[go: up one dir, main page]

KR20010007336A - 고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010007336A
KR20010007336A KR1020000031938A KR20000031938A KR20010007336A KR 20010007336 A KR20010007336 A KR 20010007336A KR 1020000031938 A KR1020000031938 A KR 1020000031938A KR 20000031938 A KR20000031938 A KR 20000031938A KR 20010007336 A KR20010007336 A KR 20010007336A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
feed forward
search
amplitude
acceleration
Prior art date
Application number
KR1020000031938A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100377982B1 (ko
Inventor
지아오(존)장
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Publication of KR20010007336A publication Critical patent/KR20010007336A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100377982B1 publication Critical patent/KR100377982B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5565—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks system adaptation for compensation of variations of physical parameters, e.g. temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)

Abstract

정현파 가속 궤적 제어기는 진동과 소음을 최소화하도록 변환기를 고속으로 위치시키는데 이용된다. 이 제어기는 액츄에이터 입력으로 정현 파형을 사용함으로써 탐색 시간을 소요하지 않고서 진동과 소음을 줄인다. 이러한 정현 파형은 목표 트랙 위치의 기능과 탐색 터미널 시간의 함수이다. 변환기의 판독/기록 헤드의 속도가 최고 속도에 도달할 때, 정현 파형은 절반의 두 개 정현 파형 사이에 제로 값 파형을 포함하는 분절 정현 파형이 된다. 정현 파형의 진폭과 주행 길이는 분절 정현 파형에서 최소 고조파 성분을 얻기 위하여 최소화된다.

Description

고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그 고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling the acceleration trajectory of positioning a high-velocity transducer and for reducing the harmonic content thereof}
본 발명은 일반적으로 마그네틱 헤드, 광학 헤드, 프린트 헤드와 같은 변환기의 고속 포지셔닝 작업을 수행할 때 진동과 소음을 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 액츄에이터(actuator)와 그 가속을 제어하기 위한 제어 전류에서 진폭과 고조파 성분을 줄이도록 제어되는 작업 방법에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브(HDD) 시스템으로부터 데이터를 읽거나 데이터를 쓰기 위하여, HDD의 판독/기록 헤드는 HDD의 마그네틱 레코딩 디스크의 원하는 트랙과 섹터위에 정확하게 위치되어야만 한다. 이것은 일반적으로 탐색 작업의 방법을 통하여 이루어진다. 그러나 컴퓨터의 속도가 향상됨에 따라 점차 판독/기록 헤드를 위치시키는데 허용되는 시간을 줄여야 할 필요가 있으며, 그럼으로써 HDD안에 데이터 액세스 속도가 향상된다. 결과적으로, 작업의 정확성을 유지하면서 탐색 작업에 필요한 시간을 줄이기 위한 지속적인 요구가 존재한다.
탐색 작업을 수행함에 있어서, 종래의 디스크 드라이브 디바이스들은 일반적으로 광범위한 다이나믹 제어 레인지를 충족시키기 위하여 멀티 모드 알고리즘을 사용한다. 단기 탐색 작업은 일반적으로 선형 모드(linear mode), 정착 모드(settle mode), 온-트랙 모드(on-track mode)의 세 가지 제어 모드를 포함한다. 장기 탐색 작업은 보통 단기 탐색 작업에서의 세 가지 모드와 함께 가속 모드(acceleration mode), 주행 모드(coast mode), 감속 모드(deceleration mode)를 포함하는 적어도 다섯 개 내지 여섯 개의 제어 모드를 포함한다. 주행 모드는 장기 탐색 작업의 길이에 따라 요구될 수도 요구되지 않을 수도 있다.
단기 탐색 작업은, 특정 HDD시스템 실행에 따라서 보통 탐색 거리가 극히 짧을 때, 보통 세 개에서 다섯 개 트랙일 때 수행된다. 단기 탐색 작업과 이에 사용되는 세 개의 모드는 관련 분야에서 이미 알려져 있는 것으로 여기서 상세히 설명하지는 않을 것이다.
장기 탐색 작업은 어떤 주어진 위치로부터 원하는 트랙 근처, 즉 세 개에서 다섯 개의 트랙안으로 판독/기록 헤드를 위치시키기 위하여 추가의 세 개 모드(가속, 주행, 감속 모드)를 사용한다. 그리고 다음의 세 개 모드(선형 모드, 정착 모드, 온-트랙 모드)는 판독/기록 헤드 위치의 보다 미세한 조정을 위하여 사용된다.
가속 모드중, 판독/기록 헤드를 지닌 액츄에이터는 원하는 트랙을 향해 이동함에 따라 최고 속도로 가속된다. 일단 판독/기록 헤드가 최고 속도에 도달하면, 시스템은 주행 모드에 들어가고 판독/기록 헤드는 한동안 최고 속도에서 주행한다. 일반적으로 시스템은 판독/기록 헤드를 최고 속도에서 움직이도록 유지하기 위하여 폐루프 속도 제어를 수행한다. 판독/기록 헤드가 적절한 위치에 도달했을 때 시스템은 판독/기록 헤드를 감속시키기 위하여 감속 모드로 들어가며, 목표 트랙 근처, 즉 세 개에서 다섯 개 트랙 안에서 정지하게 된다.
물론, 짧은 장기 탐색 작업의 경우 주행 모드는 필요하지 않을 수 있는데, 왜냐하면 판독/기록 헤드가 감속할 시간 전에 최고 속도에 도달하지 않을 수도 있기 때문이다. 이 경우, 탐색 작업은 판독/기록 헤드를 보다 낮은 속도로 움직이기 위하여 가속 모드로 들어갈 것이며 이어서 판독/기록 헤드를 목표 트랙 근처에 정지시키기 위해 감속 모드로 들어갈 것이다.
