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公開番号2024045937
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2022151035
出願日2022-09-22
発明の名称磁気ディスク装置及びヘッド制御方法
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G11B 5/596 20060101AFI20240327BHJP(情報記憶)
要約【課題】フィードフォワード制御によりヘッドの振動を抑制する磁気ディスク装置及びヘッド制御方法を提供する。
【解決手段】本実施形態に係る磁気ディスク装置は、VCM制御値とヘッドの現在位置の情報であるヘッド位置情報とが入力値として入力され、マイクロアクチュエータへのMA制御補正値を出力値として出力するフィードフォワード制御部を備え、前記フィードフォワード制御部は、前記入力値と前記出力値の関係を示す伝達関数モデルを含むプラントモデル処理部を備え、さらに前記プラントモデル処理部は、複数のサブモデル処理部を含み、各前記サブモデル処理部は、それぞれに与えられる伝達関数モデルに基づいて、入力される前記入力値に対する出力値であるサブモデル出力値を生成し、前記フィードフォワード制御部は、複数の前記サブモデル出力値に基づいて前記出力値を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁気ディスクからデータを読み書きするヘッドと、
前記ヘッドを支えるアームと、
前記ヘッドをシーク制御するために前記アームを制御するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、
前記ヘッドの位置を調整するマイクロアクチュエータと、
前記ＶＣＭへ入力されるＶＣＭ制御値と前記マイクロアクチュエータへ入力されるＭＡ制御値とを生成するサーボ制御部と、
前記ヘッドの現在位置の情報であるヘッド位置情報と前記ＶＣＭ制御値とが入力値として入力され、前記マイクロアクチュエータへのＭＡ制御補正値を出力値として出力するフィードフォワード制御部を備え、
前記フィードフォワード制御部は、前記入力値と前記出力値の関係を示す伝達関数モデルを含むプラントモデル処理部を備え、
さらに前記プラントモデル処理部は、複数のサブモデル処理部を含み、
各前記サブモデル処理部は、それぞれに与えられる伝達関数モデルに基づいて、入力される前記入力値に対する出力値であるサブモデル出力値を生成し、
前記フィードフォワード制御部は、複数の前記サブモデル出力値に基づいて前記出力値を生成する磁気ディスク装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記複数のサブモデル処理部のうち少なくとも１つのサブモデル処理部は、与えられた伝達関数モデルに更新可能な適応パラメータを含み、
前記フィードフォワード制御部は、前記ＶＣＭ制御値と前記ヘッド位置情報とに基づいて前記適応パラメータを更新する請求項１に記載の磁気ディスク装置。
【請求項３】
前記フィードフォワード制御部は、
第１サブモデル出力値を出力するとともに前記第１サブモデル出力値と前記ヘッド位置情報とから第１誤差値を生成する第１サブモデル処理部と、
第２サブモデル出力値を出力するとともに前記第２サブモデル出力値と前記第１誤差値とから第２誤差値を生成する第２サブモデル処理部とを備え、
前記第２サブモデル出力値に基づいて前記出力値を生成し、
前記第１サブモデル処理部及び前期第２サブモデル処理部のいずれかは、生成した誤差値に基づいて前記適応パラメータを更新する請求項２に記載の磁気ディスク装置。
【請求項４】
前記フィードフォワード制御部は、
さらに、第３サブモデル出力値を出力するとともに前記第３サブモデル出力値と他の１つのサブモデル処理部から受信した誤差値とから第３誤差値を生成する複数の第３サブモデル処理部とを備え、
前記サブモデル処理部の少なくとも１つは、生成した誤差値に基づいて前記適応パラメータを更新する請求項３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項５】
前記複数のサブモデル処理部は、前記ヘッドの位置に影響する振動モードに基づいて決定する伝達関数モデルを含む請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項６】
前記振動モードは前記ＶＣＭの剛体モードを含む請求項５に記載の磁気ディスク装置。
【請求項７】
前記振動モードは前記ＶＣＭの主共振モードを含む請求項６に記載の磁気ディスク装置。
【請求項８】
前記複数のサブモデル処理部は、ＡＲＸモデルで定義する伝達関数モデルを含む請求項５に記載の磁気ディスク装置。
【請求項９】
複数の前記ヘッドと、
複数の前記ヘッドを制御する前記ＶＣＭと、複数の前記アームと、複数の前記マイクロアクチュエータと、複数の前記フィードフォワード制御部と、複数のサーボ制御部と、第１データベースが格納される記憶部とを備え、
前記第１データベースは、
複数の前記ヘッドを識別する情報であるヘッド識別情報と、前記ヘッド識別情報に紐づけられたサブモデルに適用する伝達関数モデルが格納され、
