专利名称：控制设备、盘设备、以及寻道轨迹生成方法
技术领域：
本发明涉及用于将头定位在目标位置的控制设备、盘设备以及寻道轨迹生成方法，并且更具体地涉及一种通过将目标位置轨迹提供给二自由度控制系统来执行寻道控制的控制设备、盘设备、以及用于生成目标位置轨迹的生成方法。
背景技术：
对用于诸如光盘或者磁盘的盘的盘设备，精确地将头定位在目标位置是极为重要的。这种定位控制的示例是寻道控制。
已经公开了具有使受控体移动的驱动单元和控制该驱动单元的计算控制单元的定位控制系统作为现有技术的寻道控制的示例。在此系统中，目标位置、目标速度、以及目标加速度分别由时间相关的固定多项式来表示，并且通过令计算控制单元按规则的采样时间间隔计算目标位置等来控制驱动单元(例如，特许第2657561号公报和特许第2736715号公报)。
已经公开了如下的方法通过将头速度提供给二自由度控制系统，在使用观察器估计该头速度的同时来执行寻道控制(例如，“DSPTechnology in a Hard Disk Drive”，Eiji Okamura，Electronics，1996年11月，38-45页)。
然而，在上述现有技术中，没有描述通过将目标位置轨迹提供给二自由度控制系统来执行的寻道控制。特别地，没有描述实时生成目标位置轨迹的方法。
同时，在二自由度控制系统中，滤波器可以由构成反馈回路的传递函数的反函数构成，以实现其中目标位置轨迹r与观察位置y之间的关系是y/r＝1的理想控制电路。然而，当如此构成滤波器时，无限地放大了高频噪声，因此不可能实现。
另外，在二自由度控制系统中，从目标位置轨迹到观察位置的传递函数可由二阶低通滤波器(LPF)近似。然而，当目标位置轨迹以步进形式变化时，根据二阶LPF的构成，用于驱动头的驱动单元的电流在加速区域与减速区域之间可能不对称，因此寻道控制会花费大量的时间。
发明内容
鉴于上述问题提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种能够使用可以向其提供目标位置轨迹的二自由度控制系统来执行寻道控制的控制设备、盘设备、以及用于生成目标位置轨迹的寻道轨迹生成方法。
本发明的另一目的是提供一种控制设备等，利用控制设备等，即使利用这种二自由度控制系统，也可以缩短头的寻道时间。
为了实现上述目的，本发明是一种用于通过驱动其上载放有头的致动器对头进行定位的控制设备，所述控制设备具有轨迹生成单元，其生成对应于从头的寻道开始时刻起经过的时间的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；合成单元，其对由轨迹生成单元生成的所述三个轨迹进行合成；以及FIR(有限冲击响应)滤波器，用于根据从合成单元输出的合成轨迹生成要提供给二自由度控制单元的目标位置轨迹。
在本发明的控制设备中，二自由度控制单元通过使用目标位置轨迹驱动致动器来对头执行寻道控制。
仍然在本发明的控制设备中，轨迹生成单元生成由从头的移动开始时刻起经过的时间的多项式表示的三个轨迹。
仍然在本发明的控制设备中，所述多项式表示为X3∝(t/T)×(t/T-0.5)×(t/T-1)，X2＝∫X3dt，以及X1＝∫∫X3dt2，其中X3是目标加速度，X2是目标速度，X1是目标位置，t是从寻道开始时刻起经过的时间，T是寻道时间。
仍然在本发明的控制设备中，所述多项式表示为X3∝(t/T)P×(t/T-0.5)×(t/T-1)P，X2＝∫X3dt，以及X1＝∫∫X3adt2，其中X3是目标加速度，X2是目标速度，X1是目标位置，t是从寻道开始时刻起经过的时间，T是寻道时间，并且P是指数。
仍然在本发明的控制设备中，轨迹生成单元生成由矩形波、正弦波以及梯形波中的任何一个表示的三个轨迹。
