(57)【要約】本発明は、デュアル−アクチュエータ式ディスクドライブの従来型追従サーボ機構に、付加式適応フィードフォワード制御装置２１８，２６８を組み込み、それにより、２つのアクチュエータ組立体２０２，２５２の機械的相互作用に起因する妨害を抑止し、それによって、トラック追跡時の位置決め精度を高めるものである。一方のアクチュエータ２５０の電力増幅器に送られる制御信号ｕ２（ｋ）は、また他方のアクチュエータ２００内の適応制御装置２１８の入力信号として使用される。例示用の一実施例では、情報がＬＭＳ適応フィルタ２１８へ送られる。適応フィルタ２１８の出力は、ヘッド位置を目標トラック位置と整合させるためのフィードフォワード信号ｕ１（ｋ）として利用される。未知の妨害力動作用を濾過−ｘＬＭＳ（最小平均二乗）適応アルゴリズムと対抗させることにより、フィードフォワード制御装置２１８の出力が、機械的相互作用による妨害を相殺し、これにより、必要とされる迅速で精確なヘッド位置決めが可能になる。
2004500676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個のアクチュエータ組立体を有するディスクドライブの場合に、各組立体が、サーボループ内で、ディスク面に対する読み取り／書き込みヘッドの位置へ操作されるようにされ、ディスク面に対する読み取り／書き込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す位置エラー信号に基づいて、各サーボループが、関連するアクチュエータ組立体へサーボ制御信号を送るようにされており、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１アクチュエータ組立体に関連した第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を減衰する方法において、
該方法が
（ａ）　第２アクチュエータ組立体に発せられるサーボ制御信号を、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償するフィードフォワード信号を発するようにされた第１適応フィルタへ送る段階を含んでおり、該第１適応フィルタが、受信したサーボ制御信号と第１アクチュエータ組立体の位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有しており、更に
（ｂ）　第１アクチュエータ組立体のサーボループに対しフィードフォワード信号を送る段階を含む、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１アクチュエータ組立体と関連した第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を減衰する方法。
【請求項２】
第１適応フィルタが、可変タップ重みを有するタップ付き遅延線である、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
可変タップ重みが、最小平均二乗アルゴリズムにより駆動される、請求項２に記載された方法。
【請求項４】
最小平均二乗アルゴリズムが、最速降下法に基づく勾配アルゴリズムである、請求項３に記載された方法。
【請求項５】
適応フィルタの伝達関数が
Ｆ（ｋ，ｑ−１）＝ｆ０（ｋ）＋ｆ１（ｋ）ｑ−１＋．．．＋ｆＮ−１（ｋ）ｑ−（Ｎ−１）
であり、この式において、ｑ−１は単位遅延作用素であり、時間ｋでのタップ重みｆｉ（ｋ）は最小平均二乗アルゴリズムを介してオンラインで調整される、請求項４に記載された方法。
【請求項６】
タップ重みが、次のように更新され、
ｉ＝０．１，．．．，Ｎ−１の場合、
ｆｉ（ｋ＋１）＝ｆｉ（ｋ）＋２μ・ｅ（ｋ）・ｘ（ｋ−ｉ）
この式においてｅ（ｋ）は、フィードフォワード信号と第２アクチュエータ組立体の運動に起因する実妨害との差、ｘ（ｋ）は、適応フィルタへの入力、μは、収束速度と最小エラーレベルとを決定する定利得である、請求項５に記載された方法。
【請求項７】
適応フィルタへの入力ｘ（ｋ）が、
ｘ１（ｋ）＝Ｈ１（ｋ，ｑ−１）ｕ２（ｋ）
であり、この式において、ｕ２（ｋ）は、第２アクチュエータ組立体に与えられるサーボ制御信号、Ｈ１（ｋ，ｑ−１）は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置を示す実位置信号にフィードフォワード信号を関係付ける伝達関数である、請求項６に記載された方法。
【請求項８】
次式、すなわち
2004500676.tif 000013
において、ｕ２（ｋ）は、第２アクチュエータ組立体に与えられるサーボ制御信号、Ｇ１は、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する未知の力動作用、Ｐ１は第１アクチュエータ組立体の力動作用、Ｈ１は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置を示す実位置信号にフィードフォワード信号を関係付ける伝達関数である、請求項６に記載された方法。
【請求項９】
更に、次の段階、すなわち
