的温度效果而偏移前馈信号，温度感测不再像原来那样有效。已经发
现随着较高的TPI需求，温度不再是VCM 142和控制模块210所经历的搜索稳定时间中的变化的主要因素(primary contributor )。
包括HSA 120的硬件中的变化和包括控制才莫块210的电气装置中的变化现在已经变为HSA120的稳定时间的变化的主要原因。由于制造容限，HSA120的质量和振动特性可能在各个HSA之间不同。由于对于包括控制模块210的电气部件的类似的容限，驱动特性可能在各个控制模块之间不同。包括控制模块210的电气部件中的容限对于在访问数据磁道135的同时提供用于最小化HSA 120的过冲(overshoot)和下沖(undershoot)的精确的前馈信号带来挑战。
物理描述
参考图2，根据一个实施例呈现控制模块210的示意图200。控制模块210具有配置用于从参考模型205接收前馈信号(FFS ) 207的FFS输入端口217。参考模型205是HSA 120的理想化模型，其包括本领域技术人员熟知和理解的二重积分器(double integrator )。参考模型205的输出包括FFS 207和参考位置信号214。 FFS 207使得VCM 142能够将HDD滑触头125和^磁换能器123移动到符合数据磁道135的目标位置。参考位置信号214限定磁换能器123移动到的目标位置。在磁换能器123从数据磁道135移动到另一个时，参考位置信号214的值随时间改变。在磁换能器123正在磁道跟踪以便从数据磁道135读数据和将数据写到数据磁道135时，参考位置信号214的值是常数且是固定的。还由基于在参考位置信号214和位置误差信号212之间的差的反馈信号调制VCM 142的驱动信号。以反馈信号驱动VCM 142是本领域技术人员熟知和理解的。
控制模块210具有配置用于从比较器211接收循迹误差信号(TrackingError Signal, TES)213的输入端口 215。比较器211比较位置误差信号(PES )212与参考位置信号214。从与HDD滑触头125耦合的磁换能器123接收PES212。 PES 212传递HDD滑触头125和;兹换能器123关于数据^磁道135的实际位置。PES 212、 TES 213和用于根据HDD滑触头125和磁换能器123关于数据磁道135的实际位置来驱动VCM 142的它们的使用是本领域技术人员熟知和理解的。通过继续参考图2,并根据所呈现的实施例，控制模块210包括误差计
算器模块250。误差计算器模块250被配置用于确定在响应于第一 FFS 207 所估计的循迹误差信号和响应于第一FFS 207在数据磁道135上磁换能器123 的实际到达时间的TES 213之间的差。由PES 212的量值来确定在数据-兹道 135上磁换能器123的实际到达时间。
为了描述具体表现的主题的目的，术语"信号"是指在实体之间(例如， 磁换能器和A/E模块之间)传送的数据内容。术语"波形"是指信号的形状， 比如在图4、 5、 6和7中呈现的那些形状(波形)。
根据所呈现的实施例，误差计算器模块250包括配置用于在磁换能器123 的搜索和稳定期间二重积分和滤波FFS 207和添加反馈补偿的效果的FFS 二 重积分器加滤波器255。通过二重积分器加滤波器255的FFS 207的滤波产生 了与HDD滑触头125耦合的磁换能器123的估计位置。根据所呈现的实施例， 误差计算器模块250包括增益差计算器220和相位差计算器240。增益差计 算器220和相位差计算器240被配置用于基于第一 FFS 207，从/磁换能器123 的估计位置和当磁换能器123到达盘片表面130上数据磁道135的目标位置 时的TES213计算增益误差和相位误差。
根据所呈现的实施例，增益差计算器220包括增益滤波器225。增益滤 波器225包括至少一个相乘节点222。根据所呈现的另一实施例，增益滤波 器225包括至少一个相加节点224。增益滤波器225被配置用于基于第一 FFS 207估计当参考模型205的增益不同于实际值时的循迹误差波形。虽然实际 增益值不是已知的，但TES213在参考模型205匹配实际增益值时变为最小。 当参考模型205的增益偏离确定量时，TES 213变为非零。产生的TES 213 等于从与增益差相乘的FFS 207的波形、标称参考模型205的特性和反馈补 偿的效果所计算的一个。增益滤波器225的输入是FFS 207,且增益滤波器 225的特性包括参考模型205和反馈补偿的特性。增益滤波器225的输出是 由于参考模型205的增益误差所估计的循迹误差信号257,且其量值在参考 模型205的增益从实际增益值偏离时变得更大。
