专利名称：减少磁盘驱动器查找时间变异和产生声学噪声的电流分布定形的制作方法
技术领域：
本发明领域本发明通常涉及磁盘驱动器数据存储装置领域，尤其涉及，但并不限于通过减少查找时间变异和声噪声形成，提高磁盘驱动器查找性能的一种装置和方法。
背景磁盘驱动器是一种用于快速且有效方式存储并读取计算数据的数据存储装置。典型的磁盘驱动器包括一个或多个刚性盘片，其上涂覆一能磁化的介质并固定在主轴电动机的毂盘上以恒定高速旋转。通过固定在径向驱动器的一列转换器(“磁头”)，使磁头相对于磁盘运动，从而将数据存储在盘片的多重同心圆磁道上。通过磁盘转动所形成的空气轴承，将磁头支撑在相应的磁盘表面上。通过将电流加到构成部分音圈电动机(VCM)的驱动器线圈，伺服电路可控地确定磁头的位置。
为了使数据传输性能最大化，人们努力使磁头在查找过程中从一个磁道移到另一个磁道所需时间最小化，这样磁盘驱动器可以进行处理，将数据传输到或传输出各个磁道。为了超出某一长度的查找，通常用速度受控方法，该方法中选取速度分布以确定磁头所希望的速度径迹。为了实现这种查找，将电流加到驱动器线圈上，首先使磁头在目标磁道方向加速，直到达到最大速度。在离目标磁道一预定距离处，反极性电流加到驱动器线圈上使磁头减速，抵达目标磁道。在查找的减速阶段，反复确定磁头的速度并与速度分布建立的相应所要求速度相比；为了使磁头随减速径迹抵达目标磁道，需要对电流修正。在速度分布的任何给定样品点上所希望的速度称为是“要求的速度”。
在磁盘驱动器技术领域，上述速度受控查找方法非常有用，有着这样的问题，即当加到驱动器线圈上的突变大电流可能在磁盘驱动器内形成不希望的振动，反过来影响伺服性能并形成不希望的声噪声。结果，现有技术中提出了各种改进以将这种影响降为最低。
例如，由Hampshire等提出的美国专利N0.5,475,545，同时被指定为本发明的受让人，公开了一种伺服电路，该电路采用改良的速度受控方法来控制磁盘驱动器的磁头位置。我们将看到，在速度受控查找的起始阶段，磁头的实际速度基本为0，而速度分布需要一基本最大速度值的要求速度。这导致较大的速度误差，伺服电路响应于将最大可能电流加到线圈上，最终导致快速加速，但振动也较大的结果。因此，Hampshire的U.S.5,475,545参考文献通过给出一个初始为0的要求速度，接着在各个连续时间周期加一个分数值增大要求速度，直到达到最大要求速度。按照此种方法，查找初始阶段的速度误差得到降低，电流更逐步地加到VCM上，直到达到最大速度。通过选取适当的分数值，仍可在较短时间内进行查找，同时大大降低声噪声。
本发明所受让的McKenzie等提出的美国专利N0.5,657,179提供了在Hampshire的U.S.5,475,545参考文献之上的提高，通过采用一变化的速度要求分数值，进一步定制最终加到VCM上的电流。
由Hashimoto提出的美国专利N0.4,965,501，揭示了另一种不同的方法，在查找初始阶段就降低噪声。而不采用上述参考文献给出的降低初始要求速度的方法，Hashimoto的美国专利U.S.4,965,501创建了一种通过确定较大速度误差并形成较大初始电流指令的查找，(采用了标准速度受控方法)，但是然后将输出伺服增益块设定为一个非常低的电平，然后增加增益，逐渐将更多的电流加到VCM上，直到达到最大速度。
值得注意的是，在尽可能快速实现查找和降低查找过程中的声噪声之间，需要做出一个折衷。上述的参考文献提供了不同的方法，以可接收的折衷来形成电流初始应用，并在本技术领域中已发现为可行的。
尽管如此，对具有不断增长的数据存储容量和传输速率的磁盘驱动器来说，还需要满足更高级的使用特性。对本技术领域内的的提高仍有不断的需要，采用电平降低的声噪声和查找时间变异，可以实现查找。本发明正是针对这种提高。
