专利名称：磁盘设备及磁头控制方法
磁盘设备及磁头控制方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2011年9月20日提交的在先日本专利申请No. 2011-205393并要求 其优先权，该申请的全部内容在此弓I入作为参考。技术领域
各实施例基本上涉及磁盘设备和磁头控制方法。
背景技术：
磁头位置误差信号用于控制磁盘设备的磁头的位置和速度。通过再现磁盘表面上 的伺服扇区中包括的伺服信息来获得磁头位置误差信号。但是，当磁头在卸载操作期间进 入斜面机构(ramp mechanism)之后,无法获得磁头位置误差信号。
在卸载操作期间，使用反电动势估计磁头的速度，使得即使在斜面机构内也可以 控制磁头的速度。通过声控马达生成反电动势。发明内容
本发明的各实施例提供了一种磁盘设备和一种包括在所述磁盘设备中的磁头的 控制方法，所述实施例能够在磁头的卸载操作期间提高磁盘设备的安静度。
根据一个实施例，一种磁盘设备包括磁头、线圈、驱动电路、检测器、第一计算单 元、生成单元、第一估计单元以及控制电路。所述磁头将信息写入信息存储介质以及从信息 存储介质读出信息。所述线圈马达包括在两端具有端子的线圈以移动所述磁头。所述驱动 电路驱动所述线圈马达。所述检测器检测跨所述线圈的端子间电压。所述第一计算单元使 用所述端子间电压计算跨所述线圈的反电动势。所述生成单元生成目标速度作为所述磁头 的移动速度的基准值。所述第一估计单元使用所述反电动势针对每个采样时刻估计所述磁 头的第一速度以及所述第一速度的误差。所述第一估计单元针对紧接所述采样时刻之后的 相继采样时刻估计第二速度以减小所述误差。所述控制单元计算控制指令以使所述第二速 度接近于所述目标速度。
根据另一实施例，描述了一种包括在磁盘设备中的磁头的控制方法。所述设备包 括磁头、线圈、驱动电路、检测器、第一计算单元、生成单元、第一估计单元以及控制电路。 所述磁头将信息写入信息存储介质以及从信息存储介质读出信息。所述线圈马达包括在两 端具有端子的线圈以移动所述磁头。所述驱动电路驱动所述线圈马达。所述检测器检测跨 所述线圈的端子间电压。所述第一计算单元使用所述端子间电压计算跨所述线圈的反电动 势。所述生成单元生成目标速度作为所述磁头的移动速度的基准值。所述第一估计单元使 用所述反电动势估计所述磁头的第一速度以及所述第一速度的误差。所述第一估计单元估 计第二速度以减小所述误差。所述控制单元计算控制指令以使所述第二速度接近于所述目 标速度。
所述方法包括以下步骤
检测跨所述线圈的所述端子间电压；计算跨所述线圈的所述反电动势，所述第一计算单元使用所述端子间电压来计算所述反电动势；生成所述目标速度，所述生成単元生成所述目标速度，所述目标速度用作所述磁头的移动速度的基准值；估计所述第一速度和所述误差，所述第一估计单元使用所述反电动势来估计所述第一速度和所述误差；估计所述第二速度，所述第一估计单元估计所述第二速度以减小所述误差；以及计算所述控制指令以使所述第二速度接近于所述目标速度，所述控制単元计算所述控制指令。因此，所述实施例在磁头的卸载操作期间提高了磁盘设备的安静度。
在阅读以下详细说明和參考附图之后，本公开的各方面将变得显而易见，这些附图是图1是示出根据第一实施例的磁盘设备的示意性配置图；图2是示出根据所述第一实施例的磁盘设备的音圈电动机的等效电路图；图3是示出根据所述第一实施例的磁盘设备的MPU的系统配置图；图4是示出目标速度的一个实例的示意图；图5是说明根据所述第一实施例的磁盘设备的MPU的操作的方块图；图6是示出函数f (d)的一个实例的示意图；图7A和7B是分别示出在所述实施例和背景技术中的卸载操作期间麦克风的输出的时间历史的示意图；图8是说明根据所述第一实施例的修改的磁盘设备的MPU的方块图；以及图9A和9B是分别示出在所述实施例和背景技术中的卸载操作期间磁头的速度的时间历史的示意图。
