(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクドライブ・サーボ・システムにおいて、トラック追従ループ信号を最適化する方法であって、
前記トラック追従ループ信号は、少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号（５０，５２）、およびフィードバック信号を含んでおり、
前記方法が、
前記フィードフォワード信号の一方にステップ信号を挿入するステップと、
前記ステップ信号を挿入したフィードフォワード信号を加えた信号を前記ディスクドライブ・サーボ・システムに入力し、該システムから出力されるフィードバック信号に少なくとも２つの適応信号（６０，６２）をそれぞれ乗じて、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号に対応する少なくとも２つのチャネルの出力信号（Y1, Y2）を生成するステップと、
前記少なくとも２つのチャネルの出力信号のうち、前記フィードフォワード信号の他方に対応する出力信号を監視するステップと、
前記フィードフォワード信号の他方に対応する出力信号が所定のしきい値を越えるとき、次にステップ信号を挿入するときの該出力信号を減少させるように、前記適応信号を修正するステップと、
を含み、
前記フィードフォワード信号の他方に対応する出力信号が所定のしきい値以下となるまで、以上のステップを繰り返す、方法。
【請求項２】
ディスクドライブ・サーボ・システムのサーボループにおいて、トラック追従ループ信号に関するｎアラウンドのナラーを最適化する方法であって、
前記トラック追従ループ信号は、少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号（５０，５２）、およびフィードバック信号を含んでおり、
前記方法は、
前記フィードフォワード信号の一方にステップ信号を挿入し、該ステップ信号を挿入したフィードフォワード信号を加えた信号を前記ディスクドライブ・サーボ・システムに入力し、該システムから出力されるフィードバック信号を受け取るステップと、
前記フィードバック信号に、所定の位相遅延信号に関するフーリエ総和を行って、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号に対応する少なくとも２つのチャネルの出力信号(Y1、Y2)を生成するステップと、
前記少なくとも２つのチャネルの出力信号のうち、前記フィードフォワード信号の他方に対応する出力信号を積分して積分和を生成し、該積分和に基づいて前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号の分離の程度を求めるステップと、
前記積分和が所定のしきい値を超えるとき、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号の分離の程度が不十分であると判断し、前記位相遅延信号を修正するステップと、
を含み、
前記積分和がしきい値以下となって、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号の分離が最適化され、ナラーの不安定性が最小限にされたと判断されるまで、以上のステップを繰り返す、方法。
【請求項３】
ステップ信号を挿入するステップが、前記チャネル・フィードバック信号の一方の出力(Y1、Y2)を修正することを含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル・フィードフォワード信号の一方が、A x sin(ωt)で表され、他方は、B x cos(ωt)で表され、ここでAおよびBは、前記チャネル・フィードバック信号の出力信号(Y1、Y2)であり、ωは、前記チャネル信号の角振動数であり、tは、時間である、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記適応信号が、チャネル信号の一方についてsin(ωt＋α)によって表され、チャネル信号の他方についてcos(ωt＋α)によって表され、ここでωは、前記チャネル信号の角振動数であり、tは、時間であり、αは、位相遅延信号であるか、またはαは、修正される適応信号を用いてステップを繰り返す場合、修正される位相遅延信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フィードフォワード信号の他方に対応する出力信号を監視するステップが、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号の間のクロストークの量を決定するための積分和を生成するように、該出力信号を積分することを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記修正される位相遅延信号が、次の方程式によって決定され、
PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) ＋ AdaptionGain x IntegralSum ＋ 1/2LSB
ここでPhaseDelay(n＋1)は、修正される位相遅延信号であり、PhaseDelay(n)は、前の位相遅延信号であり、AdaptionGainは、前記チャネル・フィードフォワード信号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための設計パラメータ定数であり、Integralsumは、積分和の値であり、LSBは丸めるための最下位ビットである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記所定のしきい値が、前記少なくとも２つのチャネルのフィードフォワード信号の信号分離が最大となってトラック追従ループ信号の不安定性を最小にしたことを表す値である、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記フーリエ総和が、前記フィードバック信号にsin(ωt+α)で表される信号を挿入し、または前記フィードバック信号にcos(ωt+α)で表される信号を挿入することによってもたらされ、ここでωは、前記チャネル信号の角振動数であり、tは時間であり、αは位相遅延信号であるか、あるいはαは、修正される位相遅延信号を用いてステップを繰り返す場合、修正される位相遅延信号である、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記修正される位相遅延信号が、次の方程式によって決定され、
PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) + AdaptionGain x IntegralSum + 1/2LSB
ここでPhaseDelay(n＋1)は修正される位相遅延信号であり、PhaseDelay(n)は前の位相遅延信号であり、AdaptionGainは、前記チャネル・フィードフォワード信号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための設計パラメータ定数であり、IntegralSumは積分和の値であり、LSBは丸めるための最下位ビットである、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般にコンピュータ・ディスク記憶技法に関し、特に、回転するディスク記憶装置の所望のトラック上における読取り/書込みヘッドの位置付けを制御するディスクドライブ・サーボ・システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディスクドライブは、ヘッドおよびトラックの間のデータを読み取り、書き込むために、ディスクドライブ表面のトラックの上で読取り/書込みヘッドを運ぶ支持アームを用いる。読取り/書込みヘッドはまた、サーボ(トラック位置付け)情報を読み取る「サーボ」ヘッドとしても使用されうる。支持アームは、サーボ・モーターによって作動する。閉ループ・サーボ制御システムは、ディスクドライブ表面のトラック上で支持アームおよび読取り/書込み/サーボ・ヘッドの位置付けを調節する、サーボ・モーターの活動を制御する。サーボ制御システムは、サーボ・ヘッド(すなわちサーボ情報を読み取るために使用される読取り/書込みヘッド)から参照信号を受け取り、ディスク表面上のサーボ・ヘッド(および読取り/書込みヘッド)のオフトラック・サーボ位置情報を示す。閉ループ・サーボ制御システムは、所望のトラックに関連してサーボ・ヘッドによって生成されるオフトラック位置情報に応じて、サーボ・モーターに信号を入力することにより、サーボ・ヘッドの回転の位置付けを実現し、修正する。制御ループ・システムは、ヘッドおよびトラックの間のオフトラックまたは半径方向の変位を最小限にしようとする。
【０００３】
ディスク表面のデータ・トラック上のヘッドの位置付けを正確に制御するために、閉ループ・サーボ制御システムは、所望のサーボ情報のトラックに関するヘッドの位置付けを示す安定で制御された定常状態の誤差信号を正確に生成する必要があり、ディスクの表面から読み取るおよび書き込む一方で、動的にサーボ・モーターの滑らかで正確な回転制御を可能にしなければならない。その上、タイミング信号は、ハードディスクが典型的に既知の速度で回転するので、サーボ・ヘッドで読み取られるサーボ情報によって提供されることができ、タイミングをとったり(choreographing)、サーボ・システムおよび読取り/書込みシステムの両方のステータスを示すときに重要になる。
【０００４】
