用於數據存儲設備中伺服系統的適應振動控制的製作方法

2023-07-18 07:23:01

>結構級1DC增益AC增益級2DC增益AC增益Case-A直接形式-IQ/p＝0.005＝0.0008Y/Q＝1964.89＝12240Case-B直接形式-IIR/p＝1964.89＝12240Y/R＝0.005＝0.0008Case-C直接形式-IIIR/p＝1975.28＝12305Y/R＝0.005＝0.0008Case-D無偏壓形式-IL/p＝0.0＝0.0007V/L＝1964.89＝12240Case-E無偏壓形式-IIM/p＝1964.89＝12240V/M＝0.0＝0.0007Case-F無偏壓形式-IIIM/p＝1.039＝64.740V/M＝0.0＝0.141Case-G無偏壓形式-IVM/p＝10.39＝647.40V/M＝0.0＝0.0141圖5a-g分別用頻譜曲線概括了濾波器轉移函數。(所有濾波器結構具有相同的總頻譜特性，即關注的峰值頻率處的輸出量；然而，圖5a-g顯示其內部級的頻譜)。通過比較表2的各數值以及圖5a-g的曲線結果可以得出結論，情況G(圖4g)的濾波器結構在輸入級1和輸出級2的AC/DC增益之間提供了最好的平衡，同時又以16位算術運算保證了對低信號電平的靈敏度。還能觀察到，在情況D(圖4d)、情況E(圖4e)、情況F(圖4f)和情況G(圖4g)的無偏差結構中係數(B-E)＝0.0，因此不需要乘法塊。然而，在一般二階濾波器情況下未阻尼自然頻率fa和fb不相等，該B項不等於零，因此希望保留一個對應於B項的乘法器，在fa＝fb的情況下係數(C-F)/(A-1)等於[-1]。步3在伺服迴路中為峰值濾波器定位的考慮可在跟道伺服迴路不同點處插入所選峰值濾波器。至少有兩種可能的位置選擇。第一選擇是一個級聯(串行)位置，其中跟道控制器20的輸出量送至峰值濾波器140輸入端(圖6a)。在此情況下，所有以上公布的濾波器結構的七種情況都可考慮作為候選方案，當然由於情況F和情況G具有內部範圍處理能力，所以推薦它們。第二位置選擇是並行位置，其中跟道控制器20輸出量和峰值濾波器140輸出量根據相同的PES輸入量計算而得，然後再相加(圖6b)。對於此配置，峰值濾波器應在除所需峰值頻率之外的所有其它頻率處具有接近於零的增益。無偏壓情況的情況D、E、F和G的並行部分適合於此並行配置。即使級聯配置和並行配置在交叉振動頻率處並不具有完全相同的開環峰值增益，但該峰值濾波器增益將在交叉振動頻率處起主要作用，而在所有其它頻率處它將發揮零增益路徑的作用。為減少伺服計算延遲(由於存在乘法器/加法器單元)，圖6b的具有公共PES輸入量的並行配置是優選的。可將多個峰值濾波器並行地配置，帶有一個與所有濾波器並行的單個單位值增益，與圖2a的方案類似，整個濾波器組可與跟道控制器級聯(串連)。步4峰值頻率檢測該產品最好編程為可不在人幹預的情況下計算交叉振動濾波器的所需係數A、B、C、E和F(上面所討論的)。如上面參照圖3所討論的，係數A、B、C、E和F確定為關注的頻率f0的函數。然而，必須確定關注的頻率。根據本發明，如圖7a中流程圖所闡述的，本發明涉及使用自動檢測技術以確定振動頻率。圖7b闡述在開環配置中將掃描濾波器240置於伺服環路之外的安排以確定交叉振動頻率。在標定期間，可將自振濾波器置於環路中以消除任何出現於PES流中的自振分量。如圖7b中所示，在開環中配置一個數字峰值濾波器240(實際的交叉振動濾波器或任何其它可用濾波器)，將PES用作其輸入量(步1010)。為f0的所選最小頻率值(fmin)計算峰值濾波器係數(步1020)，並為其最大值(a(f0))分析峰值濾波器輸出量。一旦由MPU確定了峰值濾波器的最大輸出量，這個值與所選f0即存儲以備以後使用。然後將該峰值頻率值增量一個「df」值，然後將設置新峰值濾波器係數、提取最大濾波器輸出值及保留一對值的過程重複N次(步1030，1040和1050)直至到達f0的最大值(fmax＝fmin+(N-1)*df)。單個頻率掃描的典型值為fmin＝50Hz，df＝1Hz及fmax＝180Hz。在將數字濾波器置於開環模式後，等待一個最小周期以便在估計幅值a(f0)之前讓濾波器輸出量到達一個穩態的類似正弦的幅值。這些係數可為每個頻率步預先計算(和存儲)，或者選代地，也可以例如使用以前討論的係數實時地進行計算。在已將頻率範圍fmin至fmax掃描之後，應該有N對如圖7c中闡述的示例性幅值與頻率曲線那樣的保留於存儲器中的頻率與對應的幅值(f0和a(f0))。現在可以確定a(f0)到達全局峰值的頻率點。如a(f0)值超過預設的閾值(例如1110)，則可如前所述地計算作為f0函數的係數A、B、C、E和F而在伺服環路中配置對應於特定的頻率參數f0的峰值濾波器(步1060)。圖8顯示一條實驗中測量的a(f0)與f0曲線。實驗重複了五次以檢驗收斂至一個明確定義的峰值的一致性。如下面所解釋的，要用軸的2轉以使濾波器穩定下來，收集2轉濾波器狀態採樣以獲取每個頻率點的數據組。此測試中的掃描率約為第4轉1Hz。峰值頻率參數到達93Hz的值。該測試中的實際交叉振動頻率為90Hz及3Hz的偏移可用於掃描率(2Hz)和彎卷(1Hz)。