本发明综述本发明针对一种装置和方法，通过降低查找时间变异，以及减少不希望的声噪声的形成，提供提高的磁盘驱动器查找性能。
如较佳实施例所示例，磁盘驱动器包括一驱动器，支撑旋转磁盘上的磁头，磁头，受将电流加到与磁头耦合的驱动器电动机的伺服电路定位。
用伺服电路将磁头从磁盘上的初始磁道移动到目标磁道来实现查找，该伺服电路输出表示待加到驱动器电动机的连续电流幅值的一串电流指令值。速度分布提供当磁头减速到目标磁道时所希望的一系列要求速度。
在查找过程中，开环电流加到驱动器电动机上，加速磁头使之偏离初始磁道。电流指令确定了一个上升部分其中电流逐步升高到第一电平，然后跟着一个下降部分其中电流逐步降低到第二电平。上升和下降部分最好每个都是所选频率的1/4正弦波。磁头通过施加与被确定为速度分布和磁头实际速度之差的速度误差相关的电流以减速到达目标磁道。
控制加速电流的上升和下降部分，降低磁盘驱动器的机械共振的激发，降低噪声的生成和减少查找时间变异。通过步进地调整伺服增益，提供开环和闭环工作之间的平稳过渡，进一步提高查找性能，同时用减速电流分布来生成速度分布，该分布逐渐过渡为待施加以降低磁头向目标磁道的速度的最大电流。
从下面的详细说明和相关附图中，可以明确本发明的这些和其他各种特征和优点。
附图简介
图1根据本发明较佳实施例，给出一磁盘驱动器的俯视图。
图2给出根据本发明较佳实施例，用来进行查找的，图1中磁盘驱动器的伺服电路的功能块图。
图3表示现有技术中电流分布的图示。
图4为现有技术中图3中电流分布形成的，速度分布的图示。
图5所图示的为加到磁盘驱动器磁头上，引起磁头在查找过程中按照图4中的现有技术速度分布运动。
图6为伺服处理器采用来实现现有技术中例如图4和图5中所示的速度受控查找的用控制块图示的程序。
图7为根据本发明较佳实施例形成的电流分布的图示。
图8为由图7中电流分布形成的相应速度分布的图示。
图9为根据本发明较佳实施例，由图2中伺服处理器来实现速度受控查找的控制块图表示的程序。
图10为磁盘驱动器伺服电路上所施加的电流图示，作为图9表示的程序的运行结果。
图11为还未达到最大速度的中间长度的查找过程中，图1中磁盘驱动器的磁头达到的速度图示。
图12为磁盘驱动器伺服电路上所施加的电流图示，该电流是达到速度分布最大速度的较长时间查找过程中，由图9表示的程序运行的结果，图12中的电流曲线基本类似于图10中的曲线。
图13为从图12中电流曲线中得到的较长查找过程中，磁头获得速度的相应图示。
图14为根据较佳实施例的查找过程中由图2中伺服处理器实现的程序步骤，给出查找路径的流程图。
详细说明为了给出本发明各种较佳实施例的详细说明，首先参考图1，该图给出一用于存储计算机数据的磁盘驱动器100的俯视图。磁盘驱动器100包括一磁头磁盘组件(HDA)101，一印刷电路组件(PWA)，用于支撑磁盘驱动器100所用的控制电路。PWA固定于HDA101的下侧，由此图1中无法看见。
HDA101包括一底座102，支撑以恒定高速度转动多个磁盘106的主轴电动机104。在按照传统方法制造过程中，用写入磁盘驱动器100的伺服数据在各个磁盘表面划定一串同心磁道。磁盘夹具(未画出)固定磁盘106以及布置于紧邻磁盘到主轴电动机104之间的一串磁盘定位件。顶盖，以局部剖面的形式示出，与底座102配合，为HDA101提供一内部环境。
旋转驱动器110可以绕底座102支撑的卡盘支撑装置112旋转。通过控制加到音圈电动机(VCM)116的驱动器线圈114上的电流，该音圈电动机116具有一对相对的永久磁铁，其中一个磁铁表示为118，而旋转驱动器110。电流形成一个与永久磁铁118磁场相互作用的磁场，使驱动器110转动。