장기 탐색 작업의 처음 세 가지 모드(가속, 주행, 감속 모드)는 시스템이 경험하는 어떤 진동이나 소음에 대하여 일차적인 책임이 있다. 이 세 가지 모드는 종래의 디스크 제어기에서는 속도 추적 구조를 통하여 실행된다. 이러한 속도 추적 구조에서는, 속도 피드백 센서가 보통의 시스템안에 없기 때문에 속도 피드백 신호를 구성하기 위하여 추정부(estimator)가 이용된다. 이 추정부안에서, 속도 궤적 발생기는 판독/기록 헤드를 이동시키도록 남아있는 거리의 함수로써 속도 궤적를 산출하기 위하여 사용된다. 그리고 가장 빠른 궤적은 HDD 모터의 관성과 토크 상수를 조정함으로서 결정된다. 만일 이러한 궤적이 이용된다면, 시간 최적 제어기가 구성되는데, 뱅뱅 제어기라고 불릴 수 있는 것이다.
다시 말해, 이러한 액츄에이터는 시스템을 가속하기 위하여 최고 전류를, 그리고 시스템을 감속하기 위하여 최고 전류를 사용한다. 그러나 이러한 제어기는 실용적이지 못한데, 위치 에러와 소음에 지나치게 민감하기 때문이다. 따라서 보다 안정적으로 위치시키고 소음을 더 효율적으로 제어하기 위하여 많은 변형들이 이용되었다.
종래의 하드 디스크 드라이브 탐색 작업은 다음과 같이 수행된다. 우선, 목표 트랙이 제어 시스템안에 입력되고 제어 시스템은 현재 트랙으로부터 목표 트랙으로 이동하기 위해 요청되는 것이 장기 탐색인지 단기 탐색인지 결정한다. 상기 언급된 바와 같이, 만일 탐색 거리, 즉 현 트랙에서부터 목표 트랙까지의 거리가 주어진 임계값이거나, 이보다 더 낮다면, 예를 들면 세 개에서 다섯 개 트랙인 경우에는 단기 탐색 작업이 이용된다. 그렇지 않다면 장기 탐색 작업이 이용된다.
장기 탐색이 요구되는 경우, HDD안의 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM)에는 판독/기록 헤드를 최고 속도까지 가속시키기 위한 구형 유사파 가속 탐색 궤적 프로파일에 기초한 전류가 공급된다. VCM을 향한 전류는 최고 속도에 도달했을 때 정지되고, 시스템은 주행 모드에 들어가서 판독/기록 헤드가 최고 속도에서 주행한다. 그리고 판독/기록 헤드가 적절한 트랙 위치에 도달한 때에 구형 유사파 감속 탐색 궤적 프로파일을 수신함으로써 감속하기 시작한다.
만일 장기 탐색이 최고 속도에 이르지 못할 만큼 짧은 거리의 것이라면, 주행 모드는 생략된다. 이 경우, HDD안의 VCM에는 판독/기록 헤드를 최고 속도까지 가속시키기 위하여 구형 유사파 가속 탐색 궤적 프로파일이 공급된다. 그러나 최고 속도에 도달하기 전에, VCM은 정지되고, 구형 유사파 감속 탐색 궤적 프로파일을 기초로 하여 감속하기 시작한다.
일단 판독/기록 헤드가 목표 트랙인 세 개에서 다섯 개 트랙안에 있으면, 장기 탐색에서는 가속, 주행, 감속에 의하든지, 아니면 탐색 작업이 단기 탐색 작업인 경우에는 초기에, 시스템은 직접 선형 모드로 들어갈 것이다. 선형 모드가 완료된 후 시스템은 정착 모드와 온-트랙 모드로 들어간다.
도 1a 와 도 1b는 종래의 탐색 궤적 프로파일의 예시이다. 특히, 도 1a는 주행 모드를 동반한 종래의 구형파 탐색 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이며, 도 1b는 주행 모드를 동반하지 않은 종래의 구형파 탐색 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다.
탐색 작업에서 가속은 HDD의 액츄에이터에 전류를 흐르게 함으로써 성취된다. 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 이러한 종래의 작업에서 전류는 구형 유사파로 제공된다. 도 1a에서, 가속은 최고 속도에 도달할 때까지 상승하며, 주행 모드중에는 제로값에서 평평하게 유지되며, 액츄에이터 암이 정지 될 때까지 다시 서서히 상승하기 이전에 최대 감속으로 떨어진다.
그러나 VCM은 매우 정밀한 구조로, 3.5 KHz 이상의 고유 주파수를 가진다. 결과적으로 구동중의 3.5 KHz 이상의 높은 주파수는 이러한 고유 주파수를 야기하고 공진을 일으키게 된다. 이것은 구형 유사파를 이용하는 장기 탐색에서 VCM을 제어하기 위하여 어셈블리가 공진할 수도 있음을 의미한다. 그리고 만일 공진이 신속하게 사라지지 않는다면 트랙의 정밀도에 원하지 않는 효과를 미치게 된다.
또한 VCM 어셈블리 자체는 매우 빠르게 움직이며 550Hz이상의 대역폭을 가진다. 결과적으로 어셈블리 자체의 전후방 움직임이 진동과 소음을 일으킨다.
이러한 문제점 때문에 진동과 소음을 줄이기 위한 종래의 디스크 드라이브 디바이스에 관한 다양한 노력들이 경주되어 왔다. 진동과 소음을 줄이기 위한 이러한 노력은 보통 기계적인 디자인의 활용, 댐핑 제재의 활용, 특별한 탐색 궤적 프로파일의 활용등 세 가지 접근 방식으로 구분될 수 있다.
기계적인 디자인을 활용할 경우 판독/기록 헤드의 구조와 HDD 결합 설비는 판독/기록 헤드의 움직임에 의해 발생되는 소음을 줄이도록 변형된다. 종래의 HDD시스템에서 판독/기록 헤드는 변환기 고정 암과 액츄에이터에 고정된다. 이러한 어셈블리 구조는 공진 주파수가 극히 높아 매우 정밀하도록 디자인될 수 있다.
일반적으로 이러한 주파수는 서보 대역폭으로부터 멀리 떨어지도록 충분히 높게 선택된다. 그러나 데이터 저장 시스템의 증가하는 밀도와 함께, 상응하는 보다 높은 서보 대역폭이 요구되며, 이어서 보다 높은 공진 주파수를 요구한다. 따라서, 통상적으로 유효한 제재와 구조를 이용하는 기계적인 디자인과 관련 서보 디자인은 모두 이들의 능력이 최대가 되도록 촉구되며 이에 상응하여 가격도 상승하고 있다.
