JP2002538568A - ディスクドライブにおける個別的な時間サーボ・コントローラのための閉ループスケーリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディスク・ドライブ（１１０）のサーボ・アクチュエータ（２０６）を制御する固定小数点ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に個別的な時間サーボ・コントローラを構築する方法であって、サーボ・コントローラ（２０４）及びサーボ・アクチュエータ（２０６）の安定な閉ループ表示を得ることを含む。前記コントローラ状態の境界は、前記安定な閉ループ表示から導き出される。前記コントローラ状態は、前記コントローラ状態の境界に基づいてスケール設定され、かつ前記サーボ・コントローラ（２０４）は、前記スケール設定されたコントローラ状態に基づき、前記ＤＳＰ内に構築される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は、概して、ディスク・ドライブにおけるサーボ・システムに関する。
特に、本発明は、ディスク・ドライブに粗サーボ制御システムを実現することに
関する。

【０００２】 （発明の背景） 典型的なディスク・ドライブは、ハブ即ちスピンドル上で回転するように搭載
された１以上のディスクを含む。典型的なディスク・ドライブは、更に、各ディ
スク上に浮上する流体力学的なエア・ベアリングにより支持された１以上のトラ
ンスデューサを含む。トランスデューサ及び流体力学的なエア・ベアリングは、
まとめてデータ・ヘッドと呼ばれている。ドライブ・コントローラは、ホスト・
システムから受け取ったコマンドに基づいてディスク・ドライブ・システムを制
御するために慣習的に使用されている。ドライブ・コントローラは、ディスクか
ら情報を読み出し、またディスク上に情報を記憶するためにディスク・ドライブ
を制御する。

【０００３】 アクチュエータは、負帰還の閉ループ・サーボ制御システム内で動作する。ア
クチュエータは、典型的には、フレクシャー（ｆｌｅｘｕｒｅ）即ちフレクシャ
ー・アッセンブリを支持するアクチュエータ・アームを備えており、このフレク
シャー・アッセンブリが続いてデータ・ヘッドを支持している。アクチュエータ
は、トラック・シーク動作としてディスク面上でデータ・ヘッドを半径方向に移
動させ、かつトラック追従動作としてディスク面上のあるトラック上でトランス
デューサを直線方向に保持する。

【０００４】 情報は、典型的には、書き込み信号をデータ・ヘッドに供給してディスク面上
に記憶しようとするデータを表す情報を符号化することにより、ディスク上に記
憶される。ディスクからデータを読み出す際は、データ・ヘッドがディスク上に
浮上してディスク上の情報を検知し、その情報に基づいて読み出し信号を発生す
るように、ドライブ・コントローラがアクチュエータを制御する。次いで、読み
出し信号は、ドライブ・コントローラにより復号化されて、ディスク上に記憶さ
れた情報により表された、従ってデータ・ヘッドにより供給された読み出し信号
により表されたデータを再生する。

【０００５】 ディスクに対するデータの書き込み、またディスクからデータの読み出す際に
、ディスクのトラック上にデータ・ヘッドを正確に配置することは、非常に重要
なことである。

【０００６】 従来のシステムにおいて、サーボ動作は、専用のサーボ・ヘッドに基づいて達
成されていた。専用のサーボ形式のシステムでは、サーボ情報がディスク・ドラ
イブにおける専用の１つのディスク面に全て書き込まれる。ディスク・ドライブ
における全てのヘッドは、サーボ情報をアクセスするために使用されるサーボ・
ヘッドに機械的に結合されている。従って、専用のサーボ・ディスク・ドライブ
における全てのヘッドは、サーボ面から読み出されるサーボ情報に基づいて配置
される。この形式のシステムは、便宜上、ディスク・ドライブが並列に読み出し
動作及び書き込む動作を実行できるようにされる。換言すれば、ドライブ・コン
トローラにおける適当な回路により、アクチュエータ上に搭載された複数のデー
タ・ヘッドを使用して、読み出し動作及び書き込む動作を並列に実行することが
できる。これらのデータ・ヘッドは、専用のサーボ面から読み出されるサーボ情
報に基づいて同時的に位置決めされている。

【０００７】 しかしながら、磁気ディスク上のトラック密度は、多年にわたり増加していた
。磁気ディスク上のトラック密度が増加すると、更に正確かつ高分解能の位置決
めを必要とする。専用のサーボ・システムにおけるヘッド間の機械的なオフセッ
トは、１トラック幅を超えてしまう恐れがある。従って、この業界は、いくつか
のアプリケーションにおいて埋め込みサーボ情報へ移行していった。

【０００８】 埋め込みサーボ・システムにおいて、サーボ情報は、あらゆるディスクの各面
の各トラックに埋め込まれる。従って、各データ・ヘッドは、他のデータ・ヘッ
ドから独立して位置信号を戻している。従って、サーボ・アクチュエータが個々
の各データ・ヘッドを位置決めするために使用され、同時に、特定のデータ・ヘ
ッドがディスク面上の情報をアクセスしている。位置決めは、データ・ヘッドが
浮上しているトラックに対する埋め込みサーボ・データを使用して達成される。

【０００９】 これは、（データ・ヘッドが他のデータ・ヘッドから独立して位置決めされる
ので、）位置決め処理における位置決め精度が増加させ、かつ分解能を高める結
果となる一方で、トラック密度及び機構が増大するためにいくつかの問題点に遭
遇している。問題点のうちの一つは、典型的な埋め込みサーボ・システムにおい
て、複数のヘッドを使用して並列に読み出し動作及び書き込み動作を実行する能
力が失われることである。これは、個々のデータ・ヘッドが受け取る情報に基づ
いてサーボ・システムが位置決めをするためであり、かつ機械的な許容誤差が高
いトラック密度システムにおいて他のデータ・ヘッドを正確に位置決めするのに
不適当なためである。更に、現在のアクチュエータは、これらのデータ・ヘッド
を独立して位置決めすることができない。従って、埋め込みサーボ・システムは
、これまで、並列の読み出し動作及び書き込む動作、例えばディスク・ドライブ
におけるフル・シリンダを同時的に読み出し、かつ書き込むことを実行すること
が不可能であった。

【００１０】 専用システムと埋め込みサーボ・システムとの間におけるこれらの相違のため
に、サーボのサンプリング速度と効率的なユーザ・データの記憶との間にトレー
ド・オフが存在する。

