[发明专利]具有非线性观察器的盘驱动设备

说明书

技术领域

总体来讲，本发明涉及控制处理器或设备的参数的领域。在特定应用中，本发明涉及控制对象的位置，具体涉及光盘驱动器的物镜的径向位置的领域，并且在以下说明中具体阐述了该应用。但是，注意，本发明不限于该应用。例如，本发明的要旨还应用到磁盘，甚至更广泛地应用到非线性控制领域。

背景技术

纵所周知，光学存储盘包括至少一个轨道，或者以连续螺旋的形式或者以多个同心圆的形式，构成信息可以以数据图案的形式进行存储的存储空间。光盘可以是信息在制造期间进行记录且用户只能进行读取的只读型。光学存储盘还可以是可以由用户存储信息的可写入型。为了在光学存储盘的存储空间中写入信息，或者为了从盘读取信息，光盘驱动器一方面包括用于接收和旋转光盘的旋转装置，另一方面包括用于产生光束(一般是激光束)并用来采用所述激光束扫描存储轨道的光学装置。由于一般的光盘技术，信息存储在光盘中的方式和从光盘读取光学数据的方式是公知的，以下就不必更加详细地描述该技术。

为了使光盘旋转，典型的光盘驱动器包括驱动与光盘的中心部分啮合的中心体的马达。通常将马达实施为主轴马达，并将马达驱动的中心体直接安装在马达的主轴上。

为了光学扫描旋转的盘，光盘驱动器包括光束产生器件(典型的是激光二极管)、用来使光束聚焦在盘上的焦点的物镜和用来接收从光盘反射的光并用来产生电检测器输出信号的光检测器。光检测器包括多个检测器段，每个段提供单独的段输出信号。

在操作期间，光束应保持聚焦在盘上。为此，以轴向可移动的方式配置物镜，并且光盘驱动器包括用来控制物镜的轴向位置的聚焦致动器装置。另外，保持焦点与轨道对准或者能相对新的轨道定位。为此，至少以径向可移置的方式安装物镜，并且光盘驱动器包括用来控制物镜的径向位置的径向致动器装置。

在许多盘驱动器中，以可倾斜的方式配置物镜，并且这种光盘驱动器包括用来控制物镜的倾斜角度的倾斜致动器装置。

为了控制这些致动器，光盘驱动器包括接收来自光检测器的输出信号的控制器。根据该信号(以下称作读取信号)，控制器导出诸如聚焦误差信号、径向误差信号的一个或多个误差信号，并在这些误差信号的基础上，控制器产生用来控制致动器以便减少或消除位置误差的致动器控制信号。

在产生致动器控制信号的过程中，控制器具有某些控制特性。这种控制特性是控制器的特征，其可以描述为这样的方式，其中控制器响应检测位置误差而工作。

实际上，不同类型的干扰导致位置误差。干扰的两个最重要的类别是：

1)盘的缺陷

2)外部震动和(周期性的)振动

第一类包括诸如黑点、指纹等污染、划痕等破损等等盘的内部缺陷。第二类包括由于物体碰撞盘驱动器而导致的震动，但是震动和振动主要是出现在便携式盘驱动器和汽车应用中。

这方面的问题是第一类干扰的充分处理需要与第二类干扰的充分处理不同的控制特性。传统情况下，盘驱动器的控制器具有固定的控制特性，其或者尤其适用于第一类干扰的充分处理(在这种情况下误差控制对于第二类干扰不是最优的)，或者特别适于第二类干扰的充分处理(在这种情况下误差控制对于第一类干扰不是最优的)，或者控制特性是折中的(在这种情况下误差控制对于第一类干扰和第二类干扰都不是最优选的)。只要控制器应用线性控制技术，在对噪声的低频抗扰性和高频噪声敏感性之间总是存在折中。

在现有技术的情况下，已经提出了根据所经历的干扰类型来改变控制器的控制特性。例如，参考美国专利US4722079，其披露了调整控制器的增益的盘驱动装置。

除了确定干扰的类型和对于干扰类型来调整控制特性之外，可以进行干扰的定量评估，并且使控制特性适合于干扰的严重程度。例如，在机械震动的情况下，可以不仅增大控制器增益而且增大的量取决于震动的强度。控制器增益越高，驱动器能更好地抵抗强烈的机械震动。这样，在强烈的机械震动的情况下，驱动器的性能取决于最大增益的提高。

在这方面的常见问题是增益不能无限地增大；如果将增益设置得太高，控制器的控制环可能会变得不稳定。

这样，本发明的基本目的是提供一种能进一步增大控制器增益而不会提高控制器不稳定性的风险的方法。

本发明的另一目的是提供一种动态修正控制器特性从而降低所控制的系统的不稳定性的风险的方法。

发明内容