為調整濾波器峰值a(f0)的掃描率依賴性，當在開環配置中產生最大a(f0)值的那個峰值濾波器放置於反饋配置中時，它也能抑制交叉振動誤差分量。因此為此應用目的不必要知道彎卷引起的頻率偏移。在頻率檢測階段涉及時間代價。重要的是快速掃描頻率範圍而使檢測時間最小。所做實驗表明，每次更新濾波器後，應等軸大約轉2轉以使峰值濾波器到達其穩態值。在2轉延遲之後，可在任何任意轉數中自1轉至任意轉的有用採樣值中記錄峰值濾波器狀態的估值。做了一個測試以確定此頻率掃描技術對轉數的靈敏度。在1至5轉中做了同樣實驗。圖9a-b所得曲線顯示更少的轉數導致更高的頻率估計。在5轉有用採樣中，峰值頻率參數達到92Hz的值。如允許用20轉，所估計頻率則為91Hz。因此該情況下真正頻率彎卷約為1Hz(～1％偏差)，及由較短採樣長度所造成的頻率偏移在5轉情況下約為1Hz及2轉情況下為2Hz。可以下結論為，允許約2％誤差，使用2轉延遲和2轉幅值估計，可合理地完成每個f0的檢測過程。對於具有90rps軸轉速的HDD，用每個採樣4轉及100Hz中每步1Hz進行掃描，檢測過程只需4.5(400/90)秒。為改善峰值頻率參數的估計，可完成第二次檢測過程並將它與先前檢測結果比較。如果結果對應，則肯定第一過程的正確度。在存在運行衝擊的情況下這一情況可能有用。可進一步精化檢測過程以將所需時間減至最少。例如，可用較大頻率頻步例如df＝5Hz進行粗糙掃描以接近峰值。然後進行更精細解析度、更慢的掃描以更小頻率步和更高正確度來檢測峰值。在掃描過程中將a(f0)值存儲於連續的空間而不是顯式地存儲對應的f0值，也可以減少對存儲空間的需求。可根據a(f0)的分布來決定使用單個峰值濾波器或是多個峰值濾波器。如發現有多個a(f0)值超過閾值，則可配置多個濾波器。當伺服器在同一計算機架中具有數個HDD時，存在不止一個事實上的交叉振動峰值頻率的可能性很高。可設置以便或者在並行或者在級聯模式中運行的濾波器數量可由HDD抗幹擾地運行所需相位裕量所決定。通常最好為25-30度的相位裕量。在實驗中發現，過度的HDD不平衡不但產生90Hz分量，而且激發180Hz的二次諧波振動。圖10a-b的幅值和相位譜曲線闡述一個測量的開環轉移函數，其交叉振動濾波器設置於f0＝90Hz處。還配置了f0＝75Hz處的自振峰值濾波器，但由支點滯環造成的測量噪聲阻止在75Hz處出現任何看得見的峰值。在圖11a-b中一個包括f0＝180Hz處的第三組濾波器的開環轉移函數顯示了可能性，可包括多個濾波器以抑制振動中出現的高次諧波分量。在一個實驗中，前面段落中描述的頻率檢測過程用於檢測主要交叉振動頻率，然後實施一個包括級聯峰值濾波器配置的伺服控制系統。圖12是此實驗中在檢測階段和伺服控制階段期間所得PES時間跡線。在濾波器操作之前(在檢測階段期間)，出現一個強周期信號，一旦恰當地檢測到頻率和使用了峰值濾波器，此周期性交叉振動被恰當地補償，因此在PES跡線中觀察不到它的存在。因此在穩態跟道模式中有可能檢測單個或多個頻率振動源並加以補償。下一項挑戰涉及使用此配置完成尋道操作而沒有任何穩定時間代價。步5濾波器初始條件更新和訪問在美國專利5,608,586中，提出一種在最小穩定過渡過程動力學的情況下存儲濾波器狀態以將濾波器初始化的方法。此專利解決盤偏離其旋轉中心的有關問題。已知在通電周期內此分量是穩定的，及該峰值濾波器狀態應該只配置和存儲一次。一旦配置好，對濾波器狀態的訪問鎖定於盤本身的伺服扇區數。然而，在來自另一個盤(例如10』)的交叉振動的情況下，在驅動器的整個運行期間振動分量的幅值和相位在變動，因此應周期地更新濾波器狀態以保存最佳尋道和穩定特性。還有，濾波器的訪問方案應考慮以下事實第一驅動器(10)的旋轉頻率與來自另一驅動器(10』)的交叉振動頻率是不耦合的，因每個軸由單獨的電子學控制。此外，由於濾波器只能在穩定/跟道模式而不在尋道模式中激勵，當穩定期間重新激勵濾波器時必須能訪問合適的濾波器狀態。圖13闡述一個根據本發明的濾波器狀態訪問方案的例子。當濾波器重複地用於每次穩定/跟道激勵時，使用兩個計數器M、N以便分別訪問交叉和自振濾波器狀態向量中的相應值。驅動器10具有Nmax＝48個扇區，及檢測的交叉振動具有對應於Mmax＝40個扇區(驅動器10的)的周期。(此例中Mmax＝Nmax(75Hz/f0))。為當激勵濾波器時能正確地訪問交叉振動濾波器的狀態向量，計算器M在M＝Mmax-1(此處為39)處卷繞。每當遇到一個扇區就在驅動器10的微碼中連續地更新計數器M。任何給定瞬間的計數器值M與指向所存濾波器狀態中的相應值的地址指針相關連，每當激勵濾波器時這些相應值用於初始條件。雖然顯示了兩個濾波器，但此原理也應用於任何單個運行濾波器。由於驅動器10』造成的交叉振動可能在相位和幅值上漂移，重要的是例行地刷新所存濾波器狀態(也即初始條件向量)。圖14a-c是自振和交叉振動濾波器的實際的濾波器狀態的時間曲線，交叉振動濾波器與預測狀態之間的誤差顯示約40轉的固定周期性，及約10轉內的相同曲線(沿時間軸延伸)。可自圖14c看到在驅動器10的約10轉內誤差小於峰值的20％。