仍然在本发明的控制设备中，轨迹生成单元具有存储三个轨迹的表，并且通过根据经过时间从该表中读取所述三个轨迹中的每一个来生成所述三个轨迹。
此外，为了实现上述目的，本发明是一种用于在盘上定位头的盘设备，该盘设备具有致动器，用于驱动头；轨迹生成单元，其生成对应于从头的寻道开始时刻起经过的时间的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；合成单元，其对由轨迹生成单元生成的三个轨迹进行合成；FIR滤波器，用于根据从合成单元输出的合成轨迹生成目标位置轨迹；以及二自由度控制单元，其通过使用目标位置轨迹驱动致动器来对头执行寻道控制。
此外，为了实现上述目的，本发明是一种用于生成寻道轨迹以通过驱动其上载放有头的致动器来对所述头进行定位的寻道轨迹生成方法，该方法包括如下步骤生成对应于从头的寻道开始时刻起经过的时间的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；对所生成的三个轨迹进行合成；并且通过FIR滤波器根据经合成的合成轨迹生成要提供给二自由度控制单元的寻道轨迹。
此外，为了实现上述目的，本发明是一种用于通过驱动其上载放有头的致动器来对头进行位置控制的定位控制方法，该方法包括如下步骤生成对应于从头的寻道开始时刻起经过的时间的目标位置、目标速度、以及目标加速度的三个轨迹；对所生成的三个轨迹进行合成；通过FIR滤波器根据经合成的合成轨迹生成寻道轨迹；并且通过在已经向其提供所生成的寻道轨迹的二自由度控制单元中驱动致动器来对头执行寻道控制。
本发明能够提供一种能够使用可向其提供目标位置轨迹的二自由度控制系统来执行寻道控制的控制设备、盘设备以及用于生成目标位置轨迹的寻道轨迹生成方法。
本发明还能够提供一种控制设备等，利用其即使在使用这种二自由度控制系统的情况下也能够缩短头的寻道时间。
图1示出应用了本发明的磁盘设备的构成示例；图2示出记录在磁盘上的位置信号的记录位置的示例；图3示出位置信号记录格式的示例；图4示出当读取位置信号时获得的波形图的示例；图5是寻道操作的例示图；图6A示出二自由度控制系统的构成示例，图6B示出其中图6A近似二阶LPF的构成示例，并且图6C示出包括反函数的控制系统的构成示例；图7示出位置轨迹生成单元的构成示例；图8A和8B示出FIR滤波器的特性的示例；图9示出包括观察器控制系统的二自由度控制系统的构成示例；图10示出二自由度控制系统中的试验结果的示例；图11示出二自由度控制系统中的试验结果的示例；图12示出二自由度控制系统中的试验结果的示例；图13A示出矩形波的示例，并且图13B和13C示出当应用图13A中所示的矩形波时获得的试验结果的示例；图14A示出梯形波的示例，并且图14B和14C示出当应用图14A中所示的梯形波时获得的试验结果的示例；图15A示出正弦波的示例，并且图15B和15C示出当应用图15A中所示的正弦波时获得的试验结果的示例；图16A示出从多项式获得的波形的示例，并且图16B和16C示出当应用图16A所示的波形时获得的试验结果的示例；以及图17A示出从多项式获得的波形的示例，并且图17B和17C示出当应用图17A所示的波形时获得的试验结果的示例。
具体实施例方式
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
图1示出应用了本发明的磁盘设备的构成示例。使用硬盘驱动器作为盘设备的示例。
如图1所示，磁盘设备1具有磁盘10、主轴电机12、磁头13、以及致动器14。
磁盘10设置在主轴电机12的转动轴11上。主轴电机12通过转动轴11旋转磁盘10。
磁头13由读取元件和写入元件组成，且从磁盘10读取数据并将数据写入磁盘10。