이러한 서보 대역폭이 지속적으로 증가함에 따라, 기계적인 공진 주파수가 유효하도록 서보 대역폭으로부터 충분히 멀리 떨어져 넣어질 수 있는지 예측하기 매우 어려워진다. 결과적으로 한정된 공진 주파수를 가진 기계적인 구조가 종래의 "구형파-유사" 제어 전류에서 풍부한 고조파 성분에 의해 발생될 가능성이 보다 높은 것이다.
진동과 소음을 줄이기 위한 또 다른 접근 방법은 하드 디스크 드라이브의 댐핑 제재를 활용하는 것이다. 댐핑 제재는 일정한 공진 에너지를 흡수하기 위하여 사용될 수 있으나, 데이터 저장 시스템의 구조에 의하여 상당히 제한된다. 보통의 댐핑 제재는 대부분 고무 유사 제재로 만들어지는데 하드 디스크 드라이브 하우징안에 조립하기가 매우 곤란할 수 있다. 또한 하드 디스크 드라이브 하우징은 내부가 매우 깨끗해야만 하는데 댐핑 제재로 만들어진 하우징은 이러한 엄격한 깨끗함의 요구를 충족시킬 수가 없다. 결과적으로 댐핑 제재가 진동과 소음을 줄일 수 있음에도 불구하고 보통은 이들이 해결할 수 있는 것보다 더 많은 문제를 야기시킨다.
결국, 특별한 탐색 궤적 프로파일을 활용하여 진동과 소음을 줄일 수 있는 노력들이 이루어져왔다. 특별한 탐색 궤적 프로파일의 이용은 하드 디스크 드라이브 시스템에서 진동과 소음을 제거하기 위한 가장 가치있는 접근 방법으로 입증되었다. 그 기본적인 원리는 "구형파 유사" 제어 입력과 동일한 탐색 시간을 가지는 변환기에서 가능한 진동을 방지하는 보다 낮은 진폭과 좁은 고조파 성분을 지니는 가속 궤적 프로파일을 찾는 것이다.
미국 특허 5,151,639에서, 최적 제어 이론은 탐색 헤드, 즉 di/dt에서 가속의 유도체(또는 가속을 조정하는 전류)를 수학적으로 최소화하는 특별한 가속 궤적을 얻기 위하여 이용된다. 이 궤적은 정현파(sinusoidal wave)와 유사하지만, 알고리즘은 마이크로컴퓨터가 이를 실행하기 위해서는 극히 복잡한데, 계산에 포함되는 6차 다항 방정식의 존재 때문이다.
미국 특허 5,465,034 는 제어 전류에서 고조파 성분을 추가로 감소시키기 위한 또 다른 방법을 제공한다. 개시된 시스템에서, 대칭적인 정현 유사파는 탐색 시간을 희생시켜 개발된 것이다. 이러한 정현 유사파는 대칭적이고 단일한 모드 작업 모두를 실현하기 위하여 특별히 디자인된다. 도 2는 종래 시스템에서 산출된 위치, 속도, 가속의 처리를 보여주는 블록도이고, 도 3a와 도 3b는 이러한 디자인으로부터의 정현 유사파 예시들을 보여준다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 액츄에이터(5)로부터 발생된 아날로그 실제위치 신호는 하드 디스크상의 트랙과 관련하여 HDD 액츄에이터 판독/기록 헤드의 실제 위치를 지시한다. 이 신호는 샘플러(10)와 아날로그-디지털 컨버터(15)를 통과하여 판독/기록 헤드의 측정된 실제 위치를 지시하는 디지털 실제위치 신호를 발생한다. 이러한 실제위치 신호는 속도 궤적 발생기(20)와 상태 추정부(25)로 제공된다.
속도 궤적 발생기(20)는 실제위치 신호에 대한 응답으로 속도 궤적 프로파일을 발생시키며 이 프로파일을 일차 가산기(30)의 양 입력에 공급한다. 상태 추정부(25)는 실제위치 신호와 제어 신호를 기초로 추정 속도를 산출하며, 이 추정 속도를 일차 가산기(30)의 음 입력에 공급한다. 일차 가산기(30)의 출력은 일차 상태 제어기(35)로 공급되고, 이어서 그 출력을 이차 가산기(40)의 일차 양 입력에 공급한다.
피드 포워드 발생기(45)는 피드 포워드 위치 벡터를 산출하기 위하여 측정된 위치 신호를 이용한다. 이 신호는 이차 상태 제어기(50)로 보내지고, 그 출력을 이차 가산기(40)의 이차 양 입력에 공급한다.
이차 가산기(40)는 제어 신호를 발생시키며, 이 신호는 액츄에이터(5)와 상태 추정부(25) 모두에게 보내진다. 액츄에이터(5)로 가는 도중 제어 신호는 제로 오더 홀드(Zero Order Hold, ZOH 55) 같은 디지털-아날로그 컨버터를 지난다. 이 제어 신호는 액츄에이터(5)의 작업을 제어하기 위하여 작용한다.
도 3a와 도 3b는 종래 기술로부터 결과된 정현 유사파의 예시들을 보여준다. 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 파형의 초기에는 매우 완만히 가속된다. 대칭적으로 매우 완만한 감속이 파형의 끝에서 보인다. 결과적으로, 이것은 오랜 탐색 시간을 야기시키며, 최고 성능 데이터 저장 시스템안에 적용시키기가 매우 어려워진다. 또한 이런 방법은 광범위한 룩업 테이블을 사용하며 소팅 알고리즘의 사용을 포함하고 있어서 마이크로 컴퓨터 또는 디지털 신호 처리기의 실제시간 작업에 부담이 될 수 있다.