因此可以立刻刷新濾波器狀態，但為了節省處理，可驅動器每轉5至10轉刷新一次。超過此限度時，使用「陳舊」初始條件可能比使用零初始條件對傳動系統的最佳穩定特性更具危害性。圖15a-c是三種多尋道的相應情況的PES的時間曲線。在所有情況下當進入跟道模式時都使用交叉振動濾波器。在圖15a中，在靜止(例如零)初始條件下使用濾波器。到達軌跡有些分散。在圖15b中，如前所述地更新初始條件，也即使用輸出濾波器狀態來更新初始條件向量，最好每轉更新一次，至少每5至10轉一次。這些軌跡接近得多，標明穩健的到達特性。圖15c中，每隔2周將濾波器狀態平均一次，顯示出在PES軌跡上有進一步改善。所存初始條件值理想地代表峰值濾波器運行中所檢測的交叉振動。在頻率檢測中，盤也可能經受其它形式的幹擾，而結果的初始條件值可能不真實地代表交叉振動條件。因此重要的是保護濾波器不使它由於這類不良影響的不恰當初始化而造成過度的過渡過程。由於濾波器狀態的穩態最大幅值和幅值變化率是短期穩定的(即十轉之內)，可以對濾波器狀態和濾波器變化率加以限制。此操作稱為靈巧限幅。使用靈巧限幅以將濾波器內部狀態限制於上限的做法能比零初始條件方案提供改善的穩定時間。設計者可在二者之間選擇或保持簡單的初始化過程和付出穩定的代價，或保持煩瑣的初始化過程和達到最佳穩定性能。連接探聽和適應模式在上面步4中詳細地討論了交叉振動頻率檢測過程。在例如常線性速度CD-ROM那樣的外設的情況下，在HDD運行期間也需考慮峰值頻率偏移的問題。在這類情況下，當所建立的峰值濾波器早已在反饋環路中時，通過檢測PES，伺服微碼應該連續掃描以跟蹤峰值頻率分量。這是一種運行的伺服系統對其特性的任何變化的非侵犯性「探聽」形式。當檢測到PES中一個事實上的峰值時，即在線地作出決定，或偏移已建立的濾波器的峰值頻率，或恰當地引入一個附加峰值濾波器。周期振動能包括自振和交叉振動兩種分量，因此重要的是解決這兩個問題以達到高的道密度。以上討論是針對示例性的交叉振動問題的，但本發明廣泛地針對任何類型的振動，例如自振，同時以上所討論的所有技術同樣地可供應用。圖16b是圖16的HDD2010的位置誤差信號(「PES」)的幅值與時間曲線，當該HDD2010安裝於計算機架2030中並由伺服控制器2020控制時，它經受一個自振分量。HDD的軸轉速約為每秒75轉(「rps」)。因此，如圖17a中所示，可通過加一個其中心頻率約為75Hz的峰值濾波器2040來修改該系統，以便使用初始條件2042來減小伺服環路中的該分量。對應於由衝擊造成的盤偏移的偏擺的幅值和相位參數一般在移動式HDD產品通電周期內是固定的，可如美國專利5,608,586中公開的那樣通過查表獲得濾波器初始條件2042。在表中伺服扇區號與初始條件地址相關連。在通電周期之初就測量並儲存濾波器狀態。然而，自振分量會受到依賴於時間的環境因素影響，例如溫度。因此在HDD運行期間濾波器狀態的幅值和相位在漂移。實驗表明在以分計的時間座標上自振分量保持相對固定。有可能對美國專利號5,608,586的技術進一步加強，也即可以根據上面步5中討論的更新技術在HDD的通電周期內將存於MPU存儲器中用於初始化峰值濾波器的濾波器狀態更新數次。圖17b顯示已經實施了以上所述更新初始條件從而加強美國專利5,608,586的技術之後改善的PES。此處描述的技術可用程序碼實施，因此可包含於具有例如計算機可用媒體的製造產品中(例如一個或多個電腦程式產品)。該媒體已概括在其內，例如用於在數據存儲設備的處理器中實現本發明技術的計算機可讀程序碼裝置。該製造產品可包括為數據存儲設備的一部分或單獨銷售。雖然本發明是參照其優選實施例具體地顯示和描述的。但熟悉技術的人明了可在不背離本發明的實質和範圍的情況下在形式和細節上進行各種修改。權利要求1.在具有被安裝以便相對於存取元件而移動的媒體及具有用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統的數據存儲設備中，一種用於減小振動對伺服系統中位置信號的影響的方法，包括在數據存儲設備運行期間檢測振動頻率。2.權利要求1的方法，其中所述檢測步驟包括配置檢測濾波器以便在一個頻率範圍內掃描位置信號，並記錄與每個相應的掃描頻率相關連的幅值；以及確定是否有任何記錄的幅值超過預定閾值，從而找到相應的振動頻率。3.權利要求2的方法，其中所述配置檢測濾波器的步驟包括為每個相應的掃描頻率使用多個主要作為每個相應的掃描頻率的函數而確定的濾波器係數。4.權利要求1的方法，還包括使用校正濾波器以減小檢測的振動頻率對位置信號的影響。5.權利要求4的方法，其中所述使用校正濾波器的步驟包括配置校正濾波器以便運行於檢測的振動頻率。6.權利要求5的方法，其中所述配置校正濾波器的步驟包括確定多個作為檢測的振動頻率的函數的濾波器係數。7.權利要求6的方法，其中校正濾波器的形式是Y(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)-EY(n-1)-FY(n-2)，其中n標示採樣時間標誌數；p(n)是每個採樣時間標誌數n的所述位置信號；Y(n)是每個採樣時間標誌數n的校正濾波器輸出量；以及A、B、C、E和F組成多個濾波器係數。