【００１１】 加えて、両システムに多くの問題があり、これらはサーボ・システムの位置決
め精度及び精密さに影響する。最も重要な問題のうちのいくつかには、下記が含
まれる。 １．サーボのサンプリング速度。サンプリング速度は、スピンドル速度、及び
埋め込みサーボ・システムにおけるトラック当たりのサーボ・セクタ数により制
限される。 ２．アーム及びヘッド・サスペンションにおける構造モード。 ３．直線若しくは回転、又はその両方となり得る外部的な衝撃及び振動。 ４．サーボ・トラックを書き込んだときに発生したトラッキング誤差から来る
書き込み位置誤差。これは、反復し得るランアウト（ｒｕｎｏｕｔ）に帰結する
。ランアウトは、トラック追従動作を実行している間の総位置決め誤差を指す。
ランアウトは、典型的には、長期間にわたりトラッキングしている間の静的な偏
差と呼ばれる。書き込み位置決め誤差は、スピンドル速度に同期しているので、
反復し得るランアウトと呼ばれる。 ５．ベアリングの非直線性。このような非直線性は、特にアクチュエータが低
速で移動しているときに、回転ドラッグ（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｄｒａｇ）及
びヒステリシスを発生させる。 ６．アクチュエータに加わるフレックス回路の偏倚力による非直線性。換言す
れば、アクチュエータは、フレックス回路を介してディスク・ドライブ・コント
ローラに結合されている。アクチュエータがディスク上の異なる半径方向位置で
トランスデューサを位置決めするときに、アクチュエータに加わるフレックス回
路の偏倚力が変化する恐れがある。 ７．反復不能なランアウトに帰結するディスク・フラッタ。ディスクのフラッ
タ量は、スピンドルの速度及びディスク基板の剛性に依存している。 ８．磁気トランスデューサの非直線性クロス・トラックによるゲインの変動。 ９．媒体の磁気特性のばらつき、電子雑音等を原因とする位置誤差サンプル雑
音。

【００１２】 従来の慣習的なサーボ・コントローラは、２構成要素、即ちオブザーバ及び調
整器からなる比例積分偏差（ＰＩＤ：ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒ
ａｌ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）コントローラを備えていた。オブザーバは、サー
ボ・セクタを横切る度に入力位置情報を受け取って、位置及び速度を予測する。
次に、調整器は観測した信号のフィードバックを行う。シーク・モードでは、調
整器が典型的には、基準速度曲線と観測した速度との間の誤差をゼロにする。ト
ラック追従モードでは、調整器が所望のトラック位置と観測したトラック位置と
の間の誤差をゼロにさせる。調整器は、ＰＩＤ制御技術に従って制御を行う。Ｐ
ＩＤコントローラは、多くのディスク・ドライブ・アプリケーションにおいても
優れた利点を有していると云えば十分である。

【００１３】 しかしながら、ＰＩＤコントローラは、全てのディスク・ドライブ・アプリケ
ーションにおいて利点がある即ち望ましいものとは云えない。例えば、フレクシ
ャー・アッセンブリと、トランスデューサ即ちスライダ・アッセンブリとの間、
又はアクチュエータ・アーム上、又はサスペンション若しくはフレクシャー・ア
ッセンブリ上に、マイクロアクチュエータを設けることが望ましいことがある。
マイクロアクチュエータが設けられている場合、サーボ・アクチュエータ・シス
テムは、入力が誤差信号であり、かつ出力がボイス・コイル電流信号である一入
力信号出力（ＳＩＳＯ）システムから、マイクロアクチュエータから種々の入力
を受け取って位置出力信号をボイス・コイル・モータ及び各マイクロアクチュエ
ータに供給する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに、進化している。このよう
なシステムは、ＰＩＤコントローラを単純に分散することにより制御されてもよ
いが、これは問題を発生する恐れがある。例えば、複数のヘッドを同時に配置す
るときは、隣接する即ち近接する他の複数データ・ヘッドを同時に配置すること
により、一データ・ヘッドの位置決めに影響する可能性がある。更に、広帯域幅
の位置決めは、ドライブの構造的なモードを励起する可能性があり、振動、リン
ギング又は隣接するデータ・ヘッドの位置決めと干渉し易い他の干渉を発生させ
る。

【００１４】 これら多くの問題は、通常の個別的な時間出力フィードバック制御アプローチ
を採用することにより軽減される。しかしながら、ディスク・ドライブにおける
固定小数点ディジタル信号プロセッサ上で個別的な時間システムを実施しようと
するときに、多くの問題が発生する。例えば、ディスク・ドライブに使用できる
ディジタル信号プロセッサに設けられた計算能力は、典型的には、制限される。
これは、多数の深刻な問題点が発生する。ディジタル信号プロセッサにおけるレ
ジスタのサイズ及び数が非常に制限される恐れがある。マトリックス計算を実行
するときは、中間計算結果を記憶するために必要とするビット数がディジタル信
号プロセッサにおけるレジスタの容量を超える恐れがある。従って、オーバーフ
ローは、重要な障害物となる。加えて、ディジタル信号プロセッサにおけるメモ
リ容量と共に、計算速度及び構造は、単純に実行されるべき計算数のために、い
くつかのマトリックス計算を高度に実施不能にする恐れがある。更に、実質的に
全てのディジタル信号プロセッサは、固定小数点プロセッサである。従って、デ
ィジタル信号プロセッサにおける線形な個別的な時間システムを実施するのをほ
とんど不可能にする恐れがある。更に、通常のＤＳＰにおける量子化誤差は、無
視できないものとなり、ディスク・ドライブにおけるサーボ・システムのＤＳＰ
制御精度を実現不可能にする。

【００１５】 本発明は、これら又は他の問題のうちの少なくともいくつかに対処するもので
あり、従来技術より得られない効果がある。

【００１６】 （発明の概要） ディスク・ドライブにおけるサーボ・アクチュエータを制御する固定小数点デ
ィジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において個別的な時間サーボ・コントローラ
を改善する方法において、サーボ・コントローラ及びサーボ・アクチュエータの
安定な閉ループ表示を得る。コントローラ状態の境界が安定な閉ループ表示から
導き出される。コントローラ状態は、コントローラ状態の境界に基づいてスケー
ル設定され、サーボ・コントローラは、前記スケール設定されたコントローラ状
態に基づいてＤＳＰに構築される。

【００１７】 本発明は、更に、サーボ・アクチュエータの作動を制御するために使用される
サーボ・アクチュエータに結合されたサーボ・コントローラを含む。前記サーボ
・コントローラは、サーボ・コントローラ及びサーボ・アクチュエータを含む閉
ループ・システムのために状態の展開における境界に基づいてスケール設定され
た前記スケール設定されたコントローラ状態により構成される。