실제로, 액츄에이터를 향한 최대 전류와 최고 헤드 이동 속도에는 두가지 물리적인 한계가 존재한다. 최대 전류는 VCM의 코일과 VCM을 제어하는 집적 회로에 의하여 제한된다. 최고 속도는 디스크로부터 정확히 판독해 내는 헤드의 능력에 의하여 제한된다. 속도는 헤드에 의하여 데이터가 판독될 수 있는 레벨에서 유지되어야만 한다. 이러한 제한들은 종래의 "구형파 유사" 시스템에서, 아니면 상기의 "정현파 유사" 시스템에서 직접적으로 가속 궤적에 영향을 끼친다.
그러나 상기의 종래 방법에 있어서, 이러한 두 가지 제한을 어떻게 취급할 것인가에 대하여 제공된 정보는 없다. 결국 이러한 두 가지 방법은 실제로 제한을 받아왔다.
본 발명의 주된 목적은, 마그네틱 판독/기록 헤드, 광학 판독/기록 헤드, 프린트 헤드 또는 이와 유사한 변환기에서 진동과 소음 발생 없이 액츄에이터의 가속 궤적 제어를 실현하기 위한 고속 포지셔닝 서보 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 부차적 목적은 마이크로 컴퓨터나 디지털 신호 처리기를 위하여 단순 알고리즘 실행에 따라서 포지셔닝 서보 시스템과 궤적을 제공하기 위한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명은 액츄에이터와 액츄에이터에 고정된 마그네틱 판독/기록 헤드 같은 변환기를 움직이기 위한 드라이버, 그리고 디지털 연산을 이용하는 이 드라이버를 제어하기 위한 서보 제어기를 이용하여 실행될 수 있다. 지속적인 정현파 함수는 실제 가속 궤적을 산출하기 위한 액츄에이터를 제어하기 위하여 피드 포워드 가속 궤적으로 디자인된다. 피드 포워드 가속에 상응하는 위치 프로파일과 피드 포워드 속도는 이중 적분기 시스템의 이용을 통하여 발생될 수 있다.
액츄에이터의 속도와 가속이 설정된 물리적인 상한에 도달한 때, 정현파 분절 함수는 지속적인 정현파 함수를 대체하기 위한 실제 가속 궤적로 이용된다. 지속적 정현파 함수와 분절 정현파 함수 모두는 탐색 작업의 탐색 시간과 탐색 길이의 함수들이다. 제어 시스템에서 상태로서 이러한 궤적은 커맨드와 피드 포워드 신호로 이용된다. 상태 추정 피드백과 결합된 액츄에이터의 입력은 지속적 또는 분절 정현파 함수중 하나에서 기대되는 파형을 얻기 위하여 제어된다.
본 발명의 상기 목적과 또 다른 목적들 그리고 장점들은 첨부한 도면을 참고로 용이하게 설명될 것이다.
도 1a는 구형 유사 파형을 이용한, 주행 모드를 동반한 종래의 탐색 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다.
도 1b는 구형 유사 파형을 이용한, 주행 모드를 포함하지 않은 종래의 탐색 궤적 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 2는 종래 시스템의 산출된 위치, 속도 그리고 가속의 처리를 보여주는 블록도이다.
도 3a와 도 3b는 종래의 모조 정현 시스템의 탐색 궤적 프로파일을 보여주는 그래프들이다.
도 4는 하드 디스크 드라이브를 위한 일반 디지털 신호 처리기 제어 구조이다.
도 5a는 1/3 풀 스토크 탐색 길이에서 지속적인 정현파 기능을 이용하는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다.
도 5b는 분절 정현 파형과 보다 긴 탐색 길이를 이용하는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 산출된 위치, 속도 그리고 가속의 처리를 보여주는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 6의 블록도를 실행시킨 회로를 도시한 회로도이다.
상기의 목적을 성취하기 위하여, 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 제어 회로가 제공된다. 이 제어 회로는 액츄에이터의 전류 실제위치를 지시하는 실제위치 신호를 접수하고 추정된 실제 속도 신호를 발생시키기 위한 상태 추정부, 시작 지점에서 실제위치 신호와 목표 탐색 트랙을 지시하는 목표위치 신호에 기초한 정현파 피드 포워드 가속 신호를 발생시키기 위한 피드 포워드 가속 발생 회로, 피드 포워드 속도 신호를 발생시키기 위하여 한 차례, 위치 프로파일 신호를 발생시키기기 위하여 두 차례, 피드 포워드 가속 신호를 집적하는 이중 적분기, 실제위치 신호와 위치 프로파일 신호에 기초한 일차 수정 신호를 발생시키는 일차 수정 회로, 추정된 실제 속도 신호와 피드 포워드 속도 신호에 기초한 이차 수정 신호를 발생시키는 이차 수정 회로, 그리고 피드 포워드 가속 신호, 일차 수정 신호, 이차 수정 신호에 기초한 액츄에이터의 작업을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생 회로로 구성되며, 제어 신호가 또한 상태 추정부로 공급되는 제어 회로이다.
피드 포워드 가속 발생 회로는 시작 지점에서 실제위치 신호와 목표위치 신호에 기초한 주파수 신호와 진폭 신호를 발생시키는 피드 포워드 가속 제어기와 진폭 신호와 주파수 신호에 따른 피드 포워드 가속 신호를 발생시키는 사인/코사인 룩업 테이블을 더 포함할 수 있다. 택일적으로, 피드 포워드 가속 발생 회로는, 시작 지점에서 실제위치 신호와 목표위치 신호에 기초한 주파수 신호와 진폭 신호를 발생시키는, 그리고 주행 모드의 시작과 정지 시간 각각을 지시하는 주행 모드 시작 시간 신호와 주행 모드 정지 시간 신호를 발생시키는 탐색길이-탐색시간 컨버터, 주행 모드 시작 시간 신호와 주행 모드 정지 시간 신호에 기초한 주행 제어 신호를 발생시키는 주행 모드 제어 로직, 그리고 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 제어 신호에 따라서 피드 포워드 가속 신호를 발생시키는 사인/코사인 룩업 테이블을 더 포함 할 수 있다.
일차 수정 회로는 음 입력에서 실제위치 신호를, 양 입력에서 위치 프로파일 신호를 받아들이는 가산기를 포함할 수 있으며, 이차 수정 회로는 음 입력에서 추정된 실제 속도 신호를 그리고 양 입력에서 피드 포워드 속도 신호를 받아들이는 가산기를 포함할 수 있다.