ディスクドライブに関連する１つの問題は、不完全な回転、振動、ランダムノイズ、および熱の影響による、回転するハードディスクの水平方向の揺れである。「振れ(runout)」と呼ばれる主な問題は、円形の記憶ディスクの中心が回転の最適の軸からわずかにずれ、ディスクが水平方向に前後にずれることに起因する。振れによって生じる２つの重要な問題がある。回転するディスク上にサーボ情報を書き込むとき、揺れは、非円形トラックの情報を作り出し、読み取るのが難しくなる。そのためサーボ制御ループは、追従する所望のデータ・トラック上にサーボ/読取り/書込みヘッドを正確に位置付けるため、サーボ・モーターの動きを指示するとき、サーボ利得の変動が大きすぎると、動的に制御することが困難になる。もう一つの問題は、予め記録されたサーボ位置情報を含むディスクドライブが回転駆動されるとき、操作の読取り/書込み段階の間にディスクの別の揺れを起こし、制御システムは、しばしば非円形トラックとしてすでに記録されている情報に追従することが困難になる。このように、振れは、読取り/書込みの間に引き起こされ、ディスク表面に以前に記録されたサーボ位置情報の非円形トラックとしてすでに現れている振れに重ねられる。
【０００５】
一般に、振れは、反復可能な振れまたは反復可能でない振れとして分類される。反復可能でない振れは、回転と同期せず、多様な非同期システムの不整合性または機械的欠陥によって特徴づけられる。対照的に、反復可能な振れは、回転と同期する、すなわちそのディスクの１分あたりの回転数(RPM)の整数高調波(すなわち120、240、360Hz等)に関連する振れである。反復可能な振れは、サーボ・コードがディスクに書き込まれるときに特徴付けられ、ディスクの１回転の中の重要な振れの発生の回数によって定義される。発生の回数は、「ｎアラウンド(n-around)」成分として定義される。例えば、「１アラウンド(once around)」の振れ(または揺れ)は、１回転の間に重要な振れが１回起こることを示す。一般に、「１アラウンド」は、傷があるまたはすり切れたスピンドル/ベアリング構造に起因する。別の例として、「８アラウンド(eight around)」は、１回転の間に重要な振れが８回起こることを示す。「８アラウンド」は、あるタイプのスピンドル構造、例えば８極のモーターと接続している場合に起こることがある。
【０００６】
従来のサーボ・システムは、サーボ制御ループ補償器および/またはナラー(nuller)を使用することを含む多様な方法によってトラッキングを改善している。補償器およびナラーは、典型的にファームウェアで実現される。一般に、補償器は、サーボ・システムに影響を与える複数の信号周波数(反復可能な振れ、反復可能でない振れ、ノイズ等によって引き起こされる信号等)の合計の大きさおよび位相特性を成形することによって、所望のトラッキング応答を近似する。一方ナラーは、識別される高調波に直接に関連する特定の信号周波数、すなわちｎアラウンド成分(すなわち「１アラウンド」、「８アラウンド」等)を管理することによってトラッキングを改善する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のものが与えられると、ループの信号の不安定性を防ぎ、正確なサーボ位置付けを維持するために、サーボ・システム制御ループを監視し、制御することが続いて必要とされる。従って、本発明の目的は、制御ループの不安定性を回避し、トラッキングを改善するためにナラーを最適化するシステムおよび方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
好ましい実施例の本発明の原則に従って、ディスクドライブ・トラック追従ループ・サーボ・システムのｎアラウンドのナラー(nuller)は、ナラーのフィードフォーワードの直交性(すなわちそのチャネル間隔)を最大限にすることによって最適化される。サインおよびコサイン項(信号)が、ｎアラウンド成分の振幅を減少させるためにトラック追従ループに挿入され、異なったチャネル(信号)を生成する。そしてフーリエ総和(Fourier sum)が、計算される位相遅延変数と関係して求められ、積分され、直交性を最大限にし、不安定性を最小限にする適当なフィードバックを生成する。具体的には、一方のチャネルのフィードフォーワード・コサイン項が、その平均値を求めるためにローパスフィルタに通される。そしてあるステップが、他方のチャネルのフィードフォーワード・サイン項に与えられ、フィードフォーワード・コサインの応答が監視される。そしてフィードフォーワード・コサインは、２つのチャネルの間にどれくらいの「クロストーク」があるか評価するために積分される。