【００１８】 本発明のこれら及びその他の特徴は、下記図面及び関連する説明をよく読むこ
とにより明らかとなる。

【００１９】 （実施例の詳細な説明） 図１は、典型的なディスク・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・クランプ１１４によってスピンドル・モータ（図示な
し）上に搭載されたディスク・パック１１２を備えている。ディスク・パック１
１２は、一実施例において、中央軸１１５周りを一緒に回転するように搭載され
た個別的な複数のディスクを備えている。データを記憶する各ディスク面は、関
連のヘッド・ジンバル・アッセンブリ（ＨＧＡ）１１６を有し、これは、ディス
ク・ドライブ１１０においてアクチュエータ・アッセンブリ１１８に搭載されて
いる。図１に示すアクチュエータ・アッセンブリは、ロータリ可動コイル・アク
チュエータとして知られている形式のものであり、１２０により概要的に示すボ
イス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を備えている。ボイス・コイル・モータ１２０
は、ディスク・ドライブ１１０に内蔵されている電子回路の制御により、取り付
られたＨＧＡ１１６と共にアクチュエータ・アッセンブリ１１８をピボット軸１
２１周りで回転させて、ＨＧＡ１１６を関連するディスク面上の所望データ・ト
ラック上に配置させる。

【００２０】 特に、アクチュエータ・アッセンブリ１１８は、概要的に円弧１１９に沿って
ヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６を回転させるようにピボット軸１２１周
りを旋回し、各ヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６をディスク・パック１１
２における複数のディスク面上のトラックのうちの所望の１トラック上に、位置
決めさせる。ＨＧＡ１１６は、最も内側の半径上にあるトラックから最も外側の
半径上にあるトラックへ移動可能にされている。各ヘッド・ジンバル・アッセン
ブリ１１６は、スライダがディスクの形状に追従することができるように、ロー
ド・ビームに対してスライダを弾性をもって支持するジンバルを有する。このス
ライダは、続いて、浮上しているディスク面上に（磁気ディスク・ドライブにお
けるフラックス反転のような）情報を符号化し、かつディスク面から（例えば、
フラックス反転）情報を読み出すために使用されるトランスデューサを備えてい
る。図２は、アクチュエータ・アッセンブリ１１８の斜視図である。アクチュエ
ータ・アッセンブリ１１８は、ベース部１２２、複数のアクチュエータ・アーム
１２６、複数のロード・ビーム１２８及び複数のヘッド・ジンバル・アッセンブ
リ１１６を備えている。ベース部１２２は、一実施例において、ピボット軸１２
１周りで旋回動作をために結合される孔を備えている。アクチュエータ・アーム
１２６は、ベース部１２２から延伸しており、それぞれ１又は２ロード・ビーム
１２８の第１端に結合されている。各ロード・ビーム１２８は、ヘッド・ジンバ
ル・アッセンブリ１１６に結合された第２端を有する。

【００２１】 図３は、一実施例のヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６を大きく拡大した
図を示す。ヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６は、ジンバル１３０を備えて
おり、ジンバル１３０は、一対のストラット（ｓｔｒｕｔ）１３２、１３４及び
ジンバル接着舌（ｇｉｍｂａｌ ｂｏｎｄ ｔａｎｇｕｅ）１３６を有する。ヘ
ッド・ジンバル・アッセンブリ１１６は、更に、上面１４０及びエア・ベアリン
グ面１４２を有するスライダ１３８を備えている。トランスデューサ１４４は、
スライダ１３８の底部のトレーリング（やや右）エッジ上に位置している。スラ
イダ１３８とジンバル１３０との間の個々の取り付けは、所望の方法により達成
される。要するに、一実施例では、接着剤によりスライダ１３８の上面１４０と
ジンバル接着舌１３６の下面との間にコンプライアント・シーア層（ｃｏｍｐｌ
ｉａｎｔ ｓｈｅｅｒ ｌａｙｅｒ）を結合している。コンプライアント・シー
ア層は、スライダ１３８とジンバル接着舌１３６との間で横方向の相対的な動き
を可能にする。コンプライアント・シーア層は、例えば、約１５０マイクロメー
トルの厚さを有するマイラ・フィルムである。更に、ジンバル接着舌１３６は、
搭載タブ１４６によりスライダ１３８のトレーリング・エッジで終り、搭載タブ
１４６は、ジンバル接着舌１３６にスライダ１３８を取り付ける面を提供する。

【００２２】 図４は、ディスク・ドライブ１１０の一部のブロック図であり、本発明の一実
施例によるサーボ位置制御回路を示す。

【００２３】 本発明は、単一の粗動アクチュエータがサーボ動作を行うマイクロアクチュエ
ータなしに、システムに実施可能とされる。しかしながら、この説明は、マイク
ロアクチュエータを備え、本発明により更に利益も得られるサーボ・システムに
ついて進める。図４に示すディスク・ドライブ１１０の部分は、アクチュエータ
・アッセンブリ１１８、ディスク・パック１１２、各ヘッド・ジンバル・アッセ
ンブリに関連したマイクロアクチュエータ（まとめてマイクロアクチュエータ１
５８と呼ぶ）と、前置増幅器１６０と、データ及びクロック再生回路１６２と、
誤差検出回路１６４と、ドライブ・コントローラ１６６と、データ条件付け回路
１６８と、サーボ制御プロセッサ１７０と、電力増幅器１７２と、任意選択的な
マイクロアクチュエータ・コントローラ１７４（複数あってもよい）とを備えて
いる。

【００２４】 ドライブ・コントローラ１６６は、例示的に、マイクロプロセッサ即ちディジ
タル・コンピュータ、又は他の適当なマイクロコントローラであり、バス１１１
により複数のドライブを制御するホスト・システム又は他のドライブ・コントロ
ーラに接続される。

【００２５】 ディスク・パック１１２は、複数の同軸配列のディスク１７８を支持するスピ
ンドル１７６を備えている。各ディスク１７８は、回転軸１１５周りをスピンド
ル１７６により回転するように搭載されている。各ディスク１７８は、第１の面
１８０及び第２の面１８２を有する。面１８０及び１８２は、例えばトラック上
にフラックス反転を符号化した形式によってデータを読み出し、また記憶する同
心円トラックを備えている。