8.權利要求7的方法，其中所述確定多個作為檢測的振動頻率的函數的濾波器係數的步驟包括使用以下關係A＝[1+a1+a2]/D；B＝[-2+2a2]/D；C＝[1-a1+a2]/D；E＝[-2+2b2]/D；以及F＝[1-b1+b2]/D，其中a1＝2πZaf*；a2＝(πf*)(πf*)；b1＝2πZbf*；b2＝(πf*)(πf*)；D＝[1+b1+b2]；Za，Zb是阻尼係數；f*與檢測的峰值振動頻率有關。9.權利要求7的方法，其中濾波器的中間節點採取以下值Q(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)；以及輸出量Y(n)＝Q(n)-EY(n-1)-FY(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。10.權利要求7的方法，其中濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝p(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝AR(n)+BR(n-1)+CR(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。11.權利要求7的方法，其中濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝Ap(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝R(n)+(B/A)R(n-1)+(C/A)R(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。12.權利要求7的方法，其中濾波器的第一中間節點採取以下值L(n)＝(A-1)p(n)+(B-E)p(n-1)+(C-F)p(n-2)；第二中間節點採取以下值W(n)＝L(n)-EW(n-1)-FW(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+W(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。13.權利要求7的方法，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝(A-1)M(n)+(B-E)M(n-1)+(C-F)M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。14.權利要求7的方法，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；濾波器的第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。15.權利要求7的方法，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝k(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+(1/k)V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數，及K是預定常數。16.在具有被安裝以便相對於存取元件而移動的媒體及具有用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統的數據存儲設備中，一種用於減小來自該數據存儲設備外部來源的振動對伺服系統中位置信號的影響的方法，包括使用第一校正濾波器以減小振動對位置信號的影響。17.權利要求16的方法，其中使用第一校正濾波器的步驟包括配置第一校正濾波器以便運行於來自該數據存儲設備外部來源的振動的頻率。18.權利要求17的方法，其中使用第一校正濾波器的步驟包括重複地使用該第一校正濾波器，包括當重複地使用該第一校正濾波器時，重複地存取一個作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量。19.權利要求18的方法，其中使用第一校正濾波器的步驟包括使用來自第一校正濾波器的相應輸出量或使用靜止值周期地刷新濾波器狀態向量。20.權利要求19的方法，其中在小於大約數據存儲設備的媒體的每5至10轉的期間內刷新濾波器狀態向量。21.權利要求18的方法，其中重複地存取的步驟包括當重複地使用第一校正濾波器時使用卷繞計數器(M)以控制對作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量中相應值的存取，其中卷繞計數器(M)的卷繞值對應於來自數據存儲設備外部來源的振動的周期。22.權利要求16的方法，還包括使用第二校正濾波器以減小來自該數據存儲設備內部來源的振動對位置信號的影響。23.權利要求22的方法，其中使用第二校正濾波器的步驟包括配置第二校正濾波器以便運行於來自該數據存儲設備內部來源的振動的頻率。24.