積分和が求められると、それは、チャネルに挿入されたサインおよびコサイン項を調整するためのフィードバック要素として使用され、それゆえフィードフォーワードの直交性を最大限にし、サーボ・システムのナラーの不安定性を最小限にする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、ナラー(nuller)信号を最適化する本発明の手段および方法を具体化するディスクドライブ・サーボ・システムの高水準な概略ブロック図である。回転可能に取り付けられるディスク(スタック)10は、モーター12によって動力を供給され、一定のrpmで駆動される。トランスデューサー(読取り/書込み/サーボ・ヘッド)14は、サーボ・システム18により、隣接するディスク10の表面上で様々な半径方向の位置に可動アクチュエータ16によって位置付けられる。ここで説明するこのようなサーボ・システムは、少なくとも、電力増幅器22によって動力を供給されるモーター20を含む。ヘッド14の位置は、記録されたトラックの中心に関して、そのトラックに記録されたサーボ・コードからヘッドによって検出される。良く知られているように、そのようなサーボ・コードは、各々のトラックの埋め込まれるまたはサンプリングされるサーボであるか、または専用のサーボ・ディスク表面上のサーボ・コードでありえる。サーボ・モーター20は、ヘッド14、および通常、読取り/書込み増幅器24、読取り増幅器およびフィルタ26、デジタル信号プロセッサ(digital signal processor、DSP)32、電力増幅器22を含むサーボ・ループの一部である。
【００１０】
デジタル信号プロセッサ(DSP)32は、読取り/書込みのためにディスク10上でアクチュエータ16を位置付けるサーボ・ループを制御する。従来技術で良く知られているように、DSP32は、デジタル−アナログ変換器(digital to analog converter、DAC)34、アナログ−デジタル変換器(analog to digital converter、ADC)35、補償器(compensator)28、ナラー(nuller)30を含む。補償器28およびナラー30は、図をわかりやすく簡潔にするために、分離したブロックとして示されている。しかし当業者であれば、補償器およびナラーは、本発明の好ましい実施例のように、典型的にはDSPによって実行されるファームウェアで実現されることがすぐにわかるであろう。
【００１１】
DSPは、ある位置から別の位置へアクチュエータを移動させ、所望の位置にくると、その位置を維持するように働く。これは、実際の位置を絶えず監視し、それを所望の位置と比較し、サーボ・システム18を制御するように修正値を書き込むことによって達成される。
【００１２】
１つのヘッド14が特定のトラックの埋め込まれたサーボ・コードおよびデータの両方を変換する(transduce)するとき、システムは、サーボ・コード・セクタではトラック追従モードで、またデータ・セクタでは読取り/書込みモードで機能する。このようなシステムで、ホスト・コンピュータ36による情報の要求は、ディスク・コントローラ38によりトラック識別およびトラックセクタ信号に変形される。そのような要求が存在するとき、システムは、操作のシークモードで機能し、ヘッド14を選ばれるトラックの中心に半径方向へ位置付け、そのデータ・トラックの選ばれたセクタがヘッドの下を通過するとき、データを読み取る/書き込む。この終わりまで、DSP32は、読取り増幅器24およびフィルタ26からデータを受け取り、ディスク・コントローラ38と双方向に連絡され、その結果データ・アドレス、コード化されるデータ、読み出されるデータ、および読取り/書込み制御は、それらの間を受け渡しされることができる。読み出されるデータは、ホスト・コンピュータによって要求されたデータとして、ディスク・コントローラ38によってホスト・コンピュータ36に連絡される。データがディスク上に書き込まれる場合、ホスト・コンピュータからのそのようなデータは、ディスク・コントローラ38によってディスク上のトラックおよびセクタ位置に指示され、ヘッド14が選ばれるトラックの指示されたセクタにあるとき、DSP32に転送され、読取り/書込み増幅器24を通してヘッド14に連絡される。
【００１３】
任意のディスク記録および再生システムで、ディスク10上のトランスデューサー14の半径方向の位置を制御するサーボ・システムの目的は、予め定義されたトラック中心の上にトランスデューサー14を保つことである。これは、図示されるディスクドライブ・システムで、ディスクが回転するとき、トランスデューサー14がディスク10の表面のトラックから位置情報を読むに伴って行われる。この位置情報は、位置誤差信号Yを展開するために使用される。誤差信号は、ADC35を介してデジタル信号に変換され、所望の位置参照信号YREFと合計され(40)、(DSP32の)補償器28およびナラー30を通して(信号X(n)として)フィードバックされ、そして合計され(42)、フィードフォワード信号としてDAC34を通してサーボ・フィードバック・ループに与えられ、サーボ・システム18を制御し、誤差を減少させる方向にトランスデューサー14を移動させる。したがって、操作のトラック追従モードの間、サーボ・システムに関するフィードバック・ループは、トラック位置誤差信号Yに応答し、すべての修正は、トランスデューサーをトラック中心位置に本質的に維持するために、位置誤差の大きさを減少させようとする。