【００２６】 図２及び図３に関して説明するように、アクチュエータ・アッセンブリ１１８
は、複数のアクチュエータ・アーム１２６を支持するベース部１２２を備えてい
る。各アクチュエータ・アーム１２６は、ロード・ビーム１２８のうちの少なく
とも１つに結合されている。続いて、各ロード・ビーム１２８は、対応するディ
スク面１８０又は１８２上のヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６（図３に記
載）のうちの一つを支持してディスク面上のトラック内のデータをアクセスする
。一実施例において、各ジンバル・アッセンブリは、更に、少なくとも１つのマ
イクロアクチュエータ１５８を備えて、ディスク１７８上のあるトラック、又は
異なる複数のトラックのうちの１トラック内にヘッド・ジンバル・アッセンブリ
上のトランスデューサを配置させる。ここでも、本発明による効果を得るために
マイクロアクチュエータを使用することは、必須でないことに注意すべきである
。図４に示すように、マイクロアクチュエータ１５８は、アクチュエータ・アー
ム１２６、ロード・ビーム１２８、ジンバル（あるいは他のフレクシャ）１３０
、ジンバル１３０と関連するスライダとの間、又は他の適当な位置に設けられて
もよい。マイクロアクチュエータ１５８は、偏向されるように、従って静電容量
、純流体、電磁的、静磁場、又は熱により活性化されるように構成されたＰＺＴ
材料、静電気材料からなるものでもよい。

【００２７】 動作において、ドライブ・コントローラ１１２は、典型的には、ホスト・シス
テムから、ディスク１７８の１以上の一定部分を処理すべきことを示す１以上の
コマンド信号を受け取る。このコマンド信号に応答して、ドライブ・コントロー
ラ１６６は、特定のシリンダを指示する位置（又は基準）信号１６５をサーボ制
御プロセッサ１７０に供給し、これにアクチュエータ・アッセンブリ１１８がヘ
ッド・ジンバル・アッセンブリ１１６を配置することになる。サーボ制御プロセ
ッサ１７０は、この位置信号をアナログ信号に変換し、これを電力増幅器１７２
により増幅して、アクチュエータ・アッセンブリ１１８のボイス・コイル・モー
タに供給する。アクチュエータ・アッセンブリ１１８は、アナログの位置信号に
応答して、所望のシリンダ上のロード・ビーム１２８、及びこれらに関連するヘ
ッド・ジンバル・アッセンブリ１１６を配置する。

【００２８】 ヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６は、読み出すべきディスクの各トラッ
クの選択した位置に記憶されている埋め込みサーボ位置データから、データを含
む読み出し信号を発生すると共に、読み出すべきディスクの選択した位置からア
クセスすべき通常のデータを発生する。読み出し信号は、前置増幅器１６０に供
給され、前置増幅器１６０は読み出し信号を増幅し、これをデータ及びクロック
再生回路１６２に供給する。データ及びクロック再生回路１６２は、公知の方法
により、ディスク面にデータを書き込むときにディスク面上に符号化した読み出
し信号からデータを再生する。勿論、データ及びクロック再生回路１６２は、パ
ーシャル・レスポンス最尤（ＰＲＭＬ）チャネル、又は他の適当な形式の読み出
しチャネルであってもよい。

【００２９】 データが再生されると、データが誤差検出回路１６４に供給され、誤り検出回
路１６４は、ディスクから読み戻したデータに誤りが発生していたか否かを検出
し、これを出力１６７に供給する。誤りは、公知の方法により、誤り検出回路１
６４、又はドライブ・コントローラ１６６、又は両者の組み合わせにより、訂正
される。

【００３０】 ヘッドの位置決め中に、ドライブ・コントローラ１６６は、位置信号をサーボ
制御プロセッサ１７０に供給し、アクチュエータ・アッセンブリ１１８を選択し
たシリンダ上でこれらに関連するヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６を配置
させることになる。セクタ・サーボ位置決めドライブ（又は埋め込みサーボ位置
決めドライブ）において、ディスク面上の各セクタの一部は、位置情報を有して
おり、この位置情報は、ディスク面上に符号化されており、データ・ヘッドによ
り読み出され、読み出しチャネルを介して、サーボ制御プロセッサ１７０に供給
される。この位置決め情報は、データ・ヘッドが浮上している特定のトラックを
表す粗位置情報を与えるばかりでなく、より良い位置決めのためにサーボ制御プ
ロセッサに調整フィードバックを行う。サーボ制御プロセッサ１７０は、ディス
クから読み出した位置情報に応答して、ヘッド・ジンバル・アッセンブリ１１６
を配置する。

【００３１】 マイクロアクチュエータを使用する一実施例において、サーボ制御プロセッサ
１７０は、粗動アクチュエータ（ボイス・コイル・モータ）を制御することのみ
に使用されるのではなく、マイクロアクチュエータ１５８にも使用される。他の
実施例では、ドライブ・コントローラ１６６からの位置要求信号に応答し、更に
ディスクから読み出された埋め込み位置情報に応答して、マイクロアクチュエー
タ１５８を制御する別個のマイクロアクチュエータ・コントローラ（又は他の複
数の別個のマイクロアクチュエータ・コントローラ）１７４が設けられる。

【００３２】 ディスクに情報を書き込むために、ドライブ・コントローラ１６６は、ディス
ク・パック１１２に書き込むべき情報の位置ばかりでなく、書き込むべき実際の
データも受け取る。位置情報は、対応するディスク面に相対するデータ・ヘッド
を粗の位置決めをするための基準信号として、サーボ制御プロセッサ１７０（及
び任意選択的に（複数の）マイクロアクチュエータ・コントローラ１７４）に供
給される。次いで、ドライブ・コントローラ１６６は、データ条件付け回路１６
８に書き込むべきデータを供給し、データ条件付け回路１６８は、続いて公知の
方法により、ディスク面にデータを書き込めるようにヘッド・ジンバル・アッセ
ンブリ１１６上の特定のトランスデューサに出力１６９の情報を供給する。