驱动器110通过相应的弹性悬挂装置122使多个磁头120支撑在各个磁盘表面，而驱动器110由伸出驱动器110体的刚性驱动器臂124支撑。通过一个柔性电路组件126将电子读和写信号从磁头传递给上述磁盘驱动器PWA，该柔性电路组件包括一前置放大器/驱动器电路128，固定在如图所示的驱动器的一侧。当磁盘驱动器100无效时，磁惯性锁存器130将磁头120固定在磁盘表面上密布的磁头停放区132。
图2给出伺服电路140的功能块图，伺服电路140控制磁头120的位置。部分伺服电路140位于上述磁盘驱动器PWA上。磁盘驱动器100考虑使用嵌入式伺服电路，这样伺服电路140所用的影响位置控制的伺服数据在磁道上与用户存储的计算机数据的用户数据块(“扇区”)相互交替。
伺服数据由所选磁头120从磁盘表面传送，生成通过柔性电路组件126，传递给前置放大器128(图1)的伺服回读信号。前置放大器128进行前置放大后，将回读信号提供给解调器(demod)电路142，该电路使信号适于伺服处理器144使用，最好使用数字信号处理器(DSP)。DSP144与存储在DSP存储器(MEM)146中的程序步骤和从磁盘驱动器微处理器(未画出)接受到的向线圈驱动器148输出电流指令信号的指令一同运行。该线圈驱动器148将电流施加到驱动器线圈114上，因此确定磁头120的位置。
为了更好描述本发明较佳实施例，结合参考图3-6，将简要讨论现有技术中的速度受控查找方法。图3给出一电流分布曲线150,X轴152表示查找过程中“磁道将经过的”的位置，(目标磁道表示为0磁道)，Y轴154表示电流幅值。在磁盘驱动器设计中，选取电流分布曲线150以表示待加到以最大速度移动磁头上的所希望减速电流上以使磁头减速停留到目标磁道。分布曲线150提供一最大电流的初始脉冲(在156位置)，然后如图所示降低到0磁道。应该理解，减速速率越快，查找时间越短，这样在给出足够裕量考虑驱动器的运行特性中的变异的同时，尽可能快地使磁头减速。虽然所示的电流有一负极性，这仅仅为方便起见，且也是按照传统做法。
从图3中的电流分布曲线可以得到相应的速度分布，如图4中速度分布曲线160所示，将经过的磁道用X轴162表示，速度幅值在Y轴164上。容易看出，Y轴164给出的是查找过程中，各个点位置处磁头120所希望或为目标速度，表示为要求速度(VDEM)。
速度分布160具有一减速部分166，该部分起始于位置168的要求速度VMAX，然后在0磁道降低为0的要求速度。该位置168为一从目标磁道0挑选出来的磁道数，对应图3中位置156。
如下采用速度分布150。起始于偏离目标磁道0相当远距离的初始磁道的查找，例如图3中表示起始于X1磁道的查找，通过将电流加到驱动器线圈114上，起初就向目标磁道0加速，如图5中电流曲线170所示，电流曲线170以磁道将经过的X轴172，和查找电流幅值Y轴174绘制。
尤其特别的是，电流曲线170包括一第一所选极性的电流脉冲，它含有上升段176，一恒定电流段178，以及一下降段180。例如，178段通过驱动器线圈114内形成的反电动势，给出一沿X轴的下降。176,178和180段形成的电流脉冲使磁头120的速度随图4中加速段182达到最大要求速度VMAX。
一旦磁头120达到最大速度VMAX，需要很小的电流使磁头保持该速度，这样电流回落到近0的值，直到磁头120达到图4中的位置168。图5中此近0值表示为182段，该段延伸到178段。在此点，相反极性的大电流(图5中186)加到驱动器线圈114上，使磁头120沿减速段156减速，直到磁头120停留在目标磁道0上。
类似的过程用于从紧邻目标磁道0的位置，例如从磁道X2开始的速度受控查找；此时，再次将电流加到线圈114上，使磁头120加速(表示为加速段188)，直到达到减速段166，此后又加上相反极性的电流，使磁头120停留在目标磁道0上。但是与先前的查找不同，在开始减速阶段之前，磁头120并未达到并运行在最大速度VDEM。