根据所呈现的实施例，相位差计算器240包括相位滤波器245。相位滤 波器245包括至少一个相乘节点242。才艮据所呈现的另一实施例，相位滤波 器245包括至少一个相加节点244。相位滤波器245被配置用于当参考模型 205的相位或时间延迟不同于实际值时，基于第一FFS 207估计循迹误差波形。虽然实际相位值不是已知的，但是当参考模型205匹配实际相位值时TES 213变为最小。当参考模型205的相位偏离确定量时，TES213变为非零。产 生的TES 213等于从与相位差相乘的FFS 207的波形、标称参考模型205的 特性和反馈补偿的效果所计算的一个。相位滤波器245的输入是FFS207,且 相位滤波器245的特性包括参考模型205和反馈补偿的特性。相位滤波器245 的输出是由于参考模型205的相位误差所估计的循迹误差信号259,且其量 值在参考模型205的相位从实际相位值偏离时变得更大。
增益滤波器225和相位滤波器245在它们的配置方面可以类似。相乘节 点222和相乘节点242在它们的配置方面可以类似。相加节点224和相加节 点244在它们的配置方面可以类似。
根据所呈现的实施例，控制模块210包括误差比较器260。误差比较器 260被配置用于接收和比较由于增益误差所估计的循迹误差信号257和由于 从FFS 二重积分器加滤波器255和/或误差计算器模块250接收到的相位和/ 或增益误差所估计的循迹误差信号259。
根据所呈现的实施例，误差比较器260被配置用于通过计算在所估计的 循迹误差信号257和TES 213之间的相关性，以及在所估计的循迹误差信号 259和TES 213之间的相关性，来从实际值计算增益和相位差。误差比较器 260包括所估计的循迹误差波形接收器263和实际循迹误差波形接收器265。 所估计的循迹误差波形接收器263被配置以从误差计算器模块250接收所估 计的循迹误差信号(257, 259)。实际循迹误差波形接收器265被配置以经由 输入端口 215从数据》兹道135上的磁换能器123接收TES 213。
根据所呈现的实施例，控制模块210具有FFS调整器模块270，其被配 置用于调整第二 FFS 207的增益和相位。FFS调整器模块270被配置以响应 于第一FFS 207,基于来自相关性计算器267的输出调整第二FFS207。来自 相关性计算器267的输出包括在响应于所述第一 FFS 207所估计的循迹误差 信号(257, 259)和磁换能器123的所述实际循迹误差信号之间的差。
根据所呈现的另 一实施例，控制模块210包括增益相加节点262和相位 相加节点264。增益相加节点262被配置以从误差比较器260接收增益相关 值，并基于由误差比较器260执行的比较，发送和添加增益相关值到FFS调 整器模块270内的FFS增益调整器280。相位相加节点264被配置以从误差 比较器260接收相位相关值，并基于由误差比较器260执行的比较，发送和添加相位相关值到FFS调整器模块270内的FFS相位调整器230。
根据所呈现的实施例，控制模块210具有配置用于通信地与参考模型205
和第二FFS 207耦合的FFS调整输出端口 290。 FFS调整输出端口 290被配
置以从FFS调整器模块270接收增益调整和/或相位调整，并将增益调整和/
或相位调整发送到参考模型205和第二 FFS 207。
根据所呈现的另一实施例，控制模块210包括配置用于计算在实际循迹
误差信号和所估计的循迹误差波形之间的相关性的相关性计算器267 。
操作
图3是图示根据所呈现的实施例的调整用于在搜索操作期间的搜索控制 的前馈信号的处理300的流程图。本领域4支术人员将理解，此具体表现的主 题的实施例有益于对于伺服系统可操作的各种机构。为了简短和清楚起见， 将使用HDD以示范此具体表现的主题的实施例。处理300是动态的处理，且 在伺服系统(如，硬盘驱动器中的伺服系统)处于操作中时执行。
前馈信号和参考位置信号由作为伺服系统的理想化模型的参考模型产 生，所述参考模型采用标称操作条件、标称部件性能和标称部件容限。来自 在伺服系统的控制下的部件(例如，HDD滑触头和磁换能器)的位置误差信 号向伺服系统传送基于前馈信号已经移动到预先限定的数据磁道的HDD滑 触头和磁换能器的实际位置。根据本实施例的实施例，调整前馈信号用于后 续的前馈信号使得音圈电机能够将滑触头定位在数据磁道上。