（ｃ）  第１アクチュエータ組立体の運動に起因する、第２読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償する第２フィードフォワード信号を発生するようにされた第２適応フィルタに対し、第１アクチュエータ組立体に与えられるサーボ制御信号を与える段階を含み、前記第２適応フィルタが、受信サーボ制御信号と第２アクチュエータ組立体の位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有しており、
（ｄ）  第２アクチュエータ組立体のサーボループに対し、第２フィードフォワード信号を与える段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項１０】
ディスクドライブにおいて、
ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第１位置エラー信号に基づき、第１読取り／書込みヘッドをディスク面に対し位置決めするようにされた第１アクチュエータ組立体と、
第２サーボ制御信号を受信し、第２サーボ制御信号に応答してディスク面に対して読取り／書込みヘッドを位置決めするようにされた第２アクチュエータ組立体と、
第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とを受信し、第１アクチュエータ組立体へフィードフォワード信号を送るようにされた第１適応フィルタとを含んでおり、前記フィードフォワード信号が、第２アクチュエータ組立体に起因する第１読取り／書込みヘッド位置決め妨害を補償するようにされており、前記第１適応フィルタが、第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有している、ディスクドライブ。
【請求項１１】
フィードフォワード信号が第１サーボ制御信号に加えられる、請求項１０に記載されたディスクドライブ。
【請求項１２】
適応フィルタが、可変タップ重みを有するタップ付き遅延線である、請求項１０に記載されたディスクドライブ。
【請求項１３】
可変タップ重みが、最小平均二乗アルゴリズムによって駆動される、請求項１２に記載されたディスクドライブ。
【請求項１４】
最小平均二乗アルゴリズムが、最速降下法に基づく勾配アルゴリズムである、請求項１３に記載されたディスクドライブ。
【請求項１５】
第１適応フィルタの伝達関数Ｆが次式により得られ、
Ｆ（ｋ，ｑ−１）＝ｆ０（ｋ）＋ｆ１（ｋ）ｑ−１＋．．．＋ｆＮ−１（ｋ）ｑ−（Ｎ−１）この式において、ｑ−１は単位遅延作用素であり、時間ｋにおけるタップ重みｆｉ（ｋ）が最小平均二乗アルゴリズムを介してオンラインで調整される、請求項１４に記載されたディスクドライブ。
【請求項１６】
タップ重量が、次のように更新され、
ｉ＝０．１，．．．，Ｎ−１
ｆｉ（ｋ＋１）＝ｆｉ（ｋ）＋２μ・ｅ（ｋ）・ｘ（ｋ−ｉ）
この式において、ｅ（ｋ）は、フィードフォワード信号と第２アクチュエータ組立体の運動に起因する実妨害との差、ｘ（ｋ）は、第１適応フィルタへの入力、μは、収束速度と最小エラーレベルとを決定する定利得である、請求項１５に記載されたディスクドライブ。
【請求項１７】
第１適応フィルタへの入力ｘ（ｋ）が、
ｘ１（ｋ）＝Ｈ１（ｋ，ｑ−１）ｕ２（ｋ）
であり、この式において、ｕ２（ｋ）は、第２アクチュエータ組立体に与えられる第２サーボ制御信号、Ｈ１（ｋ，ｑ−１）は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置を示す実位置信号にフィードフォワード信号を関係付ける伝達関数である、請求項１６に記載されたディスクドライブ。
【請求項１８】
次式が得られ、
2004500676.tif 000014
この式において、ｕ２（ｋ）は、第２アクチュエータ組立体に与えられる第２サーボ制御信号、Ｇ１は、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する未知の力動作用、Ｐ１は、第１アクチュエータ組立体の力動作用、Ｈ１は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置を示す実位置信号にフィードフォワード信号を関係付ける伝達関数である、請求項１６に記載されたディスクドライブ。
【請求項１９】
第１アクチュエータ組立体が、第１位置エラー信号に基づいて第１サーボ制御信号を受信し、第１サーボ制御信号に応じて第１読取り／書込みヘッドを位置決めするようにされており、かつまた第２サーボ制御信号が、ディスク面に対する第２読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第２位置エラー信号に基づいており、前記ディスクドライブが、更に、
第１サーボ制御信号と第２位置エラー信号とを受信し、第２アクチュエータ組立体に第２フィードフォワード信号を送るようにされた第２適応フィルタを含んでおり、前記第２フィードフォワード信号が、第１アクチュエータ組立体の運動に起因する第２読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償するようにされており、前記第２適応フィルタが、第１サーボ制御信号と第２位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有している、請求項１０に記載されたディスクドライブ。
【請求項２０】