피드 포워드 가속 신호는, 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않을 경우 바람직하게 지속적인 정현 파형을 가지며, 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는 경우 바람직하게 분절된 정현 파형을 가진다. 피드 포워드 가속 발생 회로는, 전체 탐색 길이가 임계값 탐색 길이보다 더 큰 것인지 판단함으로써 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는지 여부를 판단한다. 이 경우, 전체 탐색 길이는 목표위치 신호를 시작 위치 신호와 비교함으로써 결정된다.
고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하기 위하여 또 한가지 방법이 제공된다. 이 방법은 액츄에이터의 전류 실제위치와 제어 값을 기초로 하여 액츄에이터를 위하여 추정된 실제 속도를 산출하는 단계, 탐색 작업의 시작 시에 시작 트랙을 지시하는 액츄에이터의 시작 실제위치에 기초한, 그리고 탐색 작업을 위한 목표 트랙을 지시하는 액츄에이터의 목표위치에 기초한 액츄에이터를 위한 정현파 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계, 피드 포워드 가속의 집적인 피드 포워드 속도를 발생시키는 단계, 피드 포워드 속도의 집적인 위치 프로파일을 발생시키는 단계, 전류 실제위치와 위치 프로파일에 기초한 일차 수정 값을 산출하는 단계, 추정된 실제 속도와 피드 포워드 속도에 기초한 이차 수정 값을 산출하는 단계, 피드 포워드 가속, 일차 수정 값, 이차 수정 값에 기초한 제어 값을 산출하는 단계, 그리고 이 제어 값에 기초하여 액츄에이터의 움직임을 제어하는 단계를 포함한다.
피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는, 시작 실제위치와 목표위치에 기초한 진폭과 주파수를 발생시키는 단계와 사인/코사인 룩업 테이블에서 사인 값을 찾는 내는 것으로서 진폭과 주파수에 따른 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 택일적으로, 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는, 시작 실제위치와 목표위치에 기초한 진폭과 주파수 신호를 발생시키는 단계, 주행 모드의 시작과 정지 시간을 각기 지시하는 주행 모드 시작 시간과 주행 모드 정지 시간을 결정하는 단계, 주행 모드 시작 시간과 주행 모드 정지 시간에 기초한 주행 제어를 발생시키는 단계, 탐색 작업이 주행 모드안에 있지 않을 경우 사인/코사인 룩업 테이블에서 피드 포워드 가속을 위한 사인 값을 찾아내는 것에 의한, 그리고 탐색 작용이 주행 모드안에 있을 경우 피드 포워드 가속에 제로 값을 적용함에 의한 주행 제어, 진폭, 주파수에 따라서 피드 포워드 가속을 발생시킬 수 있는 단계를 더 포함할 수 있다.
일차 수정 값은 바람직하게는 위치 프로파일에서 전류 실제위치를 뺀 것이고, 이차 수정 값은 바람직하게는 피드 포워드 속도에서 추정된 실제 속도를 뺀 것이다.
피드 포워드 가속은 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않을 때 바람직하게 지속적인 정현 파형을 가지며, 탐색 작업이 주행 모드를 요구할 때 분절된 정현 파형을 가진다. 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는 바람직하게 전체 탐색 길이가 임계값 탐색 길이보다 더 큰 것인지 판단함으로써 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는지 여부를 결정하며, 전체 탐색 길이는 목표위치를 시작 실제위치와 비교함으로써 결정된다.
상기의 장치와 방법에 있어서, 고속 서보 디바이스는 하드 디스크 드라이브일 수 있다.
본 발명에 있어서, 시스템은 액츄에이터의 움직임을 제어하기 위하여 시작 초기부터 정현 파형을 이용한다. 다시 말해, 시스템은 시작부터 폐 루프이다. 이것은 탐색 과정 대부분이 오픈 루프이고 단지 감속 모드가 시작될 때 폐 루프에 들어가는 종래의 제어 시스템과 대조된다.
본 발명은 진정한 정현파 탐색 궤적 프로파일과 가속 피드 포워드 신호를 이용하여 진동과 소음을 줄인다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하드 디스크 드라이브 시스템의 일부를 나타내는 블록도이다. 이러한 바람직한 실시예에 따르면, 정현파 서보 제어기는 마그네틱 헤드, 광학 헤드 또는 프린트 헤드 같은 변환기에서 진동과 소음을 줄이기 위하여 이용된다. 탐색 시간을 최소화하지만 진동과 소음을 허용하는, 아니면 탐색 시간을 증가시키면서 진동과 소음을 최소화하는 종래의 탐색 시스템과 다르게, 본 발명의 정현파 서보 제어기는 탐색 성능의 희생 없이 진동과 소음을 줄인다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 하드 디스크 드라이브 시스템은 액츄에이터(410), 판독/기록 프리앰프(420), 판독/기록 신호 처리부(430), 마이크로 프로세서(440) 그리고 액츄에이터 드라이버(450)를 포함한다. 액츄에이터(410)는 마그네틱 레코딩 디스크(도시 안됨)에서 또는 이로부터 데이터를 판독하고 기록하기 위한 판독/기록 헤드와 판독/기록 헤드를 움직이기 위한 액츄에이터 암을 포함한다. 그러나 편의상 이 두 가지 구성 요소를 집합적으로 액츄에이터(410)로 언급한다.
작동시, 데이터가 판독될 수 있는 또는 기록될 수 있는 디스크의 원하는 지점 위에 헤드를 위치시키기 위한 탐색 작업에서 액츄에이터(410)가 움직이는 동안 마그네틱 레코딩 디스크는 회전한다. 일단 적절히 위치하게 되면, 하드 디스크 드라이브는 판독 또는 기록 작업을 수행한다. 기록 작업에 있어서, 데이터는 판독/기록 프리앰프(420)를 통하여 판독/기록 신호 처리부(430)로부터 액츄에이터(410)로 제공된다. 이 데이터는 보통 HDD 외부 디바이스를 가진 통신, 통신 버스등을 통하여 공급된다.