【００１４】
ここまで説明したシステムは、従来のものである。しかし本発明は、ナラー30と関連して用いられる。具体的には、ナラー30は、ナラーの不安定性を最小限にする手段および方法を提供する。
【００１５】
ここで図２を参照して、概略ブロック図は、(図１の)ナラー30と関係するサーボ制御ループの代表的な部分を示す。しかし、図２は、説明を分かりやすくするためにアナログ・コンテクスト(context)でナラー30を表す。すべての図の同様の成分は、同じ参照番号をもつ。(異なったチャネル信号として識別される)サイン項50およびコサイン項52は、フィードフォーワード信号として、ｎアラウンド成分信号の振幅を識別し、減少させるためにトラック追従ループ(サーボ制御ループ)に挿入される。それぞれの項は、次のように表される。
【００１６】
【数１】
ζ1 = A x sin(ωt)
ζ2 = B x cos(ωt)
【００１７】
ここで、ζ1およびζ2は、それぞれ結果の信号であり、Aは、ナラーのチャネル出力信号Y1(後にさらに定義される)から得られるフィードフォーワード・サイン信号(FeedForSin)であり、Bは、ナラーのチャネル出力信号Y2(後にさらに定義される)から得られるフィードフォーワード・コサイン信号(FeedForCos)であり、ω(オメガ)は角振動数であり、tは時間である。
【００１８】
ぞれぞれの項は、補償器28からの結果の信号と合計される(42)。サーボ・システムのその他の部分54は、これらの成分に対してある大きさMおよび位相θ(シータ)を与え、ナラー30でフィードバック信号X(t)を作り出す。信号X(t)が、このように定義されるのは、前述したように図２でアナログ類似が扱われているからである。しかし、一般にX(t)は、デジタル・コンテクストの図１の信号X(n)に等しい。Mは、角度-θ(または+θ)にあり、Mおよびθは、ナラー30によって見られるようなサーボ・ループの変換関数に等しい。そしてフーリエ総和が、ｎアラウンド(n-around)周波数のX(t)から求められ(60、62)、積分されて(56、58)、適当なナラー出力Y1およびY2を生成する。信号Y1は、サーボ・ループを通して、FeedForSin要素A(50に示される)として処理され、Y2は、FeedForCos要素B(52に示される)として処理される。ｎアラウンド周波数で「フーリエ総和」を求めることは、ｎアラウンド成分(周波数)のサインおよびコサイン係数を得ることにつながる。このフーリエ総和は、信号X(t)に次式を乗じることにより、図２のアナログ表記でそれぞれ60、62に表される。
【００１９】
【数２】
sin(ωt+α)
および
cos(ωt+α)
【００２０】
αは、本発明に重要な位相遅延信号であり、後述されるステップによって決定される。ここで、α= 0と仮定する。
【００２１】
ナラー30の不安定なふるまいを数学的に説明するために、変換関数は、ζ1からY1、およびζ2からY2に以下のように導かれる。
【００２２】
【数３】
0003819114.tif 000002
【００２３】
システムのダイナミックスがθ=90度である場合、方程式(1)および(2)は次式のように変えられることができる。
【００２４】
【数４】
0003819114.tif 000003
【００２５】
積分が、ｎアラウンド周波数の１周期で行われる場合、方程式(3)および(4)は、次のように求められる。
【００２６】
【数５】
0003819114.tif 000004
【００２７】
再び図２を参照して、AおよびY1の間には線形関係があることに留意されたい。しかし、方程式(5)および(6)は、システムが制御不可能であり、線形でないことを明らかにする。すなわちAの変化は、Y1に直接に影響を及ぼさず、Bの変化は、Y2に直接に影響を及ぼさない。むしろAの変化は、Y2への「クロストーク」の影響を及ぼし、Bの変化は、Y1へのクロストークの影響を及ぼす。同様の結果が、θ=270度のときに起こる。この「クロストーク」は、システムがなぜそれらの遅れ(lag)項で安定性の問題を持つか説明する。
【００２８】
本発明は、フィードフォーワード・チャネルの間隔(直交性)を最大限にする、すなわち互いの信号の独立を最大限にすることによって、これらの不安定性の問題を解決する。より具体的にいうと、本発明は、Y1およびY2が、それぞれζ1およびζ2の変化に関連して直交に(別々に、独立して)応答することを余儀なくされる位相遅延αの値を決定する方法である。言い換えると、決定される値αの場合、Aでのフィードフォーワード信号の変化は、Y1にのみ影響を及ぼし、Bでのフィードフォーワード信号の変化は、Y2にのみ影響を及ぼすものであり、それによって、クロストークおよび不安定性の問題を最小限にする。