權利要求23的方法，其中使用第一和第二校正濾波器的步驟包括重複地使用第一和第二校正濾波器，包括當重複地使用這些濾波器時，存取作為濾波器初始條件的第一和第二濾波器狀態向量。25.權利要求24的方法，其中存取步驟包括當重複地使用第一校正濾波器時使用第一卷繞計數器(M)以控制對作為濾波器初始條件的第一濾波器狀態向量中相應值的存取；以及當重複地使用第二校正濾波器時使用第二卷繞計數器(N)以控制對作為濾波器初始條件的第二濾波器狀態向量中相應值的存取。26.權利要求25的方法，其中第一計數器(M)的卷繞值對應於來自數據存儲設備外部來源的振動的周期，及其中第二計數器(N)的不同卷繞值對應於來自數據存儲設備內部來源的振動的周期。27.權利要求24的方法，其中數據存儲設備的內部振動頻率源包括媒體圍繞其軸的旋轉，及數據存儲設備的外部振動頻率源包括位於第一數據存儲設備外部的第二數據存儲設備的第二媒體圍繞其軸的旋轉。28.權利要求17的方法，其中所述配置第一校正濾波器的步驟包括確定多個作為振動頻率的函數的濾波器係數。29.權利要求28的方法，其中第一校正濾波器具有形式Y(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)-EY(n-1)-FY(n-2)，其中n標示採樣時間標誌數；p(n)是每個採樣時間標誌數n的所述位置信號；Y(n)是每個採樣時間標誌數n的校正濾波器輸出量；以及A、B、C、E和F組成多個濾波器係數。30.權利要求29的方法，其中所述確定多個作為檢測的峰值振動頻率的函數的濾波器係數的步驟包括使用以下關係A＝[1+a1+a2]/D；B＝[-2+2a2]/D；C＝[1-a1+a2]/D；E＝[-2+2b2]/D；以及F＝[1-b1+b2]/D其中a1＝2πZaf*；a2＝(πf*)(πf*)；b1＝2πZbf*；b2＝(πf*)(πf*)；D＝[1+b1+b2]；Za，Zb是阻尼係數；f*與振動頻率有關。31.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值Q(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)；以及輸出量Y(n)＝Q(n)-EY(n-1)-FY(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。32.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝p(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝AR(n)+BR(n-1)+CR(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。33.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝Ap(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝R(n)+(B/A)R(n-1)+(C/A)R(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。34.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值L(n)＝(A-1)p(n)+(B-E)p(n-1)+(C-F)p(n-2)；第二中間節點採取以下值W(n)＝L(n)-EW(n-1)-FW(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+W(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。35.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝(A-1)M(n)+(B-E)M(n-1)+(C-F)M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。36.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；該濾波器的第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。37.權利要求29的方法，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝K(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+(1/k)V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數，及K是預定常數。38.權利要求16的方法，還包括在數據存儲設備運行期間，檢測來自數據存儲設備外部來源的振動的頻率。39.