【００３３】 一実施例において、マイクロアクチュエータ１５８は、アクチュエータ・アッ
センブリ１１８により支持された任意の２つのヘッド・アッセンブリ１１６間で
最悪の場合の機械的なミスアライメントを超越する運動範囲を有する。他の実施
例において、各マイクロアクチュエータ１５８は、１トラック幅を超越する運動
範囲を有し、また複数のトラック幅を超越することもできる。更に、一実施例に
おいて、ディスク・ドライブ１１０（図４に示す実施例では、前置増幅器１６０
、データ及びクロック再生回路１６２及び誤差検出回路１６４を備えている）に
設けられた読み出しチャネルは、同時的な並列の複数のデータ信号を受け取り、
これらのデータ信号を並列に処理して、並列にホスト・システム及び／又はドラ
イブ・コントローラ１６６に供給することができる。更に、一実施例において、
データ条件付け回路１６８は、更に、同時的な並列の複数の書き込み信号を複数
のデータ・ヘッドに供給して同時的な並列の複数の書き込み処理を実行するのに
適している。更に、一実施例において、サーボ制御プロセッサ１７０及び任意選
択的な（複数の）マイクロアクチュエータ・コントローラ１７４は、複数のヘッ
ドを同時的にディスク・パック１１２における複数のディスク面のトラックと位
置合わせできるように、複数のマイクロアクチュエータ１５８に配置信号を同時
的に供給して、全ての、又は少なくとも複数のマイクロアクチュエータを同時的
に配置させるのに適している。

【００３４】 マイクロアクチュエータは、本発明を使用することを必須とするものではない
が、この構成により、多数の効果が達成される。例えば、複数のデータ・ヘッド
のそれぞれについて精密な位置決め制御を達成することができる。これは、複数
のデータ・ヘッドによる精密かつ同時的なトラック追従を可能にして、並列の読
み出し動作及び書き込み動作を可能にさせる。更に、マイクロアクチュエータ動
作の帯域幅は、ボイス・コイル・モータのものよりはるかに広く、ベアリングの
非直線性に適応するので、この構成は、与えられた任意のディスク面上のトラッ
ク密度を大きく増大させる能力があり、また現在の技術のトラック密度を制限し
ている他の問題をトラック追従のためにボイス・コイル・モータを使用して、は
るかに優れた形式で簡単化する。

【００３５】 更に、一実施例において、各マイクロアクチュエータは、複数のデータ・トラ
ックを超越する運動範囲を有するので、マイクロアクチュエータは、短いシーク
動作（マイクロアクチュエータの運動範囲内となるトラックをシークするシーク
動作）を実行するために使用されてもよい。これは、ディスク・ドライブにおけ
る構造的なモードの励起を最小化し、かつ短いシーク中に更に広帯域幅のサーボ
制御を可能にする。

【００３６】 マイクロアクチュエータ１５８は、本発明による多数の方法のいずれにおいて
も制御可能とされる。例えば、通常のディスク・ドライブにおけるボイス・コイ
ル・モータは、１入力／１出力（ＳＩＳＯ）システムであるサーボ・コントロー
ラにより制御される。この入力は、埋め込みサーボ・データから得たヘッド位置
の測定値であり、またこの出力は、典型的には、電力増幅器１７２を介してボイ
ス・コイル・モータを駆動する。しかしながら、マイクロアクチュエータ１５８
を制御する際に、本発明のサーボ制御システムは、多重入力及び多重出力を備え
ている必要がある。これらの入力は、複数のヘッドが浮上中の埋め込みサーボ情
報から読み出されたヘッド位置を含み、更に任意選択的に、ボイス・コイル・モ
ータ（又は粗動アクチュエータ）に相対する１以上のマイクロアクチュエータの
相対位置を含めてもよい。多重出力は、単一粗動ポジショナ（ＶＣＭ）及びＮ個
のマイクロアクチュエータを駆動する複数の出力を含む。

【００３７】 複数のデータ・ヘッドを同時的に位置決めする本発明のアーキテクチャーに存
在する潜在的な問題は、隣接する即ち近接する他の複数のデータ・ヘッドを同時
的に位置決めすることにより、１データ・ヘッドの位置決めが影響を受ける可能
性があるということである。広帯域幅位置決めは、ドライブの複数の構造モード
を励起することができ、振動又は隣接するデータ・ヘッドの位置決めと干渉する
恐れがある他の干渉を発生させることになる。従って、本発明の一実施例におい
て、サーボ制御プロセッサ１７０又は（複数の）マイクロアクチュエータ・コン
トローラ１７４は、アクチュエータ・アッセンブリ１１８上の他のデータ・ヘッ
ドの動きを考慮している。

【００３８】 一つの構成は、ＳＩＳＯコントローラ（マイクロアクチュエータなし）か、又
はＭＩＭＯコントローラ（マイクロアクチュエータあり）として実施されたサー
ボコントローラに基づくＰＩＤオブザーバを使用することである。他の構成は、
ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）として実施されたＭＩＭＯサーボ・コント
ローラを含む単一のサーボ・コントローラを含むことである。ＤＳＰは、各ヘッ
ドのヘッド位置、各マイクロアクチュエータの相対位置、及びホスト・コントロ
ーラ又はディスク・ドライブ・コントローラ１６６の基準信号を表す入力を有す
る。

【００３９】 図５は、サーボ制御プロセッサ１７０及びマイクロアクチュエータ・コントロ
ーラ１７４をＤＳＰ１９０として実施した単一のサーボ・コントローラに組み合
わせた一実施例を示す。ＤＳＰ１９０は、ヘッドの位置を表す各ヘッド１８１（
ヘッド０〜ヘッドＮ）に関するヘッド位置信号と共に、ホスト・システム又はデ
ィスク・ドライブ・コントローラ１６６から基準信号１６５を入力するときに受
け取る。ＤＳＰ１９０からの出力は、アクチュエータ・アッセンブリ（又はＥ−
ブロック）１１８を駆動するボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１７３に供給さ
れる。図５は、更に、ＤＳＰ１９０がアクチュエータ・アッセンブリ１１８に結
合された全てのマイクロアクチュエータ１５８（更に、指示番号１５９及び１６
１により表されたマイクロアクチュエータ０〜マイクロアクチュエータＮ）に出
力信号を供給する。従って、ＤＳＰ１９０に対する入力は、ＶＣＭ１７３に対す
る各ヘッドの相対位置信号１７９と共に、関連するヘッドからのヘッド位置信号
１７１を含む。各マイクロアクチュエータは、ヘッド１８１に結合されたのが示
されている。更に、各マイクロアクチュエータは、ボイス・コイル・モータ（即
ちアクチュエータ・アッセンブリ１１８）に対するマイクロアクチュエータの相
対位置を検知する関連の相対位置センサ１８３を有する。相対位置センサ１８３
は、容量性センサのような任意の適当なセンサ、又は任意の他の適当な形式の位
置センサを含めてもよい。従って、ＤＳＰ１９０は、アクチュエータ・アッセン
ブリ１１８の全体を位置決めするＶＣＭ１７３に粗位置決め信号を供給している
と云うことができる。ＤＳＰ１９０は、更に、マイクロアクチュエータ１５８に
精密位置決め信号を供給する。