판독 작업에 있어서, 데이터는 액츄에이터(410)를 통하여 판독되어, 판독/기록 프리앰프(420)를 지나서 판독/기록 신호 처리부(430)에 공급된다. 디스크로부터 판독된 어떤 제어 정보는 마이크로프로세서(440)로 제공되며, 데이터의 나머지는 일반적으로 통신 버스 등을 통하여 HDD 외부 디바이스로 전달된다.
그러나 액츄에이터(410)는 데이터가 디스크로부터 판독될 수 있거나 디스크에 기록될 수 있기 이전에 적절하게 위치되어야만 한다. 마이크로프로세서(440)는 외부 제어기(도시 안됨)로부터 수신된 제어 신호들, 디스크로부터 판독된 실제위치 신호와 같은 제어 정보를 기반으로 하여 액츄에이터(410)의 작업을 제어한다. 이러한 제어 신호와 제어 정보를 기반으로 마이크로프로세서(440)는 액츄에이터(410)의 움직임을 제어하기 위하여 액츄에이터 드라이버(450)에 커맨드를 공급한다.
본 발명의 제어기는 세 가지 모드 작용을 가진다. 이 세가지 모드는 탐색 모드(seeking mode), 이전 모드(transfer mode), 트랙 추적 모드(track following mode)이다.
탐색 모드에서, 진정한 정현 파형은 액츄에이터(410)를 움직이기 위한 전류 신호로서 액츄에이터 드라이버(450)에 의해 액츄에이터(410)로 제공된다. 이것은 종래의 제어기들에서 이용되는 정현 유사 파형과 대비된다.
진정한 정현 파형의 이러한 이용의 결과로서, 액츄에이터(410)를 향한 제어 신호는 상태 피드백과 상태 피드 포워드 신호들 모두의 기능을 가지고 디자인될 수 있다. 피드백 신호를 위하여 시스템은 액츄에이터(410)의 전류 위치와 전류 속도를 이용한다. 전류 위치는 프리앰프(420)와 판독/기록 신호 처리부(430)를 통하여 액츄에이터(410)에 의해 마이크로프로세서(440)로 제공된다. 전류 속도는 전류 위치를 기초로 하여 상태 추정부로부터 산출된다.
피드 포워드 신호를 위하여, 시스템은 피드 포워드 가속 궤적, 피드 포워드 속도 그리고 위치 프로파일을 이용한다. 피드 포워드 가속은 탐색 시작 트랙과 목표 트랙에 기초한 사인/코사인 룩업 테이블로부터 판독된다. 피드 포워드 속도와 위치 프로파일은 이중 적분기 시스템을 통하여 피드 포워드 가속으로부터 발생된다.
탐색 모드 이후, 시스템은 이전 모드로 들어간다. 일정한 주파수와 진폭을 가지는 정현 또는 분절 정현 파형이 상태 피드 포워드 입력으로 제로값에 도달한 경우, 이중 적분기의 위치 출력은 목표위치에 이르게 되고, 속도 피드 포워드 상태도 역시 제로값에 도달한다. 그러나 실제로 시스템 매개 변수는 항상 변화한다. 이러한 상황에서, 실제위치 에러, 속도, 가속은 정현파 또는 분절 정현파 기간중 같은 시간에는 절대로 제로값이 되지 않는다. 따라서 이때 시스템은 자동으로 초기 조건으로 실제 상태와 함께 이전 모드로 들어간다.
그리고 트랙 추적 모드가 이어지는데 보다 높은 대역폭과 일정한 안정 마진을 가지고 디자인된다. 그 구조는 이전 모드에서와 동일하다. 이전 모드와 트랙 추적 모드는 본질적으로는 종래의 제어 알고리즘의 선형 모드, 정착 모드, 온-트랙 모드와 동일하다.
본 발명의 원리에 따르면, 트랙 탐색은 작업을 위한 두 개의 매개 변수, 즉 전체 탐색 길이 Xtotal과 탐색 시간 Tf를 요구한다. 탐색 길이 Xtotal는 액츄에이터(410)가 거쳐야만 하는 전체 길이를 나타낸다. 이것은 목표 트랙을 시작 트랙과 비교함에 의하여, 그리고 이 둘 사이의 간격을 판단함에 의하여 결정된다. 탐색 시간 Tf은 개별적인 HDD에 대한 실험에 의해 결정되는 상수 Kf에 의하여 탐색 길이 Xtotal를 증가시킴으로서 결정된다.
두 개의 매개 변수 Xtotal와 Tf는 피드 포워드 가속으로 그리고 이중 적분기에 입력으로 이용되는 정현 파형의 주파수와 진폭 A를 결정하기 위하여 이용된다. 결과적으로 목표위치는 이중 적분기의 위치 프로파일 출력으로 획득될 수 있다. 또한 이중 적분기에 의해 결정된 위치 프로파일과 피드 포워드 속도는 정현 파형의 이중 집적화를 통하여 계산될 수 있으며, 상대적으로 작은 사인 룩업 테이블을 요구한다. 예를 들어, 0.154 ms 표본 비율을 지닌 RPM 5400 하드 디스크 드라이브의 경우, 주행 모드를 동반하지 않는 최대 탐색 시간은 약 10 ms 이다. 그리고 테이블은 약 2*[(10/0.154)-20]=2*(65-20)=90 엔트리 길이여야 한다. 탐색 시간이 약 10 ms 라는 것은 정현파 최대 길이가 약 10 ms 라는 것을 의미한다. 따라서, 100 엔트리를 가지는 테이블은 충분히 실용적이다.
도 5a는 1/3 풀 스토크 탐색 길이에서 지속적인 정현파 기능을 이용한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다. 도 5b는 분절 정현 파형과 보다 긴 탐색 길이를 이용하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가속 궤적 프로파일을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 시스템의 산출된 위치, 속도, 가속의 처리를 보여주는 블록도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 6의 불록도를 실행하는 회로를 보여주는 회로도이다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 액츄에이터(410)로부터 발생된 아날로그 위치 신호는 하드 디스크의 트랙과 관련하여 HDD 액츄에이터 판독/기록 헤드의 실제 위치를 지시한다. 이 아날로그 실제위치 신호는 샘플러(610)와 아날로그-디지털 컨버터(615)를 통과하여 판독/기록 헤드의 실제 위치를 지시하는 디지털 실제위치를 발생시킨다. 이러한 실제위치 신호는 상태 추정부(620)와 탐색 길이-탐색 프로파일 컨버터(625)에 공급된다.