例如，值得注意的是，上述速度受控查找过程是对具有长度较长的查找进行的。在某个长度以下(例如100磁道)，更有效的是用位置受控方法来将磁头120移动到目标磁道0。熟悉本技术领域的人们将认识到，这种位置控制采用一个参考位置(即，目标磁道的位置)，而非速度分布来控制磁头120向所希望的最终位置移动。
图6给出为一现有技术伺服处理器采用的编程以实现速度受控查找的控制示意图。图6先给出一个装置块图200，表示现有技术磁盘驱动器的机电部分。在设置为提供装置200的运行数学模型后，观察器202通过各个路径204，206,208输出磁头位置，速度和偏置(XE,VE和WE)的估计值。偏置表示趋于使磁头偏离磁道的作用力，例如磁盘转动形成的气流的风力影响，以及柔性电路的弹性作用。偏置通常依赖于位置。
在查找过程中，将经过的磁道数通过路径210输入到分布器212中。如上所述，将经过的磁道是查找过程中剩下的实际距离，并确定为与磁头位置和目标磁道位置之差有关。分布器响应后通过插值法或从存储在查看表中的数值从路径214输出适当的要求速度。用求和点216确定要求速度和估计速度VE之差。将该差值，即速度误差提供给增益值为KAL的增益块218实现加速限制功能。其输出传递穿过一陷波滤波器220，并在求和点222处与路径224上表示线圈上所加电流的交流(AC)信号相叠加。与此同时，目标磁道位置通过输入路径226提供给偏置预测块228，在该块内对求和点230处与估计的偏置量相加的偏置量进行预估。路径232上的输出值在求和点222以及第二求和点234相求和，这将在下面简要介绍。
求和点222的输出提供给增益为KT的增益块236，用来补偿VCM的非线性力矩特性。该输出在求和点238处与路径240上的电流零信号相加，以将电流置零。路径242上的合成信号包括一提供给装置调整被选磁头位置的电流要求信号。
装置响应后通过路径244给出一检测输出；伺服数据提供给解调(demo)块246，电流提供给求和点248。解调后，用线性化块250将伺服数据线性化，在路径252上给出一位置采样值XSAMP，在求和点254计算该值与位置估计值XE的差别，通过路径256给出一观察器误差OERR。按照这种方式，观察器202的操作额定上保持与装置200的操作一致。
输入到求和点248的电流用于饱和补偿，并由此与来自路径258的饱和零输入相加。增益块260施加一饱和增益KSAT，且其输出用来自路径232的偏置和来相差。有限响应滤波器(FIR)块262将所需延迟时间提供给一陷波滤波器220的输出，这样观察器202根据线圈是否处于饱和状态，接受一来自FIR262或饱和回路的交换输入。
因此，图6中的现有技术电路运行以控制较长查找过程中的磁头速度，同时通过路径214输出一串与查找长度和目标磁道物理位置相关的要求速度值。
参考图7，根据本发明较佳实施例给出一电流分布曲线270的示意图。曲线270的X轴272为将经过的磁道，Y轴274为电流幅值。曲线270通常类似于图3中现有技术曲线150，其中曲线270挑选为查找过程中待施加的使磁盘驱动器100的所选磁头120减速的希望电流。但是与曲线150不同，曲线270给出一前导段276，该段从277位置处额定的零安培更慢地逐渐过渡为278位置处的最大电流值。该最大电流值沿280段保持不变。所选的前导段276最好按所选频率的1/4正弦波曲线变化。拖尾段282从280段开始延伸回到零安培，最好选取与276段的图形镜象对称。
如图8所示，电流分布270形成了相应的速度分布曲线290,X轴292为将经过的磁道，Y轴294为速度幅值。速度分布曲线290在最大速度VMAX和位置297和298限定的区域内的减速段296之间平滑过渡，该部分对应图7中的位置277和278。当磁头将靠近目标磁道0时，减速段296划定一所希望的减速径迹，类似图7中电流分布所划定的。