具体实施例方式以下将描述所述实施例。第一实施例图1是示出根据第一实施例的磁盘设备的示意性配置图。图2是根据所述第一实施例的磁盘设备的音圈电动机(以下称为“VCM”)4的等效电路图。图1的磁盘设备包括磁头I，用于将信息写入信息存储介质5以及从信息存储介质5读出信息，信息存储介质5例如是具有多个伺服扇区的磁盘；臂2，用干支撑磁头I ;VCM4，用于移动磁头I ;VCM驱动电路7，用于驱动VCM 4 ;检测器8，用于检测VCM 4中的线圈端子间电压；存储器9 ;以及MPU 10，用于在卸载操作期间执行速度控制。在臂2的一端支撑磁头I。当VCM 4围绕旋转轴3旋转臂2时，磁头I以径向方向在由主轴马达(未示出)所旋转的磁盘5的表面上移动，由此完成寻找(seek)操作和跟踪(follow)操作。
磁头I可以将信息写入磁盘5的任何给定位置和从磁盘5的任何给定位置读出信息。在正常寻找操作和跟踪操作中，MPU 10使用从伺服信息获得的位置误差信号来执行磁头I的定位控制。例如，当冲击检测传感器(未示出)检测到施加于磁盘设备的冲击时，或者当用户关闭设备时，MPU 10将控制系统从上述的定位控制切換到速度控制，由此执行其中将磁头I收回到斜面机构6的卸载操作。当指示从卸载状态恢复到加载操作或者当用户接通设备的电源吋，MPU 10执行磁头I的速度控制以取代定位控制以便实现寻找操作和跟踪操作，以将磁头I从斜面机构6移动到磁盘5的上方。例如，VCM 4是具备彼此相对布置的磁体和线圈的线圈马达。磁体被固定到基座。将线圈提供给轴向支撑的臂2。当电流通过线圈吋，VCM用作将旋转力施加于臂2的致动器，g卩，驱动臂2。VCM 4可被示为使用如图2中所示的等效电路图。L、Rvcffl以及Rs分别表示电感、线圈电阻以及感测电阻器。Vb6mf、IV 、Vni6as以及V。分别表示反电动势、通过线圈的电流(以下称为线圈电流)、可检测的线圈端子间电压，以及线圈与感测电阻器之间的电压。VCM驱动电路7在定位控制和速度控制中的任一情况下都接收到来自MPU 10的指令电压以使线圈电流Irai通过线圏，由此驱动臂2。VCM驱动电路7包括电流反馈电路。VCM驱动电路7与VCM 4分离。实际上，VCM驱动电路7和VCM 4彼此相连。相应地，VCM 4的线圈可以被包括在VCM驱动电路7的一部分中。检测器8检测线圈端子间电压V_s。在所述实施例中，将检测器8称为单元。备 选地，可以作为VCM驱动电路7的一部分提供检测器8。将參考图3至图5描述根据所述实施例的磁盘设备的MPU 10的系统配置和操作。在所述实施例中，将针对寻找操作和跟踪操作采用背景技木。以下将描述卸载操作。图3是根据所述第一实施例的磁盘设备的MPU 10的配置图。MPU 10具备(作为模块)生成単元20，用于生成磁头I的目标速度(以下称为目标速度)；反电动势计算单元30，用于计算跨线圈的反电动势；扰动估计单元40，用于估计施加于磁头I的速度扰动；速度估计单元，用于估计磁头I的速度；以及速度控制单元，用于控制磁头I的速度。(总体上)生成単元20针对每个控制周期生成磁头I的目标速度以将目标速度输入以下描述的速度控制单元60。卸载操作期间的目标速度可以预先存储在存储器9中。图4示出了存储在存储器9中的目标速度的一个实例。在图4中，当磁头I在磁盘5的表面上方时，磁头I在时间0开始卸载操作。磁头I以固定速度移动到磁盘5的外缘，并在时间tl乘上斜面机构6 (区域X)。磁头I朝向斜面机构6内部的制动器(未示出)移动，以在时间t2到达制动器(区域Y)。在被压向制动器一段时间后，磁头I静止以结束卸载操作(区域Z)。反电动势计算单元30针对每个控制周期根据线圈端子间电压Vmeas和线圈电阻值Rvcm计算线圈的反电动势Vtemf。
扰动估计单元40针对姆个控制周期估计施加于磁头I的扰动以计算參数Rk。参数Rk针对每个控制周期调整以下描述的速度控制中的控制带宽。參数Rk还表明了在估计磁头I的速度时对包含在反电动势中的扰动的考虑程度。速度估计单元50使用反电动势Vbemf和上述參数Rk估计状态变量以针对姆个控制周期最小化状态变量的误差。在此，通过包括磁头I的速度和施加于磁头I的扰动作为其分量的向量来表达该状态变量。速度控制单元60使用由速度估计单元50估计的状态变量来计算每个控制周期的控制指令％，由此使磁头I的速度接近于目标值生成単元20所生成的磁头I的目标速度。将參考用于描述图5中所示的MPU 10的操作的方块图来详细说明相应模块。反电动势计算单元当控制周期花费的时间间隔足以衰减电感引起的电压以消除电感项的影响时，由下式表达反电动势Vbeailf [等式I]