탐색 길이-탐색 프로파일 컨버터(625)는 액츄에이터(410)로부터 판독/기록 헤드의 실제위치를, 그리고 외부 제어기(도시 안됨)로부터 목표위치를 입력으로 받아들인다. 탐색 작업 시작시 실제위치와 목표위치를 기초로 한 탐색 길이-탐색 프로파일 컨버터(625)는, 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭 A, rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수, 탐색 작업의 시작에서부터 초단위의 요구되는 주행 모드 시작 시간 T1,그리고 탐색 작업의 시작에서부터 초단위의 요구되는 주행 모드 종료 시간 T2를 결정한다. 탐색 길이-탐색 프로파일 컨버터(625)에 의해 사용되는 특정 방정식은 아래에서 더욱 상세히 논의된다.
요구되는 주행 모드의 시작과 종료 시간 T1과T2는 주행 모드 제어 로직(630)에 공급되며, 경과된 시간을 측정하며 만일 필요하다면 주행 모드가 실행되어야 하는 동안 주행 제어 신호를 발생시킨다.
탐색 길이-탐색 프로파일 컨버터(625)와 주행 모드 제어 로직(630)은함께 피드 포워드 가속 제어기(635)를 포함한다.
피드 포워드 가속 제어기(635)는 주행 제어, 진폭 A, 그리고 주파수를 사인/코사인 룩업 테이블(640)에 제공한다. 사인/코사인 룩업 테이블(640)은 피드 포워드 가속 신호로써 수신된 진폭과 주파수 A와에 따라서 진폭과 주파수를 가지는 사인파를 공급한다. 피드 포워드 가속은 주행 제어에 의해 지시된 대로 주행 모드의 지속중에 중단된다. 주행 제어가 주행 모드의 시작을 지시하는 경우, 피드 포워드 가속 신호는 주행 제어가 주행 모드의 종료를 지시할 때까지 정지될 것이다.
피드 포워드 가속은, 피드 포워드 속도와 위치 프로파일을 발생시키기 위해 두 차례 가속을 집적하는 이중 적분기(645)에 공급된다. 이중 적분기(645)는 두 개의 단일 적분기, 피드 포워드 속도를 산출하기 위한 피드 포워드 가속을 집적하는 속도 발생기(650), 그리고 위치 프로파일을 산출하기 위해 피드 포워드 속도를 집적하는 위치 발생기(655)로 이루어진다.
이중 적분기(645)안의 위치 발생기(655)는 일차 가산기(660)의 양 입력에 위치 프로파일을 제공한다. 그 다음 디지털-아날로그 컨버터(615)는 일차 가산기(660)의 음 입력에 실제위치를 제공한다. 일차 가산기(660)의 출력은 그래서 일차 상태 제어기(665)로 제공된다.
이중 적분기(645)안의 속도 발생기(650)는 이차 가산기(670)의 양 입력에 피드 포워드 속도를 제공한다. 상태 추정부(620)는 이어서 실제위치와 제어 값을 기초로 하여 추정된 실제 속도를 산출하고, 이렇게 예측된 속도를 이차 가산기(670)의 음 입력에 제공한다. 이차 가산기(670)의 출력은 그래서 이차 상태 제어기(675)로 공급된다.
사인/코사인 룩업 테이블(640)에 의해 발생된 피드 포워드 가속은 삼차 상태 제어기(680)로 제공된다.
일차, 이차, 삼차 상태 제어기(665, 675, 680)로부터의 출력 신호는 삼차 가산기(685)의 각각의 양 입력에 제공된다. 삼차 가산기(685)의 출력은 액츄에이터(410)의 작동을 제어하고, 추정된 실제 속도를 결정하는데 상태 추정부(620)를 원조하기 위하여 사용되는 제어 값이다. 이러한 디지털 제어 값은 제로 오더 홀드(690)같은 디지털-아날로그 컨버터로 공급되며, 이 컨버터는 이 값을 액츄에이터(410)의 작동을 제어하는 아날로그 값으로 전환한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 도 6의 블록도를 실행하는 회로를 보여주는 회로도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 탐색 제어 로직(700)은 액츄에이터(410)로부터 액츄에이터(410)의 실제위치를 지시하는 신호를 수신하고, 내부의 HDD 제어기(도시 안됨)로부터는 액츄에이터의 목표위치를 지시하는 신호를 수신한다. 탐색 제어 로직(700)은 탐색 작업중 그 움직임을 제어하도록 액츄에이터에 제어 신호를 제공한다.
도 6에서 도시된 바와 같이, 실제위치 신호와 제어 신호는 모두 디지털 신호들이다. 샘플러(610)에 상응하는 고유한 변환 회로(도시 안됨), 아날로그-디지털 컨버터(615), 그리고 디지털-아날로그 컨버터(690)는 이러한 신호들을 액츄에이터 제어 회로에 의하여 이용되는 아날로그 신호로, 그리고 아날로그 신호로부터 변환시키기 위해 사용된다.
실제위치 신호는 상태 추정부(720), 일차 가산기(760)의 음입력 그리고 피드 포워드 가속 제어기(735)안에 있는 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(725)에 공급된다.
상태 추정부(720)는 제어 신호와 실제위치 신호를 받아들이고, 이차 가산기(770)의 음 입력에 제공되는 추정 실제 속도 신호를 발생시킨다.
탐색 길이-시간 컨버터(725)는 실제위치 신호와 목표위치 신호를 받아들이고, 이들로부터 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 시간 시작 신호 T1그리고 주행 시간 종료 신호 T2를 발생시킨다.