在查找过程中，图8中的速度分布被伺服电路140采用，下面将参考图9和图10进行讨论。图9给出一由DSP144(图2)采用的编程控制示意图，图10表示中间长度的查找过程中，加到驱动器线圈114上的电流，下面将进一步说明。为简化讨论，上述图6中讨论的类似块与图9中的参考标号一致，图9中省去了图6中讨论的几个其他传统组成部分。
图10中的电流曲线，通常表示在300处，X轴302为将经过的磁道，Y轴304为电流幅值，该曲线被表示为P0到P7的点分成7个恰当的分段。P0到P1段和P2到P3段分别对应于被选频率的1/4正弦波。P1到P2段和P5到P6段通常对应于恒定电流输出(幅值相反)。对电流曲线170而言，因为反电动势效应，这些段并不平行于X轴302。
P3到P4段表示一旦磁头120按照导段加速后，加到线圈114上的较小电流量。但是，电流曲线300以恒定电流，而非按照图4中现有技术中查找过程中的恒定速度使磁头120运行。P4到P5段为收敛函数，将一可变增益加到P3到P4段的运行电流上，形成从开环到闭环控制的过渡，因此可以按照要求采用一稍不同的形状。最后，P6到P7段表示与速度误差有关的传统速度受控减速，其方式类似于图6中现有技术电路的实现方式。值得注意的是，电流曲线300将根据查找长度进行调整，使磁头达到目标磁道。
参考图9，速度分布表304从查找过程中由指示经过磁道数的输入所标志的图8中的速度分布290中输出要求速度。电流分布表306类似从图7中的电流分布270输出电流表值IT。
接下来的各个开环电流指令表310,312,314和316顺序地将电流指令直接输出到装置200中，形成图10中电流曲线300的P0到P4段。这些电流指令值是在开环的方式下形成的，这里所确定的指令值与速度误差无关，与现有技术采用的方法相比，其中用来加速磁头120的电流指令值与实际速度和速度分布之差(即速度误差)有关。电路在各个表310,312,314和316之间切换的次数确定为与速度误差VERR的幅值相关，如这些表的输出处的一串开关(未编号)所示。
此外图9包括一形成P4到P5段的增益聚合块318。在聚合块318的工作过程中，伺服增益块236的增益KT按照下述增加，将电路的工作由开环转换为闭环。在这种聚合功能中，先前由表316加到装置上的电流切换到伺服增益块236的输入端。
伺服增益块236的输出端作为求和点320的输入，该求和点320将电流表值II从电流分布表306中减去。其输出加到装置200上，控制驱动器线圈114上的电流。
一旦增益聚合功能完成了从开环到闭环的转换，随后进行的速度受控闭环将按照类似电流曲线300的其他部分P5到P6段和P6到P7段的现有技术的方式实现运行。即，速度误差VERR转换为伺服增益块236的输入，由此进行电流控制。值得注意的是，当P6到P7段提供与速度误差相关的受控电流降低的同时，磁头靠近邻近的目标磁道，P5到P6段将完全是减速电流。
DSP144运行输出电流指令信号以形成电流曲线的方式将在下面参考图11进行讨论，该图表示中间长度查找过程中，即一个中止速度并未达到最大速度值VMAX的查找过程中磁头120的速度。鉴于以下将变得更为明显的原因，与现有技术相比，图9的电路特别适用于这种长度查找的改进的查找性能。磁头120的曲线速度径迹通常认为是图11中的330处，速度分布被认为在290处的断开线。
查找开始时，目标磁道就被识别出来并提供给速度分布表304，以从速度分布290内检索出合适的要求速度。P0到P1表310开始将通常按照图10所示形状的，即1/4正弦的波电流指令值，输出到装置200中。这些值被查找长度适当标定，并从正弦表中给出，或用诸如截断的泰勒级数展开的数学方法计算。值得注意的是，该电流波形最好工作使驱动器110内与图6中现有技术电路所提供的完全加速相比的机械谐振得到降低。