ディスクドライブにおいて、
ディスク面に対し第１と第２の読取り／書込みヘッドをそれぞれ位置決めするようにされた第１と第２のアクチュエータと、
第１アクチュエータによる第１読取り／書込みヘッドの位置決めに対する第２アクチュエータの運動の影響を減衰させるための装置とを含む、ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、広くはディスクドライブのデータ記憶装置に関するものである。より具体的には、本発明は、デュアル−アクチュエータ・ディスクドライブ内での第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、ディスクドライブ内での第１アクチュエータ組立体読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を減衰させることに関するものである。
【０００２】
（発明の背景）
ディスクドライブは、ディスク上に形成された同心的なトラックに沿って情報の読取りおよび書込みを行う。ディスク上の特定トラックを突止めるためには、ディスクドライブの場合、通常、ディスクに埋込まれたサーボ磁界を利用する。これらの埋込み磁界は、特定トラック上方にヘッドを位置決めする場合に、サーボサブシステムにより利用される。サーボ磁界は、ディスクドライブの製造時にディスク上に書込まれ、後に位置検出のさいには、ディスクドライブにより簡単に読取られる。サーボシステムは、特定サンプリング速度で特定トラックに対する読取り／書込みヘッド位置をサンプリングし、ヘッド位置を調整する。
【０００３】
通常のサーボシステムでは、所定トラックに対する読取り／書込みヘッドの実位置が検出され、ヘッド目標位置と比較される。実位置と目標位置との差を示す位置エラー信号（ＰＥＳ）は、サーボ制御装置へ送られる。位置エラー信号の値に基づいて、サーボ制御装置は、電力増幅器にサーボ制御信号を送り、電力増幅器は、サーボ制御信号を増幅して、ボイスコイル・モータへ送る。ボイスコイル・モータは、アクチュエータに接続されており、アクチュエータは、ボイスコイル・モータへの増幅制御信号の送信に応答して運動する。アクチュエータには、読取り／書込みヘッドを保持するアクチュエータアームが連結されている。このようにして、サーボ制御装置は、ディスク面上の特定トラックに対する読取り／書込みヘッドの位置決めを制御する。
【０００４】
磁気技術により、ディスクドライブのエリア密度は急速に増し続けている。大型コンピュータ装置用の主ファイルとして使用される磁気ディスク記憶装置の能力の増大と共に、急速データアクセス性能が極めて重要になった。エリア密度の増大に加えて、アクセス時間およびスループットが、より急速になった。これらの改良技術のそれぞれが、より高性能のサーボシステムや機械式構造物を要求している。回転式デュアル−アクチュエータ構造物は、高性能のアクセスおよびより急速なスループットの要求に応えるのに役立つ。２つの個別のチャネルおよびアクチュエータが、同時操作されるように設計されているからである。しかし、デュアルアクチュエータ構造物は、要求されるヘッド位置決め時に、２つのアクチュエータが相互に作用する傾向がある。一方のアクチュエータの、特にトラック探索中の運動が振動を発生させ、この振動が、トラック追従中、他方のトラックの位置決め精度に有意の影響を与える。
本発明は、これらの問題およびその他の問題に対する解決策を得、かつ先行技術にまさる利点を提供するものである。
【０００５】
（発明の要約）
本発明は、ディスクドライブ内での第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、デュアルディスクドライブ内での第１アクチュエータ組立体の読取り／書込みヘッド位置決め妨害を減衰させるのに役立つ。
本発明の一実施例は、第１アクチュエータ組立体と関係した第１読取り／書込みヘッドの位置決めに対する、第２アクチュエータ組立体の運動による妨害を減衰させる方法に係わるものである。この方法によれば、第２アクチュエータ組立体に送られるサーボ制御信号が、適応フィルタへも送られ、該適応フィルタが、第１アクチュエータ組立体の位置エラー信号をも受信する。適応フィルタは、その場合、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償するようにされたフィードフォワード信号を発する。適応フィルタは、そのパラメータを、受信した位置エラー信号と受信したサーボ制御信号とに基づいて調整する。フィードフォワード信号は、第１アクチュエータ組立体のサーボループへの送られる
【０００６】