【００２９】
直交性の必要は、本発明によって提供される解法にヒントを与える。具体的には、Aに変化がなされ、Y2がその平衡点から乱される場合、この変化が最小限にされるようにαを調整することが望まれる。このコンテクストにおいて、α(またはαが信号挿入のために使用される方程式)は、フィードバック信号を修正する「適応」信号値を表す。従って本発明は、フィードフォーワード・サイン50およびフィードフォーワード・コサイン52の項を直交させるために、(位相遅延または「適応」信号αを修正することによって)フィードバック修正60および62の位相を適応させる。
【００３０】
説明を分かりやすくするために、ここではフィードフォーワード・サイン信号の位相を適応させ、フィードフォーワード・コサイン信号の応答を監視することに言及する。しかし、フィードフォーワード・サイン信号の応答を監視しながら、フィードフォーワード・コサイン信号を適応させうることも同様に明らかである。
【００３１】
ここで図３を参照して、フローチャートは、サーボ・システムのナラーでフィードフォーワードの直交性を最大限にする本発明の好ましい方法を示す。最初に、ナラー・データが利用可能であることが確認されなければならばい(100)。具体的には、トラックは位置(サーボ)データおよびユーザー・データから成りえる。サーボ・データに関して、例えば、ある従来のディスクドライブに６８サーボ位置サンプルを与えることは特別なことではない。従って各６８サンプルのあと、(ここではデジタル・コンテクストの)フーリエ総和は、有効なナラー・データが利用可能であることを示す前の回転の特定のｎアラウンド周波数で計算されうる。サンプルは、例えばカウンタを用いて容易に監視される。このように、カウンタがディスク回転が起きたことを示すとき、データは利用可能である。そうでない場合、サーボに関連した他の正常なタスクが実施され(105)、慣例的に起きるようにサーボ・システム・トラッキングを適切に維持する。
【００３２】
ナラー・データが利用可能である場合、次のステップ110は、平均値(AvgFeedForCos)を求めるためにFeedForCosをローパスフィルタに通す。フィルタ(115)は、次のように表される。
【００３３】
【数６】
0003819114.tif 000005
【００３４】
ここでLowPassCoeff1は、ローパスフィルタのｄｃ利得が１であるように、次のように選択される。
【００３５】
【数７】
LowPassCoeff1 = 7/8
および
LowPassCoeff0 = 1/8
【００３６】
ローパスフィルタが完了すると、FeedForSinをStepValueに設定することによって(すなわちフィードフォーワード・サイン方程式のAの値を変えることによって)ステップ値がFeedForSinに与えられ(120、125)、それを定常状態値に戻す。StepValueは、信号に重要な影響を生じるように任意に選ばれる。それからFeedForCosのステップ応答が、監視される。
【００３７】
ここで、ステップ応答(FeedForCos)は、２つのチャネルの間にどれくらい「クロストーク」があるか評価するために積分される(130、135)。しかし偏位を取り除くために、最初に平均値が減算される。このプロセスを説明する(デジタル・コンテクストでの)方程式は、次の通りである。
【００３８】
【数８】
0003819114.tif 000006
【００３９】
時間カウンタが、実際の積分時間を監視し、過剰なプロセスを避けるために確立される。
【００４０】
IntegralSumが求められると、それは、αを調整するためのフィードバック要素として使用される。このように、α=位相遅延= PhaseDelay(n)とすれば、新しい位相遅延PhaseDelay(n＋1)は、次のように計算される(145)。
【００４１】
【数９】
PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) ＋ AdaptionGain x IntegralSum＋1/2 LSB
【００４２】
ここでAdaptionGainは、収束率(すなわち繰り返しの数)を最終的なPhaseDelay値に調整する設計パラメータ定数である。定数は、収束が、時間を浪費しないように十分に速く、また不安定性を回避するように速すぎないように決定される。LSBは、最下位ビット(least significant bit)である(1/2 LSBは結果の値の端数を切り上げるために使用される)。本質的に、適応は、正しい位相値αを求めるために積分器を使用する。さらにPhaseDelayは、ディスクドライブのサーボ位置サンプルの所与の範囲内にある数である。例えばサーボ位置サンプルの数が６８である場合、PhaseDelayもまたその範囲内にある。
