[发明专利]补偿扰动的装置和方法及其驱动伺服系统

说明书

技术领域

本发明涉及在光记录/重放装置中扰动的补偿，并且更具体地说，涉及一种在光记录和重放装置中利用学习控制补偿扰动的装置和方法，这种光记录/重放装置通过利用反复学习的方法执行前馈控制，记忆该前馈控制的结果，并应用该前馈控制的结果补偿以后产生的扰动，补偿存在于光盘驱动系统中诸如偏心之类的周期性扰动，并且本方法还涉及一种利用该装置和方法的光记录介质驱动伺服系统。

背景技术

图1表示一个由于光记录介质的偏心产生的跟踪误差信号的实例。在光记录介质中的偏心出现是由于旋转光盘主轴的旋转轴与光盘轨迹的中心不一致造成的。在光记录介质驱动系统中，光记录介质的的偏心已经成为一个重要的周期性扰动因素，并且它的影响随着速度的倍数增加而增加。没有偏心的补偿，精确地轨迹跟踪是不能实现的。因此，常规系统已经使用了各种偏心补偿方法。

图2是在典型光记录/重放装置中拾取头(PUH)位置控制系统的框图。PUH位置控制系统接收用于操纵拾取头(未示出)将位于希望位置的位置命令。代表用于移动拾取头的光记录介质驱动的致动器220实际位置的信号被按负的方向反馈并在加法器200相加到位置命令信号上。从加法器200输出的误差信号e被施加到控制器210。控制器210执行补偿误差信号e的预定算法，并输出补偿信号到致动器220。致动器220响应于从控制器210接收的补偿信号移动拾取头(未示出)。重复这些操作，并因此调节拾取头的位置。但是，这种控制系统不能解决诸如大的偏心的扰动。

图3是常规PUH位置控制系统的一个实施例的框图，执行扰动补偿的程序被添加到图2的控制系统。在这个系统中，补偿程序300是在如下假设的情况下执行的，即，具有偏心量A、光盘旋转频率ω、和偏心相位φ的理想正弦波形Asin(ωt+φ)是一个偏心信号。在美国专利5892742中公开了这种补偿方法。在图3的系统的操作中，前馈控制输入是在控制跟踪开始之前从如图1所示的误差波形中计算的。也就是说，偏心的大小是由在如图1所示的主轴通过一个轨迹的旋转期间(即，一个周期)产生的轨迹误差数确定的，并且偏心的相位是由表示轨迹误差的周期是最大的旋转和延迟时间的主轴指数参考信号确定的。这样计算的前馈控制输入被加到图3的控制器210的输出端，实现包括偏心补偿的误差补偿。这种扰动补偿方法可以非常简单地执行并且从而可以很容易地应用。但是，这种扰动补偿方法是未考虑现有伺服控制系统(致动器)的响应特性的一种开环控制方法。因为包括偏心的周期性扰动不是理想的正弦波，所以在这种扰动补偿方法的性能上存在着限制。

图4是执行扰动补偿的程序被加到图2的控制系统的常规PUH位置控制系统的另一个实施例的框图。在美国专利5550685中公开了图4的系统，并且该系统被应用到硬盘驱动系统。在这种控制中，首先利用轨迹误差信号获得固定前馈控制输入并存储在开始控制前的表400中。然后，当控制时，利用存储的控制输入补偿由于扰动产生的误差。这种控制系统也包括单独的自适应前馈控制单元410，用于准备在驱动系统操作期间由外部因素引起的可重复偏心(repeatable runout RRO)特性改变。顺序执行离散福利叶变换(DFT)和反离散福利叶变换(IDFT)，从位置误差信号中提取特殊频率分量，从而获得特殊频率分量的信号。获得的特殊频率分量信号被加到现有的伺服控制环的误差输入端。按这种方式，可以实现误差补偿控制。图4的系统是复杂的，因为它考虑整个闭环响应特性实现误差补偿控制，但可以认为是比图3更有效的扰动补偿系统。但是，图4的系统仅考虑特殊频率分量的扰动，而不是实际存在于盘驱动系统的控制范围内的所有频率分量的扰动，并且对于克服诸如速度倍数变化之类的周期变化是困难的。

因此，在诸如盘驱动系统之类的周期系统中，要考虑在控制范围内对于高性能扰动补偿操作所需要的所有频率分量计算控制输入。另外，要求新的扰动补偿方法和装置有效地克服由速度倍数变化和控制模式变化引起的系统周期变化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种考虑到在光记录介质驱动伺服系统的控制范围内所有频率分量的周期扰动和在光记录/重放装置中光记录介质的旋转速度的变化的补偿盘扰动的装置和方法