【００４０】 一実施例において、ＤＳＰ１９０は、各ヘッドに関連したヘッド位置及び関連
位置を考慮するだけでなく、各ヘッドに関連した各マイクロアクチュエータに対
してマイクロアクチュエータ出力を供給するときに、隣接又は近接ヘッドの動き
も考慮している（即ち、ヘッドの交叉結合を考慮している）。このように、ＤＳ
Ｐ１９０は、個別的な複数ヘッドのそれぞれを位置決めする際に、構造モードの
励起を考慮している。更に、一実施例において、ＤＳＰ１９０は、外乱を排除す
るように、かつランアウトを考慮するように、かつアクチュエータの過電流を回
避するように、かつ雑音耐性を得るように、制御する。

【００４１】 図５に示すＤＳＰ１９０は、ＰＩＤ又はＰＩＤ観測に基づくアルゴリズム又は
モデルに基づくアルゴリズムの実施例である。図６（例えば、ブロック１９１〜
１９９）は、サーボ制御システムを開発する本発明による一方法を説明するフロ
ー・チャートであり、ＤＳＰ１９０は、モデルに基づくアルゴリズムとしてＤＳ
Ｐ１９０を実施している。図６における各ブロックを概括として簡単に説明し、
次に本発明に関係する方法及びシステムの複数部分を詳細に説明する。

【００４２】 主として、ディスク・ドライブの構造的な動力学を説明する一組の微分方程式
である公称モデルをまず構築する。これを図６にブロック１９２により示す。基
準モデルを構築する際に、ドライブの動力学に関する正確な知識は、例示的に知
られている。この知識は、経験的な又は測定されたデータを使用することにより
得られる。システム・モデルのパラメータを定義するために、この形式の情報を
使用し、この情報の全て使用して第１の原理（即ち微分方程式）からモデルを構
築することができる。

【００４３】 次に、ディスク・ドライブに関して不確かな記述を構築する。これを図６にブ
ロック１９４により示す。この不確かさの記述を例示的に設計して多数のドライ
ブに関連する変数と共に、ドライブの挙動を捕捉する。このデータを使用してブ
ロック１９２に構築されたモデルを修正する。

【００４４】 次に、システムの実行対象を指定する。これを図６にブロック１９６により示
す。このような対象を設け、モデルが既存の商業的に利用可能なツールと両立可
能となることを確保して、ディスク・ドライブ上に直接、種々の方法により実施
可能な制御アルゴリズムの開発を最適化して完結する。

【００４５】 次に、このモデルを評価する。これを図６にブロック１９７に示す。要するに
、この点に対して構築されたモデルは、粗制御モデルであって、システムの動力
学ばかりでなく、不確かさ及び雑音の記述も同様に含む、システムに関するモデ
ルである。一般的に、モデルの評価問題は、基準に基づいて構築された不確かさ
（ｎｏｒｍ−ｂｏｕｎｄｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ
）、及び実験データを有する線形な時間不変システムとして公式化される。モデ
ルの評価は、周波数領域においてモデル評価問題を考慮することにより、行う。
μ解析及びμ_g解析と呼ばれる技術を実行して、このモデルがデータと矛盾しな
いか否か、またコントローラがモデルと矛盾しないか否かを判断する。

【００４６】 最後に、商業的に利用可能な最適化ソフトウェアを使用して、このモデルを最
適化する。μ及び最適化を計算するアルゴリズムは、商業的な名称ＭＡＴＬＡＢ
μアナリシス（ＭＡＴＬＡＢμ−Ａｎａｌｙｓｉｓ）及びシンセシス・ツールボ
ックス（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｔｏｏｌｂｏｘ）により入手可能である。これを
図６にブロック１９８により示す。

【００４７】 本発明は、主として、ディジタル信号プロセッサにおけるコントローラを実施
することを目的としている。固定小数点プロセッサ即ちＤＳＰ上の閉ループ内の
任意形式の個別的な時間フィルタ（例えば個別的な時間制御システム）の実施に
は、制御システムの浮動小数点記述を固定小数点記述に効率的に変換する必要が
ある。言及しなければならない大きな問題は、量子化誤差の導入を防止するため
に、計算において適当な分解能を保持し、同時に計算上の必要条件を最小化する
ために、分解能を制限することである。

【００４８】 このスケール設定のアルゴリズムを使用して、ディスク・ドライブに固定小数
点ＤＳＰ上にほぼ線形の個別的な時間状態空間ＳＩＳＯ又はＭＩＭＯサーボ・コ
ントローラを実施することを支援している。このアルゴリズムは、以上で確認し
た特許出願において述べているアルゴリズムのように、従来のスケール設定アル
ゴリズムよりはるかに保存的であり、従来のアルゴリズムより少ないビットによ
り固定小数点ＤＳＰ上で実行可能にする。

【００４９】 従来のアルゴリズムでは、サーボ・コントローラに対する最悪の場合の入力に
おいて、サーボ・コントローラの状態がコントローラの内部レジスタをオーバー
フローさせないように、この状態をスケール設定した。この形式のスケール設定
は、コントローラが閉ループ・サーボ・システムの一部となることは、考慮して
おらず、かつ最悪の場合は、閉ループ環境に存在しない、コントローラに対する
入力信号を許容することになる。

【００５０】 図７は、ディスク・ドライブにおける閉ループ・サーボ・システムのモデルの
ブロック図である。モデル２００は、加算ノード２０２、サーボ・コントローラ
・モデル２０４、ディスク・ドライブ・モデル２０６、及び加算ノード２０８を
有する。Ｐは、ディスク・ドライブ機構のモデルを表す。Ｋは、サーボ・コント
ローラのモデルを表す。入力（ｒ）２１０は、ヘッドの所望位置を表し、ＰＥＳ
２１２は、閉ループ位置誤差を表す。外乱２１４は、ｄにより表され、かつ位置
誤差に帰結するディスク・ドライブに作用する全ての外因性の乱れを表す。コン
トローラ２０４に対する入力ｕ_cは、ほぼディスク・ドライブの誤差信号（ＰＥ
Ｓ）であり、コントローラ２０４の出力ｙ_cは、ディスク・ドライブ２０６に対
する入力（ｕ_p）２１６である。ディスク・ドライブ２１８の出力はｙ_pにより表
され、かつほぼ読み出し／書き込みトランスデューサの位置である。測定値２２
０はｙ_mにより表される。

【００５１】 図８は、ＤＳＰにおけるサーボ・コントローラの実施を示すフロー・チャート
である。図７から、サーボ・コントローラ２０４のモデルを下記一組の式、即ち
実現による個別的な時間状態・空間形式により表すことができる。