本発明の別の実施例は、第１と第２のサーボ制御装置に対応する第１と第２のアクチュエータ組立体を含むディスクドライブと、適応フィルタとに係わるものである。第１アクチュエータ組立体は、ディスク面に対し第１読取り／書込みヘッドを位置決めする。第１サーボ制御装置は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第１位置エラー信号を受信する。第１サーボ制御装置は、第１位置エラー信号の値に基づいて第１アクチュエータ組立体へ第１サーボ制御信号を送る。第２アクチュエータ組立体は、ディスク面に対し第２読取り／書込みヘッドを位置決めする。第２サーボ制御装置は、ディスク面に対する第２読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第２位置エラー信号を受信する。第２サーボ制御装置は、第２サーボ制御信号を、第２位置エラー信号の値に基づいて第２アクチュエータ組立体へ送る。適応フィルタは、第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とを受信し、フィードフォワード信号を第１アクチュエータ組立体へ送る。フィードフォワード信号は、第１読取り／書込みヘッドの位置に対する第２アクチュエータ組立体の運動に起因する妨害を補償するように設計されている。適応フィルタは、そのパラメータを、第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とに基づいて調整する。
以上の特徴および種々のその他の特徴、並びに本発明を特徴づける利点は、以下の詳しい説明を読み、かつ関連図面を見ることで明らかになるだろう。
【０００７】
（説明用の実施例の詳細な説明）
図１は、通常のディスクドライブ１１０の平面図である。ディスクドライブ１１０は、ディスクパック１１２を含んでおり、該ディスクパックは、ディスククランプ１１４によってスピンドルモータ（図示せず）上に取付けられている。ディスクパック１１２は、一好適実施例の場合、複数の個別のディスクを含み、該ディスクは、中心軸１１５を中心として共回転するように取付けられている。データが記憶される各ディスク面は、関連するヘッド−ジンバル組立体（ＨＧＡ）１１６を有し、該組立体がディスクドライブ１１０内でアクチュエータ１１８に取付けられている。図１に示したアクチュエータ組立体は、回転運動コイルアクチュエータとして周知の種類のもので、全体を符号１２０で示したボイスコイル・モータを含んでいる。ボイスコイル・モータ１２０は、ヘッド−ギンバル組立体１１６を付加取付けされたアクチュエータ１１８を、ディスクドライブ１１０内に収容された電子回路の制御下で、旋回軸１２１を中心として旋回させて、関連ディスク面上の目標データトラックの上方にヘッド−ギンバル組立体１１６を位置決めする。
【０００８】
より詳しく言えば、アクチュエータ１１８は、旋回軸１２１を中心として旋回させることで、ヘッド−ギンバル組立体１１６を円弧１１９に概して沿って旋回させ、これにより各ヘッド−ギンバル組立体１１６が、ディスクパック１１２のディスク面上の複数トラックのうちの所望のトラック上方に位置決めされる。ヘッド−ギンバル組立体１１６は、ディスクの最も内側の半径上に位置するトラックから、最も外側の半径上に位置するトラックへ移動させることができる。各ヘッド−ギンバル組立体１１６は、スライダがディスク上のトポグラフィーに従い得るように、荷重ビームに対しスライダを弾性的に支持するギンバルを有している。スライダの方は、１つ以上の変換器を有し、該変換器は、浮動するスライダの下方のディスク面上の磁束の反転を符号化し、ディスク面から磁束の反転を読取るのに利用される。
【０００９】
回転式デュアル−アクチュエータ構造物では、同時操作するように設計された２つの個別のチャネルとアクチュエータとが利用される。２つのアクチュエータは、ディスクパック１１２に対する異なる周方向位置に位置決めされることが可能である。あるいはまた、これらのアクチュエータは、周方向で等位置にも位置決めでき、事実上互いに上下に重ねることができる。その場合、一方のアクチュエータは、ディスクパック１１２内の下のディスクへのアクセスに、他方のアクチュエータは、ディスクパック１１２内の上のディスクへのアクセスに、それぞれ使用される。ここでは、本発明をデュアル−アクチュエータ・システムに即して説明する。しかし、本発明は、どの複数アクチュエータを用いるディスクドライブ・システムにも適用可能なことが理解されよう。
【００１０】
本発明は、既存のトラック追跡サーボ機構に付加される適応フィードフォワード制御装置を有し、それによって２つのアクチュエータ組立体の機械的な相互作用に起因する妨害が抑制され、トラック追跡時の位置決め精度が高められる。一方のアクチュエータの増幅器へ送られる制御信号は、他方のアクチュエータに対するヘッド位置決め妨害を発生させる振動をも決定するのに加えて、一方のアクチュエータの後続運動をも決定する。したがって、この制御信号は、他方のアクチュエータにおける機械的相互作用による妨害と相関している。一方のアクチュエータの電力増幅器に送られ制御信号は、また他方のアクチュエータの適応制御装置の入力信号としても利用される。図示の実施例では、この情報がＬＭＳ適応フィルタに供給される。該適応フィルタの出力は、次いでフィードフォワード信号として、ヘッド位置を目標トラック位置と相互調整するために使用される。濾過−ｘＬＭＳ（最小平均二乗）適応アルゴリズムに、未知の妨害力動作用を対抗させることにより、フィードフォワード制御装置の出力は、機械的な相互作用による妨害を相殺でき、それによって、必要とされる迅速で精確なヘッド位置決めが実現される。
【００１１】
以下で、本発明を、単一入力・単一出力（ＳＩＳＯ）個別型時間確率システムの場合について述べることにする。本発明は、しかし、別のシステムにも適用可能である。すべての伝達関数および信号は、個別時間域内でサンプリング時間指数ｋと、単位遅延作用素ｑ−１を用いて表される。