致动器14由音圈电机(VCM)组成，其以内部转动轴作为中心旋转。致动器14在其末梢上还具有磁头13，并且能够沿磁盘10的径向移动该磁头13。
在图1所示的示例中，在磁盘设备1上安装有两个磁盘10，并且通过同一致动器14同时驱动四个磁头13。
磁盘设备1还具有主轴电机(SPM)驱动电路20、音圈电机(VCM)驱动电路21、位置检测电路22、读取写入(R/W)电路23、硬盘控制器(HDC)24、第一随机存取存储器(RAM)25及第二随机存取存储器26、只读存储器(ROM)28、以及微控制器(MCU)30。除了第一RAM 25之外，这些组件都通过总线40彼此连接。
SPM驱动电路20基于来自MCU 30的控制信号驱动主轴电机12。VCM驱动电路21基于来自MCU 30的控制信号，将驱动电流提供给致动器14，并且驱动致动器14。
位置检测电路22将磁头13从磁盘10读取的位置信号(下文中称作伺服信号)转换成数字信号。R/W电路23控制磁头13的读取操作和写入操作。
HDC 24基于伺服信号的扇区号来判断在轨道中的位置，并且记录和再现数据。HDC 24通过诸如ATA或者SCSI的接口(IF)与主机进行通信。
第一RAM 25是用于HDC 24的存储器，并且临时存储通过磁头13读取的读取数据和要通过磁头13写入磁盘10的写入数据。第二RAM 26是用于MCU 30的存储器，并且临时存储MCU 30执行各种计算所使用的数据。
ROM 28存储MCU 30的控制程序等。通过读取且执行控制程序，MCU30生成磁头13的位置轨迹，并且通过利用估计磁头13的位置的观察器的二自由度控制执行寻道控制。下文中将对此进行详细描述。
图2示出记录在磁盘10上的位置信号(伺服信号)16的排列示例。如图2所示，伺服信号16从磁盘10的内周到外周以等间隔排列。磁盘设备1通过读取伺服信号16能够检测磁头13的当前位置等。
图3示出伺服信号16的记录格式的示例。如图3中所示，伺服信号包括表示伺服信号的开始位置的伺服标记(Servo Mark)、表示磁道号的格雷码(Gray Code)、表示伺服信号的索引的索引信号(Index)、以及四个偏置信号(PosA、PosB、PosC、PosD)。
图4示出当通过磁头13读取伺服信号16时获得的信号波形图的示例。MCU 30使用这种波形检测磁头13的位置。
更具体地，MCU 30使用磁道号Gray Code和偏置信号PosA到PosD来检测磁头13的径向位置。
根据索引信号Index检测磁头13的周向位置。例如，MCU 30在检测到索引信号Index时将扇区号设为“0”，并且通过在每次检测到伺服信号时递增扇区号来获得磁道的各扇区号。
图5示出由MCU 30执行对致动器14的寻道控制的示例。图5示出为了将磁头13从特定磁道位置移动到目标磁道位置的寻道控制的转换、流过致动器14的电流、磁头13的移动速度、以及磁头13的位置。
通过如粗控制、稳定控制、以及跟随控制的转换，可将磁头13移动到目标位置。粗控制是到目标位置的速度控制，而稳定控制和跟随控制是到目标位置的位置控制。
在本实施例中，使用二自由度控制系统来执行对磁头13的寻道控制，该二自由度控制系统由被提供以目标位置并反馈回观察位置的反馈回路构成，并进一步由通过目标位置的滤波器构成。
图6A示出二自由度控制系统的构成示例。二自由度控制系统是用于从目标位置r获得观察位置y的控制系统。二自由度控制系统由反馈回路构成，在该反馈回路中，将目标位置r并且将来自用作控制器(C)32的MCU 30的电流值u施加给用作设备(plant)(P)33的致动器14，并且将观察位置y再次提供给控制器(C)32。在此情况下，其中目标位置r与观察位置y之间的关系是y/r＝1…(1)的用于获得理想输入和输出(使得在一提供目标位置r时就将磁头13移动到该目标位置r)的滤波器(R)31优选地被构成为(1+CP)/CP …(2)然而，当目标位置r、观察位置y等中包括高频噪声时，该噪声被无限放大。