【００５２】

【数１】

【００５３】 ただし、ｘ_cはコントローラ状態であり、ｕ_cはコントローラ入力であり、ｙ_c
はコントローラ出力である。Ｎは、ｘ_cの大きさであり、更にコントローラの状
態数も表す。これらを得るために、実現を図８にブロック２２２により表す。

【００５４】 図７から、ディスク・ドライブ・モデル２０６を下記の一組の式による個別的
な時間状態・空間形式により、表すことができる。

【００５５】

【数２】

【００５６】 ただし、ｘ_pはディスク・ドライブ（即ち、サーボ・アクチュエータ）状態で
あり、ｕ_pはディスク・ドライブ入力であり、ｙ_pはディスク・ドライブ出力であ
る。これらを得るために、実現を図８にブロック２２４により表す。

【００５７】 図７を支配する閉ループ状態・空間の方程式は、コントローラの状態・空間の
方程式から容易に得られ、またディスク・ドライブは、下記のフィードバック方
程式を使用して、以上の式１〜４として設定する。

【００５８】

【数３】

【００５９】 その結果の閉ループ状態・空間方程式は、式（７）、（８）により与えられる
。

【００６０】

【数４】

【００６１】 閉ループを得るために、実現を図８にブロック２２６により表す。

【００６２】 以下のように、外部発生の入力信号ｒ及びｄ上の最悪の場合の仮定により、閉
ループ・システムの状態展開を区切ることができる。

【００６３】

【数５】

【００６４】 限界の獲得を図８におけるブロック２２８により示す。

【００６５】 閉ループの状態展開を支配する式から、図８にブロック２３０により示すよう
に、外部発生の入力上の限界を与えると、状態の限界を決定することができる。
これらの限界を計算する際に、一般的に、コントローラの初期状態は、０に等し
いとみなされる。

【００６６】

【数６】

【００６７】 ｘ_cl（ｋ）の 導入基準は、外部発生の乱れｒ（ｋ）−ｄ（ｋ）から状態ｘ_cl（ｋ）に閉ループ
の伝達関数の 基準により与えられる。 基準は、閉ループ・マトリックスＡ_cl及びＢ_clを与えると、容易に計算可能であ
る。この基準は、Ａ_cl及びＢ_cl（ｋ）の最大状態上の最悪の場合の限界である。
その代わりに、必要とするものは、ｘ_c（ｋ）の各個別的な状態上の最悪の場合
である。ｘ_cl（ｋ）の最初のＮ要素は、Ｎコントローラ状態ｘ_c（ｋ）であるこ
とを思い出す。上式から、コントローラ状態ｘ_c（ｋ）上の限界を以下のように
計算することができる。

【００６８】

【数７】

【００６９】 更に、閉ループ・システムが安定であれば、式１８及び１９における限界は、
収斂することが保証されることに注意すべきである。状態の展開上の限界を使用
すると、コントローラ状態ｘ_c（ｋ）を再度スケール設定することができる。こ
れを図８にブロック２３２により示す。この状態は、最悪の場合の外部発生の入
力により、コントローラの状態が大きさ１により制限されることを保証するよう
に再度スケール設定される。このスケール設定は、下記の対角状態変換により与
えられる。

【００７０】

【数８】

【００７１】 この状態の変化を使用して、新しい状態コントローラの実現が次式により与え
られる。

【００７２】

【数９】

【００７３】 図８にブロック２３４により示すように、部分二進演算を使用して、ＤＳＰ上
にこの新しい実現を実施することができる。更に、外部発生の外乱 の 基準が上記Ψからの状態情報を構築するために使用された擾乱レベルよりも小さ
いときに、この実現は、オーバーフローしないことが保証される。

【００７４】 コントローラ状態をスケール設定する方法は、保存的でないことに注意すべき
である。 基準が状態情報を構築するために使用したものよりやや大きい擾乱を構築するこ
とは容易である。このような擾乱信号は、オーバーフローする状態を発生させる
。従って、この技術は、個別的な時間コントローラのための最小保存状態の実現
であって、このコントローラは、与えられた所定の擾乱レベルに対してオーバー
フローしないことを保証する。更に、コントローラを設計するために使用した方
法に拘わらず、またマイクロアクチュエータを使用するしないに拘わらず、本発
明のスケール設定技術を使用できることに注意すべきである。

【００７５】 本発明の一特徴によれば、ディスク・ドライブ１１０内のサーボ・アクチュエ
ータ２０６を制御する固定小数点ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）にモデル
に基づく個別的な時間サーボ・コントローラを実施即ち構築する方法が提供され
る。この方法は、サーボ・コントローラ２０４及びサーボ・アクチュエータ２０
６の安定な閉ループ表示を得ることを含む。サーボ・コントローラ２０４のため
にコントローラの状態に基づくコントローラ状態の境界は、安定な閉ループ表示
から決定される。コントローラの状態は、コントローラ状態の境界に基づいてス
ケール設定される。サーボ・コントローラは、ＤＳＰにおいて、スケール設定さ
れたコントローラ状態に基づいて構築される。

【００７６】 一実施例において、閉ループ・モデルを得ることは、サーボ・コントローラ２
０４に対する状態空間実現を得ること、サーボ・アクチュエータ２０６に対する
状態空間実現を得ること、及びサーボ・コントローラ２０４及びサーボ・アクチ
ュエータ２０６に対する状態空間実現に基づく閉ループの状態空間実現を得るこ
とにより、実行される。

【００７７】 本発明の他の特徴において、コントローラ状態の境界を決定することは、サー
ボ・コントローラ２０４及び安定な閉ループ・モデルに基づいてサーボ・アクチ
ュエータ２０６を含む閉ループ・システムに関する状態展開を得ること、閉ルー
プ・システム２００に関する状態展開に基づく最悪の場合の境界を決定すること
により実行される。スケール設定は、更に、対角行列の状態変換を使用すること
により、実行可能とされる。コントローラは、分数二進形式を使用してＤＳＰ上
で実施されてもよい。

【００７８】 本発明は、更に、データ・トランスデューサ、及びデータ・トランスデューサ
に相対して回転可能なディスク面を有するディスク１１２を備えたディスク・ド
ライブ１１０を含めてもよい。サーボ・アクチュエータ２０６は、ディスク・パ
ック１１２に相対してデータ・トランスデューサを移動させるようにデータ・ト
ランスデューサに結合される。サーボ・コントローラ２０４は、サーボ・アクチ
ュエータに結合され、サーボ・コントローラ２０４及びサーボ・アクチュエータ
２０６を含む閉ループ・システム２００に関する状態展開上の境界に基づくサー
ボ・アクチュエータ２０６の作動を制御する。