【００４３】
最後に、IntegralSumがすでに定義された誤差限界(閾値)より小さい、またはそれに等しいときを検証して調べ(150)、それによって直交性が最大限にされ、サーボ・システムのナラーの不安定性が最小限にされることを示す。また誤差限界の閾値は、直交性を最大限にするプロセスの完了を示す設計パラメータ定数(または範囲)である。
【００４４】
ここで図４および図５を参照して、図４は、多様な挿入される位相値で積分される誤差の値を示すグラフであり、図５は、多様な繰り返しでFeedForCos応答信号を示すグラフである。これらの２つのグラフは、本発明の方法を示す。具体的には、図５のIteration(Iter)1は、FeedForSinのステップ入力について、FeedForCosに大きい応答があることを示す。これはまた、図３のIntegralSum(位相48)でも明らかである。しかし明らかにわかるように、ナラー・システムは、繰り返し４で調整され、IntegralSumは、PhaseDelay=64(64は、この例の68の可能な位置サンプルの範囲内の数である)のとき無視できるものである。
【００４５】
最後に、当業者には、多数のファームウェア・コードの実施例が、本発明のナラーを達成するために利用されうることは明らかであるが、以下に、Ti C25 DSP Assembly Languageで実施される一つの好ましい例を示す。
【００４６】
【表１】
0003819114.tif 000007
0003819114.tif 000008
0003819114.tif 000009
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0003819114.tif 000011
0003819114.tif 000012
【００４７】
要するに上述されたものは、ナラーでフィードフォーワードの直交性を最大限にすることにより、ディスクドライブ・トラック追従ループ・サーボ・システムでナラーを最適化する手段および方法の好ましい実施例である。
【００４８】
本発明は例として次の実施態様を含む。
（１）ディスクドライブ・サーボ・システム(18)で、異なったチャネル・フィードフォーワード信号(50、52)および異なったチャネル・フィードバック信号(60、62)を含むトラック追従ループ信号を最適化する方法であって、
(a)異なったチャネル・フィードフォーワード信号(50、52)の一方にステップ信号を挿入するステップ(120)と、
(b)ステップ信号の挿入に応じて異なったチャネル・フィードフォーワード信号の他方によって生成される応答信号を監視するステップと(130)、
(c)応答信号が所定の閾値レベルを越えるとき、
(i)それぞれのチャネル・フィードフォーワード信号(50、52)を修正し、次にステップ信号を挿入するときに次の応答信号を減少させる出力信号を生成するために、適応信号(60、62)を異なったチャネル・フィードバック信号に挿入するステップと、
(ii)応答信号が所定の閾値レベル内であることが監視されるまで、必要に応じて、修正される適応信号を用いて(a)から(c)のステップを繰り返すステップと、
を含む、上記方法。
【００４９】
（２）ディスクドライブ・サーボ・システムのサーボループで、異なったフィードフォーワード信号および異なったチャネル・フィードバック信号を含むトラック追従ループ信号について、ｎアラウンドのナラーを最適化する方法であって、
(a)異なったチャネル・フィードフォーワード信号(50、52)の一方にステップ信号を挿入し(120)、それによって応答信号が、異なったチャネル・フィードフォーワード信号の他方により生成されるステップと、
(b)それぞれのチャネル・フィードフォーワード信号を修正するための出力信号(Y1、Y2)を生成するために、所定の位相遅延信号に関係して異なったチャネル・フィードバック信号(60、62)の各々についてフーリエ総和をもたらすステップと、
(c)異なったチャネル・フィードフォーワード信号の間隔の量を決定するために、積分和を生成するように応答信号を積分するステップ(130)と、
(d)異なったチャネル・フィードフォーワード信号の間隔の量が、所定の閾値レベルに関連して不十分であるとき、
(i)異なったチャネル・フィードフォーワード信号の間隔の量を増やすために、修正される位相遅延信号を決定するステップ(135、145)と、
(ii)異なったチャネル・フィードフォーワード信号の間隔が最適化され、ナラーの不安定性が最小限にされることをを示す閾値が達成されるまで、修正される位相遅延信号を用いて、必要に応じて(a)から(d)のステップを繰り返すステップと、