同时，图6A中所示的二自由度控制系统能够近似图6B所示的二阶低通滤波器(LPF)。换言之，从目标位置r到观察位置y的响应可表示为y/r＝ω2/(s2+2ζωs+ω2)…(3)在数学式的右侧，Ss是拉普拉斯变换的算子、ω是角频率，并且ζ是衰减率。
在此，将(s2+2ζωs+ω2)/ω2…(4)作为应用于目标位置r的反函数35应用于图6B所示的控制系统。换言之，如图6C所示，令目标位置r经过式(4)中示出的反函数35，并且随后被应用于原控制系统34。此时，y/r＝1成立，并且可实现所期望的响应。
现在讨论式(4)中示出的反函数35的构成。符号s是拉普拉斯变换的算子，该符号可以表示为s＝d/dt…(5)因此，式(4)可变形为s2/ω2+2ζs/ω+1＝d2/dt2×1/ω2+d/dt×2ζ/ω+1…(6)在此，当将目标位置r与式(6)的右侧相乘时，获得
d2r/dt2×1/ω2+dr/dt×2ζ/ω+r…(7)因此式(4)也可表示为对应于反函数的位置轨迹＝GainA×(r的加速度)+GainV×(r的速度)+r…(8)在此，GainA＝1/ω2，GainV＝2ζ/ω图7是对应于式(8)的产生目标位置轨迹的位置轨迹生成单元310的构成示例。此单元310对应于图6C的反函数35(或者图6A的滤波器(R)31)。位置轨迹生成单元310由存储在ROM 28中并且由MCU 30执行的程序构成。
位置轨迹生成单元310具有时钟311、波形发生器312、增益乘法器313到315、第一加法器316、寻道距离乘法器317、以及FIR滤波器318。
时钟311例如以采样时间间隔产生时钟。
波形发生器312每时钟地对应于寻道时间产生波形。更具体地，波形发生器312根据从时钟开始时刻起经过的时间来产生并输出加速度轨迹、速度轨迹、以及位置轨迹中的每一个的波形。实际上，可通过读取存储在表中的各轨迹的波形来产生各轨迹的波形，或者可使用与从磁头13的移动开始时刻起经过的时间对应的多项式来产生这些轨迹。下面将提供这些多项式的示例。
增益乘法器313到315将所产生的各轨迹的波形与相应增益Ka、Kv、Kp相乘。各增益Ka、Kv、Kp的值是系数值，并且可根据二自由度控制系统的系数进行调节。
第一加法器316将在与增益Ka、Kv、Kp相乘之后获得的波形累加在一起，产生合成轨迹。此输出精确地对应于式(6)。
寻道距离乘法器317将从第一加法器316获得的合成轨迹与寻道距离相乘。结果精确地对应于式(7)或者式(8)。
FIR滤波器318对输入波形进行滤波，以使得经相乘的波形在有限时段内收敛到“0”。FIR滤波器318的输出用作目标位置轨迹(寻道轨迹)。采用FIR型滤波器，从而可在被称为寻道时间的有限时段内获得目标位置轨迹。
图8A和8B中示出FIR滤波器318的频率特性。FIR滤波器318被构成为抑止谐振频率的附近，以便防止谐振激发。
因此，根据从寻道开始时刻起经过的时间产生加速度轨迹、速度轨迹、以及位置轨迹，由此根据二自由度控制系统的二阶LPF近似特性的系数，将三个轨迹乘以增益Ka、Kv、Kp，以便获得总和。随后使合成轨迹通过FIR滤波器318，并且获得要提供给二自由度控制系统的目标位置轨迹。如上所述，图7中示出的构造能够近似二自由度控制系统的传递函数的反函数的构造，并且因此控制系统能够在提供了期望形状的目标位置轨迹之后输出观察位置。换言之，通过此构造，可利用可向其提供目标位置轨迹的二自由度控制系统来执行寻道控制。此外，通过使合成轨迹通过FIR滤波器318，可在有限时段内生成目标位置轨迹。
注意，位置轨迹生成单元310能够根据磁头13的移动距离来设置目标移动时间。例如，可通过调整输入到波形发生器312中的寻道时间来设置目标移动时间。