【００７９】 一実施例において、状態展開は、閉ループ・システムに関する状態空間実現に
基づいている。状態空間実現は、更に例示的に、サーボ・コントローラ２０４及
びサーボ・アクチュエータ２０６の個別の状態空間実現に基づいている。

【００８０】 他の実施例において、サーボ・アクチュエータ２０６は、粗動アクチュエータ
１７３及び少なくとも１つのマイクロアクチュエータ１５９〜１６１を備えてい
る。従って、サーボ・コントローラ２０４は、多重入力多重出力コントローラ１
９０である。

【００８１】 好ましい実施例を参照して本発明を説明したが、当該技術分野に習熟する作業
者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形式及び詳細において変更
が可能なことを認識すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例によるディスク・ドライブを示す。

【図２】 本発明の一実施例によるアクチュエータ・アッセンブリを示す。

【図３】 本発明の一実施例によるヘッド・ジンバル・アッセンブリを示す。

【図４】 本発明の一実施例によるディスク・ドライブの一部のブロック図である。

【図５】 本発明の一実施例によるサーボ・コントロール回路の一部のブロック図である
。

【図６】 本発明の一実施例によるサーボ制御アルゴリズムの構造を示すフロー・チャー
トである。

【図７】 ディスク・ドライブにおける閉ループ・サーボ・システムを表すブロック図で
ある。

【図８】 本発明の一実施例によるディジタル信号プロセッサにおけるサーボ・コントロ
ーラの実施を説明するフロー・チャートである。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年６月８日（２００１．６．８）

【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】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バウム、マイク、イー アメリカ合衆国 コロラド、ロングマウン ト、スチープルチェース ドライブ 5671 Ｆターム(参考） 5D096 AA02 CC01 GG07 HH01 NN07

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク・ドライブのサーボ・アクチュエータを制御する固
   定小数点ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）に個別的な時間サーボ・コントロ
   ーラを構築する方法において、 （ａ）前記サーボ・コントローラ及び前記サーボ・アクチュエータの安定な閉
   ループ・モデル表示からサーボ・コントローラのコントローラ状態上のコントロ
   ーラ状態の境界を計算するステップと、 （ｂ）前記コントローラ状態の境界に基づいてコントローラ状態をスケール設
   定するステップと、 （ｃ）前記スケール設定されたコントローラ状態に基づいて前記ＤＳＰ上にサ
   ーボ・コントローラを構築するステップと を含む方法。
2. 【請求項２】 前記計算するステップ（ａ）は、 （ａ）（１）前記サーボ・コントローラ及び前記サーボ・アクチュエータのた
   めの状態空間実現に基づいて、閉ループ状態・空間実現を導き出すステップを含
   む請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記計算するステップ（ａ）は、 （ａ）（１）前記安定な閉ループの表示に基づき、前記サーボ・コントローラ
   及び前記サーボ・アクチュエータを含む閉ループ・システムに関する状態展開上
   の最悪の場合の境界を決定するステップを含む請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 前記スケール設定するステップ（ｂ）は、 対角行列の状態変換を適用するステップ を含む請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記スケール設定するステップ（ｂ）は、新しいコントロー
   ラ実現を作り出し、かつ前記構築するステップ（ｃ）は、分数二進形式による前
   記ＤＳＰ上の新しいコントローラ実現により前記サーボ・コントローラを構築す
   るステップを含む請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 前記計算するステップ（ａ）は、基本的に （ａ）（１）前記安定な閉ループの表示に基づき、前記サーボ・コントローラ
   及び前記サーボ・アクチュエータを含む閉ループ・システムのための状態展開上
   に最悪の場合の境界を決定すること からなる請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記スケールを設定するステップ（ｂ）は、基本的に （ｂ）（１）対角行列の状態変換を適用すること からなる請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 前記スケールを設定するステップ（ｂ）は、新しいコントロ
   ーラ実現を発生し、かつ前記構築するステップ（ｃ）は、基本的に 分数二進形式による前記ＤＳＰ上の新しいコントローラ実現により前記サーボ
   ・コントローラを構築することからなる請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 データ・トランスデューサと、 データ・トランスデューサと相対して回転可能なディスク面を有するディスク
   と、 前記ディスク面に相対して前記データ・トランスデューサを移動させるように
   データ・トランスデューサに結合されたサーボ・アクチュエータと、 前記サーボ・アクチュエータに結合されて前記サーボ・アクチュエータの作動
   を制御するサーボ・コントローラであって、前記サーボ・コントローラ及び前記
   サーボ・アクチュエータを含む閉ループ・システムに関する状態展開上の境界に
   基づいてスケール設定されたコントローラ状態により構築されている前記サーボ
   ・コントローラと を備えたディスク・ドライブ。
10. 【請求項１０】 前記コントローラ状態の境界は、前記閉ループ・システム
    の安定な閉ループ表示に基づいている請求項９記載のディスク・ドライブ。
11. 【請求項１１】 前記状態空間実現は、前記閉ループ・システムのための状
    態空間実現に基づいている請求項９記載のディスク・ドライブ。
12. 【請求項１２】 前記状態空間実現は、前記サーボ・コントローラ及び前記
    サーボ・アクチュエータの個々の状態空間実現に基づいている請求項１１記載の
    ディスク・ドライブ。
13. 【請求項１３】 前記サーボ・コントローラは、分数二進形式による前記ス
    ケール設定されたコントローラ状態により構築されている請求項１２記載のディ
    スク・ドライブ。
14. 【請求項１４】 前記サーボ・コントローラは、固定小数点ＤＳＰを備えて
    いる請求項１３記載のディスク・ドライブ。
15. 【請求項１５】 前記サーボ・アクチュエータは、粗動アクチュエータ及び
    マイクロアクチュエータを含み、かつ前記サーボ・コントローラは、多数入力多
    数出力コントローラを備えている請求項９記載のディスク・ドライブ。
16. 【請求項１６】 ディスク・ドライブにおいて、 ディスクと、 前記ディスクに相対して移動可能なデータ・トランスデューサと、 前記ディスク面に相対して前記データ・トランスデューサを移動させるサーボ
    ・アクチュエータと、 前記スケール設定されたコントローラ状態に基づいて前記サーボ・アクチュエ
    ータを制御する手段と を備えたディスク・ドライブ。