図２は、本発明の説明用の実施例による、適応制御装置を有するデュアル−アクチュエータ式ディスクドライブのサーボ機構のブロック図である。等しいサーボ機構を有する２つのアクチュエータは、アクチュエータ１（２００）とアクチュエータ２（２５０）とに組分けされている。２組の符号の表記は、それぞれ下つき数字１と２を有しているが、同じものを意味している。アクチュエータ１（２００）では、アクチュエータ組立体モデル２０２と従来式のサーボ制御装置２０４とが、それぞれ符号Ｐ１とＫ１で表されている。例示用の一実施例では、アクチュエータ組立体モデルＰ１２０２（同じくアクチュエータ組立体モデルＰ２２５２）は、ディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）／電力増幅器、ボイスコイル・モータ、アクチュエータ、アクチュエータアームを含んでいる。所定トラックに対する読取り／書込みヘッドの実位置ｙ１（ｋ）が検出され、ヘッドの目標位置ｒ１（ｋ）と比較される。実位置と目標位置との差を示す位置エラー信号（ＰＥＳ）ｅ１（ｋ）は、サーボ制御装置２０４に送られる。位置エラー信号ｅ１（ｋ）の値に基づいて、サーボ制御装置２０４（Ｋ）は、サーボ制御信号ｕｂ１（ｋ）をアクチュエータ組立体２０２のＤＡＣ／電力増幅器へ送る。ＤＡＣ／電力増幅器は、ディジタルサーボ制御信号ｕｂ１（ｋ）をアナログ信号に変換し、その信号を増幅し、ボイスコイル・モータへ送る。ボイスコイル・モータは、アクチュエータに接続されており、アクチュエータは、ボイスコイル・モータへの増幅制御信号の送信に応答して移動する。読取り／書込みヘッドを保持しているアクチュエータアームはアクチュエータに連結されている。このようにして、サーボ制御装置２０４は、ディスク面上の特定トラックに対する読取り／書込みヘッドの位置決めを制御する。
【００１２】
ヘッド位置妨害ｄ１（ｋ）は、アクチュエータ２（２５０）の運動に起因し、未知の力動作用Ｇ１２１６による制御信号ｕ２（ｋ）から得られると仮定する。制御信号ｕ２（ｋ）は、またＦＩＲ適応フィルタＦ１２１８へ送られることで、妨害ｄ１（ｋ）を相殺するためのフィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）を発生させる。適応フィルタＦ１２１８の適応アルゴリズムでは、ＰＥＳｅ１（ｋ）と制御信号ｕ２（ｋ）が、ＦＩＲパラメータ・チューニング用に使用される。フィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）と、従来式サーボ制御装置２０４からのフィードバック信号ｕｂ１（ｋ）との加算値は、符号ｕ１（ｋ）で表され、この加算値が、アクチュエータ１の電力増幅器へ送られる。例示用の一実施例では、制御信号ｕ１（ｋ）が妨害源として処理され、アクチュエータ２（２５０）内のフィードフォワード制御装置２６８の入力信号は、同じように、アクチュエータ１（２００）内の関数ｕ２（ｋ）として処理される。
【００１３】
例示用の一実施例では、適応フィードフォワード・スキームが双方のアクチュエータで等しい。アクチュエータ１（２００）用の適応フィードフォワード・アルゴリズムの下記の微分作用素（ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）は、アクチュエータ２（２５０）にも適当なものである。
図１から分かるように、補助フィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）と妨害ｄ１（ｋ）とは、同じ入力値ｕ２（ｋ）から得られる値として処理できる。これらの関係は次のように書くことができる：
ｕｆ１（ｋ）＝Ｆ１（ｋ，ｑ−１）ｕ２（ｋ） 式（１）
ｄ１（ｋ）＝Ｇ１（ｋ，ｑ−１）ｕ２（ｋ）                      式（２）
基準入力ｒ１（ｋ）＝０の場合、位置エラー信号ｅ１（ｋ）は、次式のように誘導できる：
2004500676.tif 000003
式（１）および式（２）を式（３）に代入すると、ｅ１（ｋ）は次式となる：
2004500676.tif 000004
式（４）の右辺の第１項は、アクチュエータ１（２００）のヘッド位置に対するアクチュエータ２（２５０）による機械的相互作用の正味効果、第２項は、適応フィードフォワード・スキームによる妨害相殺である。第２項の適応フィルタＦ１（ｋ，ｑ−１）の目的は、第１項の未知妨害力動作用を、そのパラメータを調整することにより近似させ、次いで最小エラーレベルが得られるように互いに相殺することである。したがって、例示用の一実施例の場合、濾過−ｘＬＭＳ適応アルゴリズムは、Ｆ１（ｋ，ｑ−１）のパラメータの適応に使用され、以下の節で説明される。
【００１４】
例示用の一実施例では、ＬＭＳ適応フィルタは、ウッドロウおよびホフのＬＭＳアルゴリズムによって駆動されるタップ重みまたは可変係数を有するタップ付き遅延線である。このアルゴリズムは、バーナード・ウッドロウ／ユージン・ウォーレス著『適応逆制御』（１９９６年、プレンティス・ホール社発行）に説明されている。同著は、ここに引用することにより本明細書に取り入れられるものとする。ＬＭＳアルゴリズムは、最速降下法に基づく勾配アルゴリズムである。図３は、通常のＬＭＳ適応フィルタ・スキームのブロック図である。この場合、ｘ（ｋ）３０４は入力信号であり、ｅ（ｋ）３０６はモデル化されたエラー信号である。未知の力動作用３０２はＲ（ｋ，ｑ−１）で表されている。Ｎ−タップ適応ＦＩＲ適応フィルタに対する伝達関数は、次の形をとる：