图9示出在二自由度控制系统中采用观察器控制的控制系统的构成示例。存在预测观察器和当前观察器作为在数字控制期间实现观察器控制的方法。在此描述其中将模拟控制的观察器控制原样地应用于数字控制的预测观察器格式。然而，可以用当前观察器类似地构成二自由度控制系统。图9中示出的二自由度控制系统整体具有位置轨迹生成单元310、二自由度控制增益乘法单元320、观察器控制单元330、以及状态反馈单元340。
位置轨迹生成单元310与图8中的相同。位置轨迹生成单元310输出目标位置轨迹r[k]。
二自由度控制增益乘法单元320具有两个乘法单元，并且输出目标位置轨迹r[k]乘以相应增益N、M的结果。注意，实际上，增益N、M是以矩阵形式表示的。
观察器控制单元330具有第二加法器331和多个增益乘法器。观察器控制单元330采用与致动器14的计算模型相同的计算模型。当使得电流流过致动器14时，实质上同时地将对应电流值施加到观察器控制单元330，并且在施加对应的电流值时，通过估计磁头13的位置(或者致动器14的位置)来对计算模型进行校正。注意，图9所示的观察器控制单元330中的粗线表示矢量。
第二加法器331具有四个输入。第一输入是通过将电流u[k]乘以矩阵B而获得的值，第二输入是通过将目标位置轨迹r[k]乘以矩阵M而获得的值，第三输入是通过将矩阵L乘以观察位置y[k]与在观察器控制单元330操作时获得的估计位置x[k]之差(误差)而获得的值，以及第四输入是通过将状态变量(x[k]，v[k]、u[k-1])乘以矩阵A而获得的值。第二加法器331将这些值加在一起并且输出结果。该输出用作随后采样中的状态量(在此，为位置和速度，即x[k+1]、v[k+1])。
此外，观察器控制单元330将第二加法器331的输出乘以算子1/z，并且输出当前的估计状态量(x[k]，v[k])。
状态反馈单元340将观察器控制单元330的输出乘以矩阵-F，并且输出电流u[k]。状态反馈单元340还将输出u[k]输出回观察器控制单元330。
利用此构成，将状态反馈单元340的输出u[k]和二自由度控制增益乘法单元320的输出(N×r[k])之一相加在一起，并且输出电流u_vcm。
注意，如图9中的虚线箭头所示，利用此构成输出的电流u_vcm被施加到用作装置(P)33的致动器14。基于来自致动器14的输出，输出观察位置y[k](例如通过位置检测电路22检测观察位置)，并且随后将其输入回如此构成的观察器控制单元330，以形成反馈回路。
通过上述构成示例提供了可向其提供目标位置轨迹r[k]的二自由度控制系统，并且由此可实现与磁头13(或者致动器14)相关的寻道控制。
图10到12是表示电流值和位置误差在寻道时间期间变化的方式的试验结果曲线图。这些曲线图示出当对图7和9中示出的位置轨迹生成单元310中的波形发生器312施加寻道时间时图9中所示的电流输出的变化方式的示例，以及当对致动器14施加电流时到目标位置的位置误差的变化方式的示例。
如图10所示，当施加曲线图上部所示的寻道时间时，输出电流采取图10的中部所示的形式。因而在寻道时间内获得了理想的矩形电流波形。经过FIR滤波器318之后提供目标位置轨迹r[k]，并且因此其波形略为平滑。因此，电流波形也采取略为平滑的矩形波形状。
在寻道时间期间，流过致动器14的电流基本变为“0”，由此表示寻道控制结束。图10的下部所示的位置误差在寻道时间期间基本上也变为“0”。因此，通过此控制构成，可缩短磁头13到目标位置的寻道时间。
如图11和12所示，当寻道时间逐渐增加时，对于电流和位置误差能够获得与图10大致相同的波形。在所有情况中，都能获得理想的电流波形。因此在此情况下也能缩短寻道时间。