根据所呈现的实施例，调整前馈信号用于HDD滑触头和磁换能器的后 续移动包括调整前馈信号的相位和/或增益。是否调整相位和/或增益取决于循 迹误差信号与由于相位和/或增益误差所估计的循迹误差波形的相关性。所估 计的循迹误差波形是从在前的前馈信号的二重积分和滤波导出的。
在一个实施例中，处理器和电气部件在计算机可读和计算机可执行指令 的控制下执行处理300。例如，计算机可读和计算机可执行指令驻留于数据 存储特征中，比如计算机可用的易失性和非易失性存储器。但是，计算机可 读和计算机可执行指令可以驻留在任意类型的计算机可读介质中。虽然在处 理300中公开了特定部件，但是这种部件是用于执行处理300的部件的示例。 也就是说，此具体表现的主题的实施例很好地适于执行在图3中列举的各个 其他部件或部件的变化。在本实施例内，将理解，处理300的部件可以通过
12软件、通过硬件、通过装配机构、通过人的互动、或通过软件、硬件、装配 机构和人的互动的任意组合来执行。
将参考图1和图2所示的元件描述处理300。
在一个实施例中，如处理300的元件310处所示，从参考才莫型205接收 第一前馈信号(FFS) 207。将FFS 207与盘片表面130上的数据;兹道135的 位置相关联。FFS 207包括通信地与VCM 142耦合由此向VCM 142供能以 精确地移动HDD滑触头125和相关联的磁换能器123穿过盘片表面130从而 搜索数据磁道135的电流。
在一个实施例中，如在处理300的元件320处所示，基于第一 FFS 207 以VCM 142和滑触头125搜索数据磁道135。 VCM 142接收符合由参考模型 205估计的加速度的第一 FFS 207中的电流，以移动HSA 120，使得HDD滑 触头125和磁换能器123搜索期望的数据磁道135。
在一个实施例中，如在处理300的元件330处所示，从比较器211接收 TES213,所述比较器211将从PES212导出的实际位置与来自参考模型205 的参考位置信号214进行比较。从与HDD滑触头125耦合的磁换能器123 接收PES 212。 PES212与盘片表面130上数据磁道135的实际位置相关联。 响应于VCM 142基于FFS 207搜索数据磁道135来产生PES 212。本领域技 术人员熟知并理解可以分析比如PES 212之类的反馈信号以获得实际;兹道位 置、实际的搜索-稳定时间、实际加速度和HDD滑触头125的运动的增益。
在一个实施例中，如在处理300的元件335处所示，对于从TES213导 出的实际到达时间和从误差计算器模块250接收的所估计的循迹误差信号 (257， 259)计算相位和增益差。在另一实施例中，如在处理300的元件352 处所示，在/f兹换能器123的搜索和稳定期间将第一FFS207二重积分和滤波。 本领域技术人员很好地理解加速度(比如第一FFS 207的加速度分量)的第 一积分产生速度。速度的积分(加速度的第二或二重积分)产生位置。根据 所呈现的实施例，将第一FFS 207积分两次以导出估计磁换能器123移动到 的位置，并进行滤波以模拟现有反馈环的效果。
在一个实施例中，处理300的元件335包括元件354，其中从二重积分 并滤波的第一FFS 207计算参考模型205的相位差和增益差。在响应于第一 FFS 207完成磁换能器123的搜索和稳定之后计算参考模型205的相位和增益 差。从由于相位误差所估计的稳定误差波形和在数据磁道135上磁换能器123的实际到达波形来计算参考模型205的相位差。从第一FFS 207的二重积分 和滤波导出由于相位误差所估计的稳定误差波形。从在参考位置信号214和 PES 212之间的差导出在数据磁道135上箱t:换能器123的到达的实际波形。 从由于增益误差所估计的稳定误差波形和^v在参考位置信号214和PES 212 之间的差导出的磁换能器123的到达的实际波形来计算对于磁换能器123的 运动的增益差。
在一个实施例中，处理300的元件354包括元件360,其中将从第一FFS 207的二重积分和滤波导出的磁换能器123的估计位置与从PES 212导出的 磁换能器123的实际位置相比较。
根据所呈现的实施例，元件360包括元件362，其中在磁换能器123的 搜索和稳定期间将从参考模型205接收的第一FFS 207二重积分。在这种情 况下，如果在第一FFS207存在相位和/或增益误差，则模拟位置误差信号。
根据所呈现的实施例，元件360包括元件366,其中在循迹误差信号 (TES )的实际循迹误差波形和由于相位和/或增益差所估计的循迹误差波形 之间计算相关性。
在一个实施例中，处理300的元件354包括元件370，其中#4居在元件 360内执行的比较确定相位差和/或增益差。