權利要求38的方法，其中所述檢測步驟包括配置檢測濾波器以便在一個頻率範圍內掃描位置信號，並記錄與每個相應的掃描頻率相關連的幅值；以及確定是否有任何記錄的幅值超過預定閾值，從而找到相應的振動頻率。40.權利要求38的方法，還包括配置第一校正濾波器以便運行於來自數據存儲設備外部來源的檢測的振動頻率。41.權利要求40的方法，其中相同的濾波器用作檢測濾波器和第一校正濾波器。42.權利要求38的方法，還包括在數據存儲設備運行期間，重複地檢測來自數據存儲設備外部來源的振動的頻率；以及重複地配置第一校正濾波器以便運行於檢測的振動頻率。43.一種具有被安裝以便相對於存取元件而移動的媒體及具有用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統的數據存儲設備，一種用於在該數據存儲設備中減小振動對伺服系統中位置信號的影響的方法，包括使用第一校正濾波器以減小振動對位置信號的影響；重複地使用第一校正濾波器，包括當重複地使用該第一校正濾波器時，重複地存取一個作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量；以及使用來自第一校正濾波器的相應輸出量或使用靜止值周期地刷新濾波器狀態向量。44.權利要求43的方法，其中在小於大約數據存儲設備的媒體的每5至10轉的期間內刷新濾波器狀態向量。45.權利要求43的方法，其中在所述數據存儲設備通電周期期間進行所述刷新操作。46.一種數據存儲設備，包括一個安裝以便相對於存取元件而移動的媒體；一個用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統；一個用於減小振動對伺服系統中位置信號的影響的系統，包括一個用於在數據存儲設備運行期間檢測振動頻率的檢測器。47.權利要求46的設備，其中所述檢測器包括一個檢測濾波器；用於配置檢測濾波器以便在一個頻率範圍內掃描位置信號並記錄與每個相應的掃描頻率相關連的幅值的裝置；以及用於確定是否有任何記錄的幅值超過預定閾值從而找到相應的振動頻率的裝置。48.權利要求47的設備，其中所述用於配置檢測濾波器的裝置包括為每個相應的掃描頻率使用多個主要確定為每個相應的掃描頻率的函數的濾波器係數的裝置。49.權利要求46的設備，還包括一個用於減小檢測的振動頻率對位置信號的影響的校正濾波器。50.權利要求49的設備，還包括用於配置校正濾波器以便運行於檢測的振動頻率的裝置。51.權利要求50的設備，其中所述用於配置校正濾波器的裝置包括用於確定多個作為檢測的振動頻率的函數的濾波器係數的裝置。52.權利要求51的設備，其中校正濾波器具有以下形式Y(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)-EY(n-1)-FY(n-2)，其中n標示採樣時間標誌數；p(n)是每個採樣時間標誌數n的所述位置信號；Y(n)是每個採樣時間標誌數n的校正濾波器輸出量；以及A、B、C、E和F組成多個濾波器係數。53.權利要求52的設備，其中所述確定多個作為檢測的峰值振動頻率的函數的濾波器係數的裝置包括使用下列關係的裝置A＝[1+a1+a2]/D；B＝[-2+2a2]/D；C＝[1-a1+a2]/D；E＝[-2+2b2]/D；以及F＝[1-b1+b2]/D；其中a1＝2πZaf*；a2＝(πf*)(πf*)；b1＝2πZbf*；b2＝(πf*)(πf*)；D＝[1+b1+b2]；Za，Zb是阻尼係數；f*與檢測的峰值振動頻率相關。54.權利要求52的設備，其中濾波器的中間節點採取以下值Q(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)；以及輸出量Y(n)＝Q(n)-EY(n-1)-FY(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。55.權利要求52的設備，其中濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝p(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝AR(n)+BR(n-1)+CR(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。56.權利要求52的設備，其中濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝Ap(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；以及輸出量Y(n)＝R(n)+(B/A)R(n-1)+(C/A)R(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。57.權利要求52的設備，其中濾波器的第一中間節點採取以下值L(n)＝(A-1)p(n)+(B-E)p(n-1)+(C-F)p(n-2)；第二中間節點採取以下值W(n)＝L(n)-EW(n-1)-FW(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+W(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。