从上述说明中显而易见，利用图9所示的二自由度控制系统，可简单地通过提供目标位置轨迹来实现寻道控制。
例如图13A中示出了用作目标位置轨迹的矩形波。更具体地，在此矩形波中，加速度从上向下变化。注意水平轴和垂直轴都归一化为1。此加速度波形是从波形发生器312输出的加速度轨迹的示例。从波形发生器312输出的速度轨迹和位置轨迹中的每一个都采取与加速度轨迹相似的矩形波形。
图13B和13C示出当采用加速度时流过致动器14的电流和磁头13的位置的曲线图。如图13B所示，即使利用矩形波形，即使从图9所示的二自由度控制系统输出的电流通过FIR滤波器318变得平滑，也能够获得理想的矩形电流波形。
图14到17示出并非矩形波的要应用于此控制系统的波形的示例。图14示出将从波形发生器312输出的加速度、速度以及位置的各轨迹表示为梯形波的情况的示例，而图15示出将各轨迹表示为正弦波的情况的示例。
如图14B和15B所示，即使将各轨迹表示为梯形波或者正弦波，也能获得理想的电流波形。
图16和17是其中由从磁头13的移动开始时刻起经过的时间的多项式来表示加速度、速度以及位置的各轨迹的情况的示例。
如上述特许第2657561号公报中所述，可如下表示磁头13(或者致动器14)的目标位置X1、目标速度X2以及目标加速度X3X1＝-60a
+a …(9)X2＝-60a
/T…(10)X3＝-60a[2/(t/T)3-3(t/T)2+(t/T)]/T2…(11)在此，a是移动距离，t是在开始寻道控制之后经过的时间，并且T是目标移动时间。为了简化式(9)至(11)，分别将目标加速度X3、目标速度X2、以及目标位置X1表示如下X3∝(t/T)×(t/T-0.5)×(t/T-1)…(12)X2＝∫X3dt …(13)X1＝∫∫X3dt2…(14)波形发生器312输出对应于式(12)到(14)的轨迹。图16A示出在此时输出的加速度轨迹的示例。速度轨迹和位置轨迹与图16A所示的轨迹相对应。
如图16B所示，在此情况下也可获得与上述示例类似的理想电流输出波形。
此外，如上述特许第2736715号公报中所述，目标移动轨迹可表示如下Vo(t/T)k[1-t/T)]j…(15)其中Vo是常量，t是在开始寻道控制之后经过的时间，T是移动目标时间，k为二或者更大的指数，并且j为三或者更大的指数。
为了简化式(15)，可分别将加速度X3、速度X2、以及目标位置X1表示如下X3∝(t/T)P×(t/T-0.5)×(t/T-1)P…(16)X2＝∫X3dt …(17)X1＝∫∫X3adt2…(18)其中P是指数。
在图17A中的示例中，采用式(15)。如图17B所示，在此情况下，从图9所示的二自由度控制系统也可获得理想的电流输出波形。
利用图14到17所示的示例可获得与图10等中的示例相似的操作和效果。
在上述示例中，将采用硬盘的磁盘设备1用作盘设备的示例。然而，可将本实施例应用于除磁盘设备1以外的其他盘设备，例如用于诸如CD或者DVD的盘的光盘设备或者用于诸如MO或者MD的盘的磁光盘设备，由此展示类似的操作和效果。
本实施例也可应用于具有盘设备的信息处理系统。信息处理系统的示例包括个人计算机、具有RAID(冗余廉价盘阵列)的计算机(或者信息记录和再现设备)、TV、用于记录和再现视频和音频的记录和再现设备(例如所谓的HDD记录器)、便携式信息终端(例如(PDA)(个人数字助理)、移动电话、便携式音频再现设备等)等。在这些情况中也可获得与上述示例类似的操作和效果。
本申请基于并且要求于2006年3月3日提交的在先日本专利申请No.2006-057204的优先权，在此通过引用并入其全部内容。
权利要求