磁头120的速度因此根据图10所示的径迹变化，直到速度误差VERR达到一选定值，如图11中区间332所示。我们将知道，磁头速度基本为零时，速度误差VERR的最大值将出现在查找的初始阶段。随着磁头120的径迹接近速度分布曲线290，将使速度误差VERR降低。
由此，一旦速度误差VERR降低到区间332中，图9中的电路从310表切换到312表，并输出前段过程中最终幅值所达到的恒定电流表示的电流指令值。该电流用P1到P2表示，将如图11所示接着使磁头120加速。当速度误差VERR降低为334表示的间隔时，图9中的电路从312表切换到P2到P3段的314表。
该段中，电流从P1到P2段的最大值降低到(但不等于0)近0的标称值。这种下降如图10所示按照1/4正弦波的路径进行，这种下降方法还可以用来减少驱动器110中的机械振动的产生。磁头120继续加速，但速率已降低，如图11所示。
当速度误差VERR达到336处的区间时，图9中的电路从314表切换为316表，根据图7中电流分布270得出的对应值保持较低的电流。磁头120继续加速，虽然是以较低的速率，直到达到第四个速度误差VERR，如图11中338处所示。值得注意的是，查找过程中即使达到该点处的磁头达到恒定速度，下降的速度分布290将使速度误差最终达到区间338中。
此处，图9的电路开始利用增益聚合块318从开环过渡到闭环运行。通过将伺服增益块236的增益KT初始化为一个初始值KI，并按顺序将增益通过每一个120到n的区间i提高到最终值KF。该最终值KF是基于目标磁道的位置。增益的初始值KI可根据查找长度变化，并最好根据下式设定KI+IC+ITVERR----(1)]]>其中Ic为P3-P4段所加电流的幅值，IT为对应于图7中电路分布曲线270的电流表中相应的电流值，VERR为P4点的速度误差(即图11中区间338)。增益最好根据下式从初始值KI开始增加K(i)=KI+i(KF-KI)n----(2)]]>其中K(i)为各个特殊区间i的增益，Ki为方程式(1)所选的初始增益，KF为最终所需增益，n为区间总数。
回到图11，先前P3-P4段中加到驱动器线圈114上的电流值在P4-P5段通过增益聚合块318(极性相反)加到增益块236。与此同时，增益聚合块318依次增大伺服增益块236的增益，这样加到驱动器线圈114上的实际电流提高到基本为图7中280段划定的最大电流的终值。从而形成平稳过渡到完全减速电流，该电流又降低了驱动器110中的机械振动的激发。
此时，磁头的速度达到P5点，通过P5-P6段的速度控制块320加上了闭环控制。在该段，将加上一基本恒定的最大电流，然后电流将降低，使磁头速度通过功能块322的运行，跟随速度分布曲线290(从P6-P7)的其他段。
浏览图7中的电流分布曲线270和图10中的电流300，可以理解上述方法的优点。现有技术中，当磁头120达到电流分布曲线的完全减速电流部分(见图3)时，因为通过线圈114的电流此时较小，中间查找长度形成了要求电流(从电流分布曲线270)的幅值的较大变化。要求电流的较大差别形成了通过驱动器线圈降低磁头速度的大量电流涌入，而在驱动器内出现了不希望有的机械振荡激发。然而，根据本发明实现的块318的聚合功能平滑了这种过渡。
对本发明来说，在P4-P5段的聚合工作过程中，对取得最大速度VMAX的较长查找的电流变化并不重要。这种较长查找基本按照上述进行，除了P3-P4段的“运行”过程中所加电流随电流分布曲线270变化，当增益聚合块318开始从开环过渡到闭环运行(图8中298位置)，加到驱动器线圈114上的电流相对较小。因此通过增益聚合块318，产生了非常小的电流变化。由图7中曲线分布270的平滑段276，形成了减速电流的形状。