参考图4，并根据所呈现的实施例，图400呈现位置误差信号的实际循 迹误差波形410,其中参考模型205的增益不同于实际增益值。参考图5，并 根据所呈现的实施例，图500呈现位置误差信号的实际循迹误差波形510， 其中参考模型205的相位不同于实际相位值。在实际循迹误差波形410和实 际循迹误差波形510的检查中，可以在它们的波峰和波谷的量值和定时中看 到差值。
参考图6，并根据所呈现的实施例，图600呈现从FFS 207导出的所估 计的增益循迹误差波形610。所估计的增益循迹误差波形610是相对于其中 磁换能器123将稳定在数据磁道135上的时间绘制的、从FFS 207滤波的加 速度分量。所估计的增益循迹误差波形610在搜索期间呈现所估计的磁道误 差，其中参考模型205的增益不同于实际增益值。
参考图7，并根据所呈现的实施例，图700呈现从FFS 207导出的所估 计的相位循迹误差波形710。所估计的相位循迹误差波形710是相对于其中 磁换能器123将稳定在数据磁道135上的由参考模型205所估计的时间绘制的、从FFS 207滤波并二重积分的加速度分量。所估计的相位循迹误差波形 710在搜索期间呈现所估计的循迹误差，其中参考模型205的相位不同于实 际值。
在所估计的增益循迹误差波形610和所估计的相位循迹误差波形710的 检查中，在它们的波峰和波谷的量值和定时中可以看到差值。
在一个实施例中，如在处理300的元件366处所示，计算实际循迹误差 波形关于所估计的循迹误差波形的相关性。计算出的相关性将指示实际循迹 误差波形多么类似所估计的增益循迹误差波形(比如所估计的增益循迹误差 波形610),或多么类似所估计的相位循迹误差波形(比如所估计的相位循迹 误差波形710)。
在一个实施例中，如在处理300的元件370处所示，才艮据相关性元件366 的结果确定相位差和增益差。根据相关性元件366确定增益和相位的至少一 个所估计的循迹误差波形。将响应于FFS 207的至少一个实际循迹误差波形 与由于增益和相位误差的至少一个所估计的循迹误差波形相比较。例如，将 实际循迹误差波形(410， 510)与所估计的增益循迹误差波形610相比较， 并与所估计的相位循迹误差波形710相比较。；险查中，可以进行实际循迹误 差波形410与所估计的增益循迹误差波形610的近似匹配。检查中，可以进 行实际循迹误差波形510与所估计的相位循迹误差波形710的近似匹配。在 元件366计算的相关性将量化在波形之间的匹配。
在一个实施例中，如在处理300的元件356处所示，实际循迹误差波形 (410, 510)可能不与所估计的增益循迹"i吴差波形610或所估计的相位循迹 误差波形710合理的近似匹配。有可能与所估计的增益循迹误差波形610和 所估计的相位循迹误差波形710两者的组合存在近似匹配。在元件366计算 的相关性将量化在实际循迹误差波形(410, 510)与所估计的增益循迹误差 波形610和/或与所估计的相位循迹误差波形710之间匹配的量。
在另一实施例中，如在处理300的元件356处所示，将在元件354计算 的相位和/或增益差与预先限定并驻留在HDD 100的电气部件165中的至少一 个所估计的循迹误差波形相比较。
在一个实施例中，如在处理300的元件358处所示，在元件354计算的 相位差和/或增益差被加到第二 FFS 207。
在另一实施例中，处理300的元件358包4舌元件380，其中当在元件370
15计算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所估计的循迹误差波形之间没有类
似性时将空值加到第二 FFS 207。被加到第二 FFS 207的空值不改变从来自第 一FFS 207的第二FFS 207产生的实际循迹误差波形。例如，在元件370计 算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所估计的相位循迹误差波形之间没有 类似性，造成空值被加到第二FFS 207的相位。在另一示例中，在元件370 计算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所估计的增益循迹误差波形之间没 有类似性，造成空值被加到第二 FFS 207的增益。