前記複数のフィードフォワード制御部は、前記第１データベースに基づいて前記サブモデル処理部の伝達関数モデルを決定する請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記ヘッド識別情報は、前記ヘッドが取り付けられる各前記アームの取付位置とヘッドの上下位置との組み合わせである請求項９に記載の磁気ディスク装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、フィードフォワード制御を適用した磁気ディスク装置及びヘッド制御方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスク装置では、シーク動作を実行する際、シーク電流によってボイスコイルモータ（ＶＣＭ）が加速・減速されるが同時にＶＣＭその他の共振モードが刺激され、セトリング時の残留振動となって現れる。この残留振動に対して、シーク電流からフィードフォワード制御によって残留振動を抑制しようとした場合、フィードフォワード制御器にはＶＣＭへの電流入力からヘッド変位までの伝達関数の要素が含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第１１１８９３１０Ｂ１号明細書
米国特許第１１２０５４５０Ｂ２号明細書
【非特許文献】
【０００４】
ＡｄａｐｔｉｖｅＣａｎｃｅｌａｔｉｏｎｏｆＳｅｌｆ－ＩｎｄｕｃｅｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｔ．Ｓｅｍｂａ，Ｍ．Ｔ．Ｗｈｉｔｅ，Ｆ．－Ｙ．Ｈｕａｎｇ，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＯｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ２０１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＨＤＤのＶＣＭで残留振動に表れやすいモードの一例としてコイルねじれモードがある。このモードは、減衰係数が小さく振動が持続するために、アクチュエータがシーク制御で大きく動いた後のセトリング時の残留振動には表れてくるが、ＶＣＭへの電流入力からヘッド位置までの伝達関数を測定した場合には剛体モードおよび主共振モードに埋もれてしまって明確には見えづらい。
【０００６】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、フィードフォワード制御によりヘッドの振動を抑制する磁気ディスク装置及びヘッド制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る磁気ディスク装置は、磁気ディスクからデータを読み書きするヘッドと、前記ヘッドを支えるアームと、前記ヘッドをシーク制御するために前記アームを制御するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、前記ヘッドの位置を微調整するマイクロアクチュエータと、前記ＶＣＭへ入力するＶＣＭ制御値と前記マイクロアクチュエータへ入力するＭＡ制御値とを生成するサーボ制御部と、前記ＶＣＭ制御値と前記ヘッドの現在位置の情報であるヘッド位置情報とが入力値として入力され、マイクロアクチュエータへのＭＡ制御補正値を出力値として出力するフィードフォワード制御部を備え、前記フィードフォワード制御部は、前記入力値と前記出力値の関係を示す伝達関数モデルを含むプラントモデル処理部を備え、さらに前記プラントモデル処理部は、複数のサブモデル処理部を含み、各前記サブモデル処理部は、それぞれに与えられる伝達関数モデルに基づいて、入力される前記入力値に対する出力値であるサブモデル出力値を生成し、前記フィードフォワード制御部は、複数の前記サブモデル出力値に基づいて前記出力値を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１の実施形態に係る磁気ディスク装置の構成図である。
図２は、第１の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボ制御部及び関連部位のブロック線図の例である。
図３Ａは、第１の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるＶＣＭへの入力電流に対するヘッド変位の伝達関数の例である。
図３Ｂは、第１の実施形態に係る磁気ディスク装置における各サブモデルのシーク電流に対する時間応答の例である。
図４は、第１の実施形態に係る磁気ディスク装置のサーボ制御部及び関連部位の処理動作手順を説明する図である。
図５は、第２の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボ制御部及び関連部位のブロック線図の例である。
図６は、第２の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボ制御部及び関連部位の処理動作手順を説明する図である。
図７は、第３の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるアクチュエータ及び関連部位のイメージ例である。
図８は、第３の実施形態に係る磁気ディスク装置におけるサーボ制御部及び関連部位のブロック線図の例である。
図９は、第３の実施形態に係る磁気ディスク装置において各ヘッドに対するフィードフォワード制御部に適用するサブモデルが格納されるデータベースの例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図面は、一例であって、発明の範囲を限定するものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態の磁気ディスク装置は、マルチアクチュエータを制御するフィードフォワード制御のプラントモデルを剛体モード、主共振モード、その他の振動モードなど複数の振動モードに分解して、それぞれの振動モードに対する伝達関数モデルを定義し、伝達関数モデルのパラメータを同定・学習する。
（【００１１】以降は省略されています）

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