为了根据较佳实施例简化说明较长查找，给出类似上述讨论的图10和11的图12和13。图12给出电流曲线340的示意图，具有上述的P0-P7段，附加中点P5-1和P5-2插入点P5和P6之间。图13给出一表示查找过程中通过应用电流曲线340的磁头120的径迹表示的速度径迹曲线350的示意图。
由图13，可以看出，磁头120达到最大速度VMAX，在该速度产生了块318的增益聚合功能(图9)。因此，在闭环运行过程中，电流表值IT由电流分布表306给出)使磁头120随所希望减速径迹变化到目标磁道。
为概括上述讨论，图14给出一查找程序360，表示当查找开始将所选磁头从初始磁道移动到目标磁道时，磁盘驱动器100所进行的步骤。该程序包括DSP144进行的基本程序步骤(图2)。
一旦接受到查找指令，该程序开始在362步骤识别目标磁道的地址。通过将从所要走过的存在着的磁道的地址中减去目标磁道的地址，从初始磁道到目标磁道以经过的磁道数表示的查找长度也同时确定了。
由此信息，该程序接下来由判断步骤364确定查找是否非常短，以利用位置控制方法。通过将查找长度与预定阈值N相比进行判断(例如100磁道)。如果查找长度落入阈值范围内，在步骤366进行位置受控查找，然后在368步骤结束。
当查找长度确保速度受控查找，那么，该程序进入步骤370，根据前述，在此开环控制被用来先将磁头120向着目标磁道加速。即，产生出与要求速度或速度误差无关的加到驱动器线圈114上的电流，并从图9中的310,312,314和316表直接输出。该程序接着进入步骤272，在此通过增益聚合块318的运行，伺服处理器144从开环运行过渡为闭环运行，此后磁头120用闭环控制减速到目标磁道；即与要求速度和速度误差有关，如步骤374所示。
鉴于前述，应该理解的是，本发明针对的是磁盘驱动器内实现查找操作的一种装置和方法。
如较佳实施例所示范，磁盘驱动器100包括一驱动器110，将磁头120支撑在旋转磁盘106上，通过将电流加到与磁头耦合的驱动器电动机116上的伺服电路140给磁头定位。
利用伺服电路输出的一连串指示将依次施加到驱动电机上的电流值的电流指令，以实现将磁头从磁盘上的初始磁道移动到目标磁道的查找。速度分布290给出了一系列要求速度，指示了当磁头减速到目标磁道时的所需速度。
在查找过程中，将开环电流加到驱动器电动机上，使磁头加速偏离初始磁道(步骤360)，电流指令值划定一上升段(P0-P1)，其电流连续增加到第一电平，接下来下降段(P2-P3)的电流连续下降到第二电平，上升段和下降段分别为所选频率的1/4正弦波。磁头通过施加确定为速度分布和磁头实际速度之差的速度误差相关的电流，接着减速到目标磁道。
为说明附加权项起见，“电路”和“线路”的术语可以理解为用硬件或固件/程序来实现。为方便起见，方法步骤各别标示，但并不一定受所示的次序限制。
即将清楚的是，本发明较好地适合于实现目标，并达到包括其固有特点在内的这些目标中所提到的优点。为公开起见，对这里的较佳实施例进行说明，还可以做出许多变换，熟悉本技术领域的人容易接受这些变换，这些变换可以包括在本发明揭示以及附加的权利要求所界定的精神内。
权利要求