在另一实施例中，处理300的元件358包4舌元件384，其中当在元件370 计算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所估计的循迹误差波形之间的正相 关性时，将负值加到第二FFS 207。 ^:加到第二FFS 207的负值改变>^人第二 FFS 207产生的实际循迹误差波形，以使得从第二 FFS 207产生的实际循迹误 差波形在量值上变为最小。例如，在元件370计算的相关性呈现在实际循迹 误差波形和所估计的相位循迹误差波形之间的正相关性。因此负值被加到第 二 FFS 207的相位，且使得来自第二 FFS 207的实际循迹误差波形在量值上 为最小。在另一示例中，在元件370计算的相关性呈现在实际循迹误差波形 和所估计的增益循迹误差波形之间的正相关性。因此负值被加到第二FFS207
的增益，且使得来自第二FFS207的TES的实际循迹误差波形在量值上为最
在另一实施例中，处理300的元件358包4舌元件388,其中当在元件370 计算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所估计的循迹误差波形之间的负相 关性时将正值加到第二 FFS 207。被加到第二 FFS 207的正值改变从第二 FFS 207产生的实际循迹误差波形，以^f吏得从第二 FFS 207产生的实际循迹误差波 形在量值上是最小。例如，在元件370计算的相关性呈现在实际循迹误差波 形和所估计的相位循迹误差波形之间的负相关性。因此正值被加到第二 FFS
207的相位，且使得来自第二 FFS 207的实际相位循迹误差波形在量值上为最 小。在另一示例中，在元件370计算的相关性呈现在实际循迹误差波形和所 估计的增益循迹误差波形之间的负相关性。因此正值被加到第二 FFS 207的 增益，且使得来自第二FFS207的实际增益循迹误差波形在量值上为最小。
本主题在各个本实施例中提供了用于在搜索操作期间调整前馈信号的方 法和设备。本主题的各个实施例使得能够通过使用在前的前馈信号及其与产 生的循迹误差波形的估计的相关性来精确地调整前馈信号。通过将前馈信号的调整基于伺服系统(即，音圈电机、悬架、滑触头、控制模块和电气部件) 的性能，取消和废除了伺服系统的容限。
本主题的实施例使得能够获得比已经可能的音圈电机操作的更高程度的 精确性。通过以基于实际伺服系统性能的方式调整循迹误差波形的相位以及 增益，可以大大地减少数据,兹道上》兹换能器的过沖和下冲。
由本主题的实施例实现的改进的结果是具有更短的等待时间和更快的搜
索-稳定时间的HDD。使用本主题的实施例的HDD的用户将能够更快地操作 更多数据。
已经为了图示和描述的目的呈现了本主题的特定实施例的前述描述。其 并非旨在排他，或将本主题限制到所公开的精确形式，且根据上述教导很多
修改和变更是可能的。选择并描述在这里描述的实施例以最好地解释本主题 的原理和其实际应用，以由此使得本领域4支术人员能够以适于所期待的特别 使用的各种修改来最好地利用本主题和各个实施例。本主题的范围旨在由所 附到此的权利要求及其等效物所限定。
权利要求
1.一种硬盘驱动器控制模块，包括前馈信号输入端口，其通信地与参考模型耦合；循迹误差信号输入端口，其通信地与所述硬盘驱动器的磁换能器耦合；误差计算器模块，被配置用于确定在响应于第一前馈信号所估计的循迹误差信号和响应于所述第一前馈信号的所述磁换能器的实际循迹误差信号之间的差；前馈信号调整器模块，被配置用于基于在响应于所述第一前馈信号的所述所估计的循迹误差信号和所述磁换能器的所述实际循迹误差信号之间的所述差，来调整第二前馈信号的增益和相位；和前馈信号调整输出端口，其通信地耦合到所述第二前馈信号。
2. 如权利要求1所述的硬盘驱动器控制模块，其中，所述误差计算器模块包括前馈信号二重积分器，被配置用于在^F兹换能器的搜索和稳定期间二重积分和滤波所述第一前馈信号，产生所述磁换能器的所估计的位置；增益差计算器，被配置用于在基于所述第一前馈信号完成所述磁换能器的搜索和稳定之后，根据所述二重积分和滤波的第一前馈信号计算增益误差；和相位差计算器，被配置用于在基于所述第一前馈信号完成所述^ 兹换能器的搜索和稳定之后，根据所述二重积分和滤波的第一前馈信号计算相位误差。
3. 如权利要求1所述的硬盘驱动器控制模块，进一步包括，误差比较器，被配置用于将来自所述二重积分和滤波的第一前馈信号的所述增益误差和所述相位误差，与由于增益误差所估计的循迹误差波形和由于相位误差所估计的循迹误差波形进行比较；增益相加节点，被配置用于基于由所述误差比较器执行的比较，将所述增益误差加到所述第二前馈信号的增益；和相位相加节点，被配置用于基于由所述误差比较器执行的比较，将所述相位误差加到所述第二前馈信号的相位。