주행 시간 시작과 종료 신호 T1과T2는 피드 포워드 가속 제어기(735)안에 포함된 주행 모드 제어 로직(730)에 제공된다. 주행 모드 제어 로직(730)은, 만일 주행 모드가 주어진 탐색 작업을 위해 정말로 필요하다면, 주행 모드가 시작하고 종료해야 할 때를 지시하는 주행 제어 신호를 출력한다. 주행 모드 제어 로직(730)은 디지털 신호 처리부의 이용을 통하여 경과된 탐색 시간을 따르며, 탐색 시간중 주행 모드가 시작하고 종료하는 때를 주행 제어 신호를 통하여 지시한다. 진폭과 주파수 신호는 사인/코사인 룩업 테이블(740)로 제공되며, 사인/코사인 룩업 테이블은 이러한 매개 변수에 따른 진폭과 주파수를 가지는 사인파를 피드 포워드 가속 신호로 공급한다. 주행 모드중, 주행 제어 신호에 의하여 지시됨에 따라, 사인/코사인 룩업 테이블(740)은 신호를 전혀 출력하지 않음으로써 액츄에이터가 주행 모드중에 가속되어서는 안된다는 것을 지시한다.
피드 포워드 가속 신호는 이중 적분기 시스템(745)과 삼차 상태 제어기(780)로 공급된다. 이중 적분기 시스템(745)은 피드 포워드 속도 신호와 위치 프로파일 신호를 공급하기 위하여 피드 포워드 가속 신호를 두 차례 집적한다. 위치 프로파일 신호는 일차 가산기(760)의 양 입력으로 제공되며, 한편 피드 포워드 속도 신호는 이차 가산기(770)의 양 입력으로 제공된다.
일차 가산기(760)는 음 입력안에 실제위치 신호를, 양 입력에 위치 프로파일 신호를 받아들이고, 이들 전체를 일차 상태 제어기(765)로 공급한다. 이차 가산기(770)는 음 입력안에 추정된 속도 신호를, 양 입력안에 피드 포워드 속도 신호를 받아들이며, 이들 전체를 이차 상태 제어기(775)로 공급한다.
일차, 이차, 삼차 상태 제어기(765, 775, 780)의 출력은 삼차 가산기(785)의 각각의 양 입력으로 제공된다. 삼차 가산기(785)는 이 세 가지 신호의 합계를 내고 그 결과를 제어 신호로 공급한다.
도 6의 블록도와 도 7의 회로도에서, 피드 포워드 가속 또는 요청될 수 있는 탐색 프로파일은 사인/코사인 룩업 테이블(640, 740)에 의하여 다음과 같이 결정된다.
주행 모드 없는 경우(1)
주행 모드 동반한 경우 (2)
여기서 i 는 암페어 단위 피드 포워드 가속(또는 탐색 프로파일) 전류이고, A는 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수이며, t 는 초단위인 탐색 작업의 경과 시간이다. 진폭 A 와 주파수는 다음과 같이 정해진다. 편의상, 이에 대한 논의는 도 7과 관련하여 설명될 것이다.
상술된 바와 같이, 주행 모드가 없는 경우에는 지속적인 정현 파형이 사용된다. 그러나 주행 모드가 요구되는 경우 분절된 파형이 사용된다. 분절된 파형은 초기 정현 파형, 중기 제로 레벨 파형 그리고 말기 정현 파형을 가진다. 초기 정현 파형과 말기 정현 파형은 역 파형이다.
진폭 A와 주파수의 결정은 탐색 작업 초기에만 이루어지는데, 피드 포워드 가속의 진폭과 주파수가 전체 탐색 과정을 통하여 상수로 남아있기 때문이다. 방정식 (2)에서처럼, 출력되는 정확한 신호는 주행 모드가 요구되는 경우 변화할 수 있으나, 진폭 A 과 주파수를 위한 값들은 어떤 주어진 탐색 작업을 위한 상수로 남아있다.
진폭A 과 주파수를 위한 값을 결정하는데 있어서, 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)는 액츄에이터(410)로부터 실제위치 신호X(t)를, 외부 제어기로부터 목표위치 신호를 받아들인다. 탐색 과정 초기에, 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)는 다음의 방정식에 따라서 실제 시작 위치 Xstart과 목표위치Xtarget을 기초로 하여 과정의 전체 탐색 길이 Xtotal을 결정한다.
Xstart= X(0) (3)
Xtotal= Xtarget-Xstart(4)
여기서 X(0)와 Xstart는 탐색 시작 위치이고, Xtarget은 탐색 목표위치이며, Xtotal은 전체 탐색 길이이고, 이들 모두는 트랙의 길이 단위이다.
다음으로, 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)는, Xtotal을 실험에 의해 정해지는 임계값 차이 Xthreshold에 비교함으로써 주행 모드가 요구되는지 여부를 결정한다. 전형적으로, 임계값 차이 Xthreshold는 최대 탐색 길이 Xmax의 삼분의 일이 되도록 설정된다. 만일 Xtotal Xthreshold이면, 주행 모드는 요구되지 않는다. 만일 Xtotal＞Xthreshold이면, 주행 모드가 사용되어야 한다.
만일 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)가 주행 모드를 요구하지 않는다면, 지속적인 정현 파형을 발생시킨다. 이러한 작용에 있어서, 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)는 다음의 방정식에 기초하여 진폭 A와 주파수를 결정한다.
(5)
(6)
(7)
여기서 A는 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수이고, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이고, Km은 tracks/(A)(sec2) 단위인 주어진 액츄에이터에 대한 관련 상수이며, 이것은 VCM 이동부의 관성으로 액츄에이터의 토크 상수를 나누어줌으로써 얻어지며, 이 두 가지 매개 변수는 액츄에이터 암의 판매인에 의하여 제공되고, Kf는 sec/track 단위의 주어진 HDD에 대한 상수이고, 이것은 실험에 의하여 얻어진다. 그리고 Tf는 초 단위의 탐색 시간 또는 터미널 시간이다.
그러나 탐색 제어 로직(700)이 피드 포워드 가속 진폭 A, 즉 Amax에 대한 물리적인 상한을 가지기 때문에, 시스템은 Amax보다 더 큰 값이 되도록 진폭