1．一种用伺服电路在相应磁盘上使磁头由初始磁道移动到目标磁道以在磁盘驱动器内实现查找的方法，该伺服电路输出一串电流指令值，指示待加到与磁头耦合的驱动器电机的依次的电流幅值，线圈驱动器电路采用的这些电流指令值将电流加到驱动器电动机上，其特征在于，该方法包括以下步骤(a)提供一速度分布，当磁头接近目标磁道时，该分布划定磁头的所需减速径迹；(b)将一串开环电流指令值加到线圈驱动器电路上，使磁头加速偏离初始磁道，该电流指令值划定一电流连续上升到第一电平的上升段，以及电流连续下降到第二电平的后续下降段；上升段和下降段分别具有与速度分布无关的划定形状；以及(c)接着将一串闭环电流指令值加到线圈驱动器电路，使磁头根据速度分布向目标磁道减速。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括(d)接着将伺服电路的增益从初始值增加到终值，在施加步骤(b)的开环运行和接下来的施加步骤(c)的闭环运行之间过渡。
3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，施加步骤(b)中的一串开环电流指令值进一步在上升段和下降段之间界定一中间段，线圈驱动器电路在中间段名义上将标称电流加到驱动器电动机。
4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所提供的步骤(a)进一步包括以下步骤(a1)界定一电流分布，指示了使磁头减速到目标磁道上的所需减速电流，电流分布具有标称幅值的第一段，从标称幅值过渡到最大幅值的第二段，以及从最大幅值过渡到标称幅值的第三段；(a2)识别速度分布的要求速度，该速度与磁头在将电流分布施加到驱动器电动机时所遵循对应速度径迹相关。
5．一种磁盘驱动器，其特征在于，包括一转动磁盘，在其记录表面上划定了多个磁道；一驱动器，用于支撑紧邻磁道的磁头；一驱动器电动机，与驱动器耦合，将磁头移动穿过记录表面，驱动器电动机包括一线圈；以及一伺服电路，工作上与磁头和线圈耦合，根据划定磁头所需径迹的速度分布，该电路将电流加到线圈上，进行查找操作，其中通过将磁头加速到最大速度，然后减速到目标磁道，将磁头从初始磁道移动到目标磁道，伺服电路包括一伺服处理器，其有关的编程为(a)提供一速度分布，当磁头接近目标磁道时，该分布划定出一磁头所需的减速径迹；(b)将电流加到线圈驱动器电路上，使磁头加速偏离初始磁道，该电流包括一电流连续增加到第一电平的上升段，以及电流连续降低到第二电平的后续下降段，上升段和下降段分别具有与速度分布无关的形状；以及(c)接着施加电流，使磁头减速到与速度分布相关的目标磁道。
6．根据权利要求5所述的磁盘驱动器，其特征在于，伺服处理器进一步包括程序(d)接着将伺服电路增益从初始值提高到终值，在步骤(b)的开环运行和步骤(c)的闭环运行之间过渡。
7．根据权利要求5所述的磁盘驱动器，其特征在于，步骤(b)的电流进一步包括具有标称恒定电流的上升段和下降段之间的中间段。
8．根据权利要求5所述的磁盘驱动器，其特征在于，根据指示使磁头减速到目标磁道的所需减速电流的电流分布，确定速度分布的要求速度，该电流分布具有标称幅值的第一段，从标称幅值过渡到最大幅值的第二段，以及从最大幅值过渡到标称幅值的第三段，其中磁头额定随加到驱动器电动机上的电流分布的速度分布变化。
全文摘要
磁盘驱动器(100)内用于降低声噪声形成的方法和装置。根据给出一系列表示磁头减速到目标磁道时所需速度的速度分布表(304),将磁头(120)从磁盘(106)上的初始磁道移动到目标磁道来实现查找。在查找过程中,根据存储了开环电流指令值的表(310,312,314,316),将电流(300)加到驱动器电动机(116)上,使磁头加速偏离初始磁道。增益聚合块(318)增大伺服增益(236),在开环运行和闭环运行之间给出一平稳过渡。因此,通过施加用最大电流划定磁头减速的电流分布表(306)中与速度误差有关的电流和电流指令,使磁头减速。
文档编号G11B25/04GK1309804SQ99808649
公开日2001年8月22日 申请日期1999年7月13日 优先权日1998年7月13日
发明者刘志江 申请人:西加特技术有限责任公司