4. 如权利要求2所述的硬盘驱动器控制模块，其中，被配置用于计算增益误差的所述增益差值计算器包括滤波器，被配置用于基于所述第一前馈信号，从所述二重积分和滤波的第 一前馈信号估计由于所述增益误差造成的循迹误差波形。
5. 如权利要求2所述的硬盘驱动器控制模块，其中，被配置用于计算相位误差的所述相位差值计算器包括滤波器，被配置用于基于所述第一前馈信号，从所述二重积分和滤波的第 一前馈信号估计由于所述相位误差造成的循迹误差波形。
6. 如权利要求3所述的硬盘驱动器控制模块，其中，所述误差比较器包括所估计的循迹误差波形接收器；和实际循迹误差波形接收器。
7. 如权利要求3所述的硬盘驱动器控制模块，其中，所述误差比较器进一步包括相关性计算器，被配置用于计算在实际循迹误差信号和所估计的循迹误差波形之间的相关性。
8. —种用于在搜索操作期间调整前馈信号的方法，所述前馈信号使得音圈电机能够将磁换能器定位在数据磁道上，所述方法包括从与所述数据磁道的位置相关联的参考模型接收第一前馈信号；从耦合到滑触头的磁换能器接收从位置误差信号导出的循迹误差信号；基于所述第一前馈信号以所述音圈电机和所述滑触头搜索所述数据^兹道；根据由所述循迹误差信号指示的实际值，以及从自所述参考模型接收的所述第一前馈信号导出的所估计的循迹误差信号，计算所述参考模型的相位差；和将所述相位差加到第二前馈信号。
9. 如权利要求8所述的方法，进一步包括在所述音圈电机和所述滑触头的搜索和稳定期间二重积分和滤波所述第一前馈信号。
10. 如权利要求8所述的方法，进一步包括滤波所述第一前馈信号；在响应于所述第一前馈信号完成所述^兹换能器的所述搜索和所述稳定之后，根据所述二重积分和滤波的第一前^t信号计算相位差和增益差；比较所迷相位差和增益差；和基于所述比较将所述相位差和所述增益差加到所述第二前馈信号的相应的增益和相位。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述计算相位差和增益差的步骤包括比较所迷磁换能器的所估计的循迹误差与所述磁换能器的实际循迹误差的步骤包括；二重积分和滤波所述第 一前馈信号以从所述参考模型确定所估计的循迹误差；和确定在基于所述前馈信号的所述实际循迹误差信号波形与基于所述参考模型的所述所估计的循迹误差信号波形之间的所述相位差和所述增益差。
12. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述计算相位差和增益差的步骤包括计算在实际循迹误差波形和所估计的循迹误差波形之间的相关性。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述将所述相位差和所述增益差加到第二前馈信号的步骤包括当所述相关性呈现在所述实际循迹误差波形与所述所估计的循迹误差波形之间没有类似性时，将空值加到所述第二前馈信号。
14. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述将所述相位差和所述增益差加到第二前馈信号的步骤包括当在所述实际循迹误差波形与所述所估计的循迹误差波形之间的所述相关性为正时，将负值加到所述第二前馈信号。
15. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述将所述相位差和所述增益差加到第二前馈信号的步骤包括当在所述所估计的循迹误差波形与所述实际循迹误差波形之间的所述相关性为负时，将正值加到所述第二前馈信号。
全文摘要
公开了调整用于搜索操作期间搜索控制的前馈信号的设备和方法。硬盘驱动器控制模块具有通信地与参考模型耦合的前馈信号输入端口。硬盘驱动器控制模块具有通信地与硬盘驱动器的磁换能器耦合的循迹误差信号输入端口。硬盘驱动器控制模块具有配置用于确定在响应于第一前馈信号所估计的循迹误差信号和响应于第一前馈信号的磁换能器的实际循迹误差信号之间的差的误差计算器模块。硬盘驱动器控制模块具有配置用于基于在响应于第一前馈信号所估计的循迹误差信号和磁换能器的实际循迹误差信号之间的差来调整第二前馈信号的增益和相位的前馈信号调整器模块。硬盘驱动器控制模块具有通信地耦合到第二前馈信号的前馈信号调整输出端口。
文档编号G11B5/596GK101676996SQ20091017590
公开日2010年3月24日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月18日
发明者仙波哲夫 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司