Ｆ（ｋ，ｑ−１）
＝ｆ０（ｋ）＋ｆ１（ｋ）ｑ−１＋．．．＋ｆＮ−１（ｋ）ｑ−（Ｎ−１） 式（５）
この式において、時間ｋでのパラメータｆ１（ｋ）、またはタップ重みは、ＬＭＳアルゴリズムを介してオンラインで調整される。
【００１５】
図３から、入力信号ｘ（ｋ）３０４とモデル化されたエラー信号ｅ（ｋ）３０６との関係が次式のように誘導される：
ｅ（ｋ）＝［Ｒ（ｋ，ｑ−１）−Ｆ（ｋ，ｑ−１）］ｘ（ｋ） 式（６）
ＦＩＲ適応フィルタ３００の目的は、入力信号３０４とフィードバックエラー信号３０６の両方を使用し、それによってタップ重みを調整して、未知力動作用Ｒと最小平均二乗エラーの結果とを対抗させることである。タップ重みの更新法は次式で与えられる：
ｉ＝０．１，．．．，Ｎ−１の場合、
ｆ１（ｋ＋１）＝ｆ１（ｋ）＋２μ・ｅ（ｋ）・ｘ（ｋ−ｉ）    式（７）
この式において、μは、収束速度および最小エラーレベルを決定する定利得である。
【００１６】
本発明の例示用の一実施例では、修正されたスキーム、すなわち濾過−ｘＬＭＳ適応アルゴリズムを、図３に示したブロック図に適合するように使用することで、適応フィードフォワード・スキームの最小エラーレベルに達する。この濾過−ｘスキームは、既出のウッドロウ／ウォーレスの著書に、大体、説明されている。但し、該著書は、ディスクドライブに関するスキームを説明しているわけではない。図２から、実位置測定値ｙ１（ｋ）とフィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）との間の伝達関数Ｈ１が、次のように誘導される：
2004500676.tif 000005
式（８）を式（４）に代入すると、次式で表される：
2004500676.tif 000006
【００１７】
式（９）を式（６）と比較し、式（９）のＮ−タップＦＩＲ適応フィルタＦ１が、
Ｆ１（ｋ，ｑ−１）＝ｆ０（ｋ）＋ｆ１（ｋ）ｑ−１＋．．．＋ｆＮ−１（ｋ）ｑ−（ｎ−１） 式（１０）
の形をとり、ｘ１（ｋ）信号が、
ｘ１（ｋ）＝Ｈ１（ｋ，ｑ−１）ｕ２（ｋ）                      式（１１）
と定義され、この式が、
ｉ＝０．１，．．．，Ｎ−１の場合、
ｆ１（ｋ＋１）＝ｆ１（ｋ）＋２μ１・ｅ１（ｋ）・ｘ１（ｋ−ｉ） 式（１２）
によって与えられるパラメータ更新法に利用可能であり、この式においてμ１が定利得であるとすれば、適応フィルタＦ１（ｋ，ｑ−１）は、そのタップ重みを調整することで、未知力動作用−Ｇ１／Ｐ１を追跡し、アクチュエータ２（２５０）による機械的相互作用に起因する位置エラー信号を最小化できる。本発明の例示用の一実施例の場合、伝達関数Ｈ１はオンラインでは利用できない。その場合、プラントの評価が行われる。プラントの周波数応答Ｈ１は、オフラインで測定され、次いでアプリオリ評価
2004500676.tif 000007
が行われる。その場合、式（１２）内のタップ重み更新法に使用されるｘ１（ｋ）信号が、伝達関数Ｈ１を式（１１）内のプラント評価
2004500676.tif 000008
で置き換えることによりオフラインで利用可能であり、
2004500676.tif 000009
となる。式（９）の位置エラー信号ｅ１（ｋ）は、また修正され、
2004500676.tif 000010
となる。
【００１８】
本発明の別の実施例では、伝達関数Ｈ１が、第２適応フィルタを使用することによりオンラインでリアルタイムで決定される。しかし、通常のディスクドライブ・サーボ機構は、記憶スペースが限られ、複雑な処理を行う時間が限られている。濾過−ｘＬＭＳアルゴリズムは、簡単かつコンピュータ操作が僅かしか必要でないため、ディスクドライブ用に好都合である。これは、主に定適応利得を利用し、リアルタイムのプラント同定を行わないからである。注目すべきことは、伝達関数Ｈ１のアプリオリ評価を利用することは、適応目的に反するように見えることである。しかし、程度の低いＨ１評価であっても、概して許容範囲内であることは、実験的に判明している。ウッドロウ／ウォーレスの『適応逆制御』による。濾過−ｘＬＭＳアルゴリズムの収束のための条件
2004500676.tif 000011
は、
2004500676.tif 000012
が厳密に正の実数であるということである。
【００１９】
図４は、第１アクチュエータ組立体２０２に関連した第１読取り／書込みヘッドの位置決めに対し、第２アクチュエータ組立体２５２の運動が原因で発生する妨害を減衰させる方法を示すブロック図である。段階４００では、第２アクチュエータ組立体に送られるサーボ制御信号が、適応フィルタ２１８へも送られ、適応フィルタ２１８は、また第１アクチュエータ組立体２０２の位置エラー信号をも受信する。適応フィルタ２１８は、次いで第２アクチュエータ組立体２５２の運動に起因する第１読取り／書込みヘッド位置決め妨害を相殺するようにされたフィードフォワード信号を発する。適応フィルタ２１８は、そのパラメータを、受信位置エラー信号と受信サーボ制御信号とに基づいて調整する。フィードフォワード信号は、第１アクチュエータ組立体２０２へ送られる。