权利要求
1.一种磁盘设备，包括 磁头，用于将信息写入信息存储介质以及从信息存储介质读出信息； 线圈马达，其包括在两端具有端子的线圈，所述线圈马达移动所述磁头； 驱动电路，用于驱动所述线圈马达； 检测器，用于检测跨所述线圈的端子间电压； 第一计算单元，用于使用所述端子间电压计算跨所述线圈的反电动势； 生成单元，用于生成目标速度作为所述磁头的移动速度的基准值； 第一估计单元，用于使用所述反电动势估计所述磁头的第一速度以及所述第一速度的误差，所述第一估计单元估计第二速度以减小所述误差；以及 控制单元，用于计算控制指令以使所述第二速度接近于所述目标速度。
2.根据权利要求1的设备，还包括 第二估计单元，用于估计施加于所述磁头的扰动； 检测器，用于使用所述扰动检测所述磁头在所述磁头的卸载期间至斜面机构的到达； 第二计算单元，用于使用所述检测器的检测结果计算用于调整所述扰动的参数； 第一更新单元，用于使用所述参数更新增益以便减小所述误差； 第三计算单元，用于使用所述控制指令计算所述第一速度的预测值；以及 第二更新单元，用于使用所述预测值和所述参数更新所述第二速度的估计值。
3.根据权利要求2的设备，还包括 第四计算单元，用于计算抵消施加于所述磁头的所述扰动的信号；以及第五计算单元，用于通过将所述控制指令和所述信号相加来计算用于所述驱动电路的驱动指令。
4.根据权利要求1的设备，还包括 第六计算单元，用于使用所述磁头的所述移动速度计算所述磁头的位置，所述生成单元使用所述位置来生成所述目标速度。
5.根据权利要求3的设备，还包括 第六计算单元，用于使用所述磁头的所述移动速度计算所述磁头的位置，所述生成单元使用所述位置来生成所述目标速度。
6.一种包括在磁盘设备中的磁头的控制方法， 所述设备包括 磁头，用于将信息写入信息存储介质以及从信息存储介质读出信息； 线圈马达，其包括在两端具有端子的线圈，所述线圈马达移动所述磁头； 驱动电路，用于驱动所述线圈马达； 检测器，用于检测跨所述线圈的端子间电压； 第一计算单元，用于使用所述端子间电压计算跨所述线圈的反电动势； 生成单元，用于生成目标速度作为所述磁头的移动速度的基准值； 第一估计单元，用于使用所述反电动势估计所述磁头的第一速度以及所述第一速度的误差，所述第一估计单元估计第二速度以减小所述误差；以及 控制单元，用于计算控制指令以使所述第二速度接近于所述目标速度， 所述方法包括检测跨所述线圈的所述端子间电压； 计算跨所述线圈的所述反电动势，所述第一计算单元使用所述端子间电压来计算跨所述线圈的所述反电动势； 生成所述目标速度，所述生成单元生成所述目标速度，所述目标速度用作所述磁头的移动速度的基准值； 估计 所述第一速度和所述误差，所述第一估计单元使用所述反电动势来估计所述第一速度和所述误差； 估计所述第二速度，所述第一估计单元估计所述第二速度以减小所述误差；以及计算所述控制指令以使所述第二速度接近于所述目标速度，所述控制单元计算所述控制指令。
全文摘要
本发明涉及一种磁盘设备及磁头控制方法。一种磁盘设备，包括磁头、线圈、驱动电路、检测器、第一计算单元、生成单元、第一估计单元以及控制电路。所述检测器检测跨所述线圈的端子间电压。所述第一计算单元使用所述端子间电压计算跨所述线圈的反电动势。所述生成单元生成目标速度作为所述磁头的移动速度的基准值。所述第一估计单元使用所述反电动势估计所述磁头的第一速度以及所述第一速度的误差。所述第一估计单元估计第二速度以减小所述误差。所述控制单元计算控制指令以使所述第二速度接近于所述目标速度。
文档编号G11B5/58GK103021425SQ201210078379
公开日2013年4月3日 申请日期2012年3月22日 优先权日2011年9月20日
发明者高仓晋司, 保中志元, 石原义之 申请人:株式会社 东芝