58.權利要求52的設備，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝(A-1)M(n)+(B-E)M(n-1)+(C-F)M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。59.權利要求52的設備，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；濾波器的第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-E)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。60.權利要求52的設備，其中濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝k(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+(1/k)V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數和K是預定常數。61.一種數據存儲設備，包括一個安裝以便相對於存取元件而移動的媒體；一個用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統；以及一個用於減小來自該數據存儲設備外部來源的振動對伺服系統中位置信號的影響的系統，包括一個用於減小振動對位置信號的影響的第一校正濾波器。62.權利要求61的設備，還包括；用於配置第一校正濾波器以便運行於來自該數據存儲設備外部來源的振動的頻率的裝置。63.權利要求62的設備，還包括用於重複地使用第一校正濾波器的裝置，包括當重複地使用第一校正濾波器時，重複地存取一個作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量的裝置。64.權利要求63的設備，還包括使用來自第一校正濾波器的相應輸出量或使用靜止值周期地刷新濾波器狀態向量的裝置。65.權利要求64的設備，其中在小於大約數據存儲設備的媒體的每5至10轉的期間內刷新濾波器狀態向量。66.權利要求63的設備，其中用於重複地存取的裝置包括當重複地使用第一校正濾波器時使用卷繞計數器(M)以控制對作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量中相應值的存取的裝置，其中卷繞計數器(M)卷繞值對應於來自數據存儲設備外部來源的振動的周期。67.權利要求61的設備，還包括用於減小來自該數據存儲設備內部來源的振動對位置信號的影響的第二校正濾波器。68.權利要求67的設備，還包括用於配置第二校正濾波器以便運行於來自該數據存儲設備內部來源的振動的頻率的裝置。69.權利要求68的設備，還包括用於重複地使用第一和第二校正濾波器的裝置，包括當重複地使用這些濾波器時用於存取作為濾波器初始條件的第一和第二濾波器狀態向量的裝置。70.權利要求69的設備，其中用於重複地存取的裝置包括當重複地使用第一校正濾波器時使用第一卷繞計數器(M)以控制對作為濾波器初始條件的第一濾波器狀態向量中相應值的存取的裝置；以及當重複地使用第二校正濾波器時使用第二卷繞計數器(N)以存取作為濾波器初始條件的第二濾波器狀態向量中的相應值。71.權利要求70的設備，其中第一計數器(M)的卷繞值對應於來自數據存儲設備外部來源的振動的周期及其中第二計數器(N)的不同卷繞值對應於來自數據存儲設備內部來源的振動的周期。72.權利要求69的設備，其中數據存儲設備內部的振動頻率源包括媒體圍繞其軸的旋轉，及數據存儲設備外部的振動頻率源包括在第一數據存儲設備之外的第二數據存儲設備中的第二媒體圍繞其軸的旋轉。73.權利要求62的設備，其中所述配置第一校正濾波器的裝置包括用於確定多個作為振動頻率的函數的濾波器係數的裝置。74.權利要求73的設備，其中第一校正濾波器具有形式Y(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)-EY(n-1)-FY(n-2)，其中n標示採樣時間標誌數；p(n)是每個採樣時間標誌數n的所述位置信號；Y(n)是每個採樣時間標誌數n的校正濾波器輸出量；以及A、B、C、E和F組成多個濾波器係數。75.權利要求74的設備，其中所述用於確定作為檢測的峰值振動頻率的函數的濾波器係數的裝置包括使用以下關係的裝置A＝[1+a1+a2]/D；B＝[-2+2a2]/D；C＝[1-a1+a2]/D；E＝[-2+2b2]/D；以及F＝[1-b1+b2]/D，其中a1＝2πZaf*；a2＝(πf*)(πf*)；b1＝2πZbf*；b2＝(πf*)(πf*)；D＝[1+b1+b2]；Za，Zb是阻尼係數；f*與振動頻率有關。76.