本発明のデュアル−アクチュエータ適応フィードフォワード制御スキームは、マイクロアクチュエータの使用により読取り／書込みヘッドを調節する２段階サーボシステムでは、きわめて有利に使用できることが理解できよう。駆動装置内の別のアクチュエータに起因する妨害を減衰させるために、適応フィードフォワード・スキームを使用することにより、サーボシステムのマイクロアクチュエータ・ステージが解放されて、他の目的、例えば探索をより迅速にすること等が可能になる。
【００２０】
約言すれば、本発明の一実施例は、第１および第２サーボ制御装置２０４，２５４に対応する第１および第２アクチュエータ組立体２０２，２５２と、適応フィルタ２１８とを含むディスクドライブ１１０に係わるものである。第１アクチュエータ組立体２０２は、ディスク面に対し第１読取り／書込みヘッドを位置決めする。第１サーボ制御装置２０４は、第１位置エラー信号ｅ１（ｋ）を受信するが、この信号は、ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示すものである。第１サーボ制御装置２０４は、第１位置エラー信号ｅ１（ｋ）の値に基づいて、第１サーボ制御信号ｕｂ１（ｋ）を第１アクチュエータ組立体２０２へ送る。第２アクチュエータ組立体２５２は、ディスク面に対し第２読取り／書込みヘッドを位置決めする。第２サーボ制御装置２５４は、第２位置エラー信号ｅ２（ｋ）を受信するが、この信号は、ディスク面に対する第２読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示すものである。第２サーボ制御装置２５４は、第２サーボ制御信号ｕ２（ｋ）を、第２位置エラー信号ｅ２（ｋ）の値に基づいて第２アクチュエータ組立体２５２へ送る。適応フィルタ２１８は、第２サーボ制御信号ｕ２（ｋ）と第１位置エラー信号ｅ１（ｋ）とを受信し、フィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）を第１アクチュエータ組立体２０２へ送る。フィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）は、第２アクチュエータ組立体２５２の運動に起因する第１読取り／書込みヘッド位置妨害を相殺するように設計されている。適応フィルタ２１８は、そのパラメータを、第２サーボ制御信号ｕ２（ｋ）と第１位置エラー信号ｅ１（ｋ）とに基づいて調整する。
【００２１】
本発明の別の実施例は、第２アクチュエータ組立体２５２の運動により、第１アクチュエータ組立体２０２に関連する第１読取り／書込みヘッド位置決めに対して生ずる妨害を減衰させる方法に係わるものである。この方法によれば、第２アクチュエータ組立体２５２に送られるサーボ制御信号ｕ２（ｋ）が、適応フィルタ２１８へも送られ、適応フィルタ２１８は、第１アクチュエータ組立体２０２の位置エラー信号ｅ１（ｋ）をも受信する。適応フィルタ２１８は、第２アクチュエータ組立体２５２の運動による第１読取り／書込みヘッドに対する位置決め妨害を相殺するようにされたフィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）を発生する。適応フィルタ２１８は、そのパラメータを、受信位置エラー信号ｅ１（ｋ）と受信サーボ制御信号ｕ２（ｋ）とに基づいて調整する。フィードフォワード信号ｕｆ１（ｋ）は、第１アクチュエータ組立体２０２のサーボループへ送られる。
【００２２】
以上、本発明の種々の実施例の数多くの特徴および利点を、本発明の実施例の構成および機能の詳細と共に説明したが、この開示は、専ら説明のためのものであり、とりわけ構成および部品の配置については、本発明の原理の範囲内で、特許請求の範囲に記載の用語の広い意味によって示された全範囲にわたり、個々の点で変更が可能である。本発明の範囲および精神を逸脱することなしに、事実上同じ機能性を維持しながら、例えば、特定部材は、デュアル−アクチュエータ適応フィードフォワード・スキームへの具体的な適用に応じて変更することができる。加えて、ここに記載した好適実施例は、デュアル−アクチュエータ・システム用の適応フィードフォワード・スキームに係わるものだが、当業者には理解されるように、本発明の教説は、本発明の範囲および精神を逸脱することなしに、幾つの複数アクチュエータを使用するシステムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明を用いるのに適したディスクドライブの平面図。
【図２】
本発明の例示用の一実施例による、適応制御装置を有するデュアル−アクチュエータ・ディスクドライブサーボ機構のブロック図。
【図３】
通常のＬＭＳ適応フィルタ・スキームのブロック図。
【図４】
一方のアクチュエータの運動がデュアル−アクチュエータドライブ内の別のアクチュエータの位置決めに及ぼす影響を減衰させるための、本発明の例示用の一実施例による方法を示す流れ図。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年1月22日(2002.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個のアクチュエータ組立体を有するディスクドライブの場合に、各組立体が、サーボループ内で、ディスク面に対する読み取り／書き込みヘッドの位置へ操作されるようにされ、ディスク面に対する読み取り／書き込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す位置エラー信号に基づいて、各サーボループが、関連するアクチュエータ組立体へサーボ制御信号を送るようにされており、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１アクチュエータ組立体に関連した第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を減衰する方法において、