を含む上記方法。
【００５０】
（３）ステップ信号を挿入するステップが、それぞれのチャネル・フィードバック信号の一方の出力(Y1、Y2)を修正する、上記(1)または(2)の方法。
（４）異なったチャネル・フィードフォーワード信号の一方が、A x sin(ωt)で表され、他方は、B x cos(ωt)で表され、ここでAおよびBは、それぞれのチャネル・フィードバック信号の出力信号(Y1、Y2)であり、ωは、それぞれのチャネル信号の角振動数であり、tは、時間である、上記(1)または上記(2)の方法。
【００５１】
（５）適応信号が、チャネル信号の一方についてsin(ωt＋α)によって表され、チャネル信号の他方についてcos(ωt＋α)によって表され、ここでωは、それぞれのチャネル信号の角振動数であり、tは、時間であり、αは、位相遅延信号であるか、またはαは、修正される適応信号を用いてステップを繰り返す場合、修正される位相遅延信号である、上記(1)の方法。
（６）応答信号を監視するステップが、異なったチャネル信号の間のクロストークの量を決定するための積分和を生成する(135)ように、応答信号を積分する(130)ことを含む、上記(5)の方法。
【００５２】
（７）修正される位相遅延信号が、次の方程式によって決定され(145)、
【数１０】
PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) ＋ AdaptionGain x IntegralSum ＋ 1/2LSB
ここでPhaseDelay(n＋1)は、修正される位相遅延信号であり、PhaseDelay(n)は、前の位相遅延信号であり、AdaptionGainは、異なったチャネル・フィードフォーワード信号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための設計パラメータ定数であり、Integralsumは、積分和の値であり、LSBは丸めるための最下位ビットである、上記(6)の方法。
【００５３】
（８）所定の閾値レベルは、異なったチャネル・フィードフォーワード信号の信号の間隔が、トラック追従ループ信号の不安定性を最小限にするために最大限にされるときを表す値である、上記(1)または(2)の方法。
【００５４】
（９）フーリエ総和が、それぞれのチャネル・フィードバック信号の一方にsin(ωt+α)によって表される信号を、それぞれのチャネル・フィードバック信号の他方にcos(ωt+α)によって表される信号を挿入することによってもたらされ、ここでωは、それぞれのチャネル信号の角振動数であり、tは時間であり、αは位相遅延信号であるか、あるいはαは、修正される位相遅延信号を用いてステップを繰り返す場合、修正される位相遅延信号である、上記(2)の方法。
【００５５】
（１０）修正される位相遅延信号は、次の方程式によって決定され、
【数１１】
PhaseDelay(n＋1) = PhaseDelay(n) + AdaptionGain x IntegralSum + 1/2LSB
ここでPhaseDelay(n＋1)は修正される位相遅延信号であり、PhaseDelay(n)は前の位相遅延信号であり、AdaptionGainは、異なったチャネル・フィードフォーワード信号の収束率を最終の位相遅延の値に調整するための設計パラメータ定数であり、IntegralSumは積分和の値であり、LSBは丸めるための最下位ビットである、上記(9)の方法。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によると、サーボ・システム制御ループの不安定性を回避し、トラッキングを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のナラー最適化手段および方法を具体化するディスクドライブ・サーボ・システムの高水準な概略ブロック図。
【図２】アナログ形式で示される、本発明を具体化するナラーのブロック図。
【図３】発明の好ましい方法を示すフローチャート。
【図４】多様な挿入される位相値で積分される誤差の数を示すグラフ。
【図５】多様な繰り返しのFeedForCos応答信号を示すグラフ。
【符号の説明】
１０      ディスク
１４      トランスデューサー
１６      可動アクチュエータ
１８      サーボ・システム
２８      補償器
３０      ナラー(nuller)
３４      デジタル-アナログ変換器
３５      アナログ-デジタル変換器
３６      ホスト・コンピュータ
３８      ディスク・コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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