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值Q(n)＝Ap(n)+Bp(n-1)+Cp(n-2)；及輸出量Y(n)＝Q(n)-EY(n-1)-FY(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。77.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝p(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；及輸出量Y(n)＝AR(n)+BR(n-1)+CR(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。78.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的中間節點採取以下值R(n)＝Ap(n)-ER(n-1)-FR(n-2)；及輸出量Y(n)＝R(n)+(B/A)R(n-1)+(C/A)R(n-2)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。79.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值L(n)＝(A-1)p(n)+(B-E)p(n-1)+(C-F)p(n-2)；第二中間節點採取以下值W(n)＝L(n)-EW(n-1)-FW(n-2)；以及輸出量Y(n)＝p(n)+W(n)；及其中A，B，C，E和F組成多個係數。80.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝(A-1)M(n)+(B-E)M(n-1)+(C-F)M(n-2)；及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。81.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；濾波器的第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-E)/(A-1)]M(n-2)；及輸出量Y(n)＝p(n)+V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數。82.權利要求74的設備，其中第一校正濾波器的第一中間節點採取以下值M(n)＝k(A-1)p(n)-EM(n-1)-FM(n-2)；第二中間節點採取以下值V(n)＝M(n)+[(B-E)/(A-1)]M(n-1)+[(C-F)/(A-1)]M(n-2)；及輸出量Y(n)＝p(n)+(1/k)V(n)；以及其中A，B，C，E和F組成多個係數及K是預定常數。83.權利要求61的設備，還包括在數據存儲設備運行期間用於檢測來自數據存儲設備外部來源的振動的頻率的檢測器。84.權利要求83的設備，其中所述檢測器包括一個檢測濾波器，用於配置檢測濾波器以便在一個頻率範圍內掃描位置信號並記錄與每個相應的掃描頻率相關連的幅值的裝置；以及用於確定是否有任何記錄的幅值超過預定閾值從而找到相應的振動頻率的裝置。85.權利要求83的設備，還包括用於配置第一校正濾波器以便運行於來自數據存儲設備外部來源的檢測的振動頻率的裝置。86.權利要求85的設備，其中相同的濾波器用作檢測濾波器和第一校正濾波器。87.權利要求83的設備，還包括在數據存儲設備運行期間，用於重複地檢測來自數據存儲設備外部來源的振動的頻率的裝置；以及用於重複地配置第一校正濾波器以便運行於檢測的振動頻率的裝置。88.一種數據存儲設備包括一個安裝以便於相對於存取元件而移動的媒體；一個用於控制相對於該媒體的存取元件位置的伺服系統；以及一個用於減小振動對伺服系統中位置信號的影響的系統，包括一個用於減小振動對位置信號的影響的第一檢測濾波器；用於重複地使用第一校正濾波器的裝置，包括當重複地使用該第一校正濾波器時，重複地存取一個作為濾波器初始條件的濾波器狀態向量的裝置；以及使用來自第一校正濾波器的相應輸出量或使用靜止值周期地刷新濾波器狀態向量的裝置。89.權利要求88的設備，其中-在小於大約數據存儲設備的媒體的每5至10轉的期間內刷新濾濾器狀態向量。90.權利要求88的設備，其中在所述數據存儲設備的通電周期期間進行所述刷新操作。全文摘要用於檢測和校正加在數據存儲設備中伺服系統上的不希望的振動的方法和系統。提供了檢測技術,其中配置了檢測濾波器以便掃描伺服系統的位置信號並記錄每個相應掃描頻率的相關幅值。檢查是否任何記錄的幅值超過閾值,從而找到峰值振動頻率。配置校正濾波器以便運行於峰值振動頻率上,從而減小它對位置信號的影響。公開了最佳檢測和校正濾波器結構,還有訪問作為初始條件的濾波器狀態向量的技術和連續地適應於改變的振動環境的技術。文檔編號G11B5/596GK1242573SQ9911060公開日2000年1月26日申請日期1999年7月19日優先權日1998年7月20日發明者斯利·M·斯利－加彥薩,阿倫·沙馬,海恩·福·當,各務直行,中川裕三,時園晃,米田勳申請人:國際商業機器公司