該方法が
（ａ）　第２アクチュエータ組立体に発せられるサーボ制御信号を、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償するフィードフォワード信号を発するようにされた第１適応フィルタへ送る段階を含んでおり、該第１適応フィルタが、受信したサーボ制御信号と第１アクチュエータ組立体の位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有しており、更に
（ｂ）　第１アクチュエータ組立体のサーボループに対しフィードフォワード信号を送る段階を含む、第２アクチュエータ組立体の運動に起因する、第１アクチュエータ組立体と関連した第１読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を減衰する方法。
【請求項２】
第１適応フィルタが、可変タップ重みを有するタップ付き遅延線である、請求項１に記載された方法。
【請求項３】
可変タップ重みが、最小平均二乗アルゴリズムにより駆動される、請求項２に記載された方法。
【請求項４】
最小平均二乗アルゴリズムが、最速降下法に基づく勾配アルゴリズムである、請求項３に記載された方法。
【請求項５】
更に、次の段階、すなわち
（ｃ）　第１アクチュエータ組立体の運動に起因する、第２読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償する第２フィードフォワード信号を発生するようにされた第２適応フィルタに対し、第１アクチュエータ組立体に与えられるサーボ制御信号を与える段階を含み、前記第２適応フィルタが、受信サーボ制御信号と第２アクチュエータ組立体の位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有しており、
（ｄ）　第２アクチュエータ組立体のサーボループに対し、第２フィードフォワード信号を与える段階を含む、請求項１に記載された方法。
【請求項６】
ディスクドライブにおいて、
ディスク面に対する第１読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第１位置エラー信号に基づき、第１読取り／書込みヘッドをディスク面に対し位置決めするようにされた第１アクチュエータ組立体と、
第２サーボ制御信号を受信し、第２サーボ制御信号に応答してディスク面に対して読取り／書込みヘッドを位置決めするようにされた第２アクチュエータ組立体と、
第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とを受信し、第１アクチュエータ組立体へフィードフォワード信号を送るようにされた第１適応フィルタとを含んでおり、前記フィードフォワード信号が、第２アクチュエータ組立体に起因する第１読取り／書込みヘッド位置決め妨害を補償するようにされており、前記第１適応フィルタが、第２サーボ制御信号と第１位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有している、ディスクドライブ。
【請求項７】
適応フィルタが、可変タップ重みを有するタップ付き遅延線である、請求項６に記載されたディスクドライブ。
【請求項８】
可変タップ重みが、最小平均二乗アルゴリズムによって駆動される、請求項７に記載されたディスクドライブ。
【請求項９】
最小平均二乗アルゴリズムが、最速降下法に基づく勾配アルゴリズムである、請求項８に記載されたディスクドライブ。
【請求項１０】
第１アクチュエータ組立体が、第１位置エラー信号に基づいて第１サーボ制御信号を受信し、第１サーボ制御信号に応じて第１読取り／書込みヘッドを位置決めするようにされており、かつまた第２サーボ制御信号が、ディスク面に対する第２読取り／書込みヘッドの実位置と目標位置との差を示す第２位置エラー信号に基づいており、前記ディスクドライブが、更に、
第１サーボ制御信号と第２位置エラー信号とを受信し、第２アクチュエータ組立体に第２フィードフォワード信号を送るようにされた第２適応フィルタを含んでおり、前記第２フィードフォワード信号が、第１アクチュエータ組立体の運動に起因する第２読取り／書込みヘッドの位置決め妨害を補償するようにされており、前記第２適応フィルタが、第１サーボ制御信号と第２位置エラー信号とに基づいて調整可能なパラメータを有している、請求項６に記載されたディスクドライブ。
【国際調査報告】
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2004500676.tif 000045
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