1.一种控制设备，用于通过驱动其上载放有头的致动器来对所述头进行定位，所述设备包括轨迹生成单元，其生成与从所述头的寻道开始时刻起经过的时间对应的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；合成单元，其对由所述轨迹生成单元生成的所述三个轨迹进行合成；以及有限冲击响应滤波器，用于根据从所述合成单元输出的合成轨迹生成要提供给二自由度控制单元的目标位置轨迹。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，所述二自由度控制单元通过使用所述目标位置轨迹驱动所述致动器来执行对所述头的寻道控制。
3.根据权利要求1或者2所述的控制设备，其中，所述轨迹生成单元生成由从所述头的移动开始时刻起经过的时间的多项式表示的所述三个轨迹。
4.根据权利要求3所述的控制设备，其中，所述多项式表示为X3∝(t/T)×(t/T-0.5)×(t/T-1)X2＝∫X3dtX1＝∫∫X3dt2其中X3是所述目标加速度，X2是所述目标速度，X1是所述目标位置，t是所述的从所述寻道开始时刻起经过的时间，T是寻道时间。
5.根据权利要求3所述的控制设备，其中，所述多项式表示为X3∝(t/T)P×(t/T-0.5)×(t/T-1)PX2＝∫X3dtX2＝∫∫X3adt2其中X3是所述目标加速度，X2是所述目标速度，X1是所述目标位置，t是所述的从所述寻道开始时刻起经过的时间，T是寻道时间，并且P是指数。
6.根据权利要求1或者2所述的控制设备，其中，所述轨迹生成单元生成由矩形波、正弦波、以及梯形波中的任何一个表示的所述三个轨迹。
7.根据权利要求1或者2所述的控制设备，其中，所述轨迹生成单元具有存储所述三个轨迹的表，并且通过根据所述经过时间从所述表读取所述三个轨迹中的每一个来生成所述三个轨迹。
8.一种用于在盘上定位头的盘设备，包括致动器，用于驱动所述头；轨迹生成单元，其生成与从所述头的寻道开始时刻起经过的时间对应的目标位置、目标速度以及目标加速度三个轨迹；合成单元，其对由所述轨迹生成单元生成的所述三个轨迹进行合成；有限冲击响应滤波器，用于根据从所述合成单元输出的合成轨迹生成目标位置轨迹；以及二自由度控制单元，其通过使用所述目标位置轨迹驱动所述致动器来对所述头执行寻道控制。
9.一种用于生成寻道轨迹以通过驱动其上载放有头的致动器来对所述头进行定位的寻道轨迹生成方法，该方法包括如下步骤生成与从所述头的寻道开始时刻起经过的时间对应的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；对所述生成的三个轨迹进行合成；以及通过有限冲击响应滤波器根据经合成的合成轨迹生成要提供到二自由度控制单元的寻道轨迹。
10.一种用于通过驱动其上载放有头的致动器来对所述头进行位置控制的位置控制方法，该方法包括如下步骤生成与从所述头的寻道开始时刻起经过的时间对应的目标位置、目标速度、以及目标加速度三个轨迹；对所述生成的三个轨迹进行合成；通过有限冲击响应滤波器根据经合成的合成轨迹生成寻道轨迹；以及通过在向其提供了所述生成的寻道轨迹的二自由度控制单元中驱动所述致动器来执行对所述头的寻道控制。
全文摘要
提供了一种控制设备、盘设备、以及寻道轨迹生成方法。波形发生器根据寻道时间生成加速度轨迹、速度轨迹、以及位置轨迹。将各轨迹与相应增益相乘，从而通过第一加法器对这些轨迹进行合成。将所得合成轨迹乘以寻道距离，并且随后使其通过有限冲击响应滤波器，以获得要提供到后级二自由度控制系统的目标位置轨迹。二自由度控制系统具有使其能够近似二阶低通滤波器的特性。
文档编号G11B5/596GK101030430SQ20061010774
公开日2007年9月5日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年3月3日
发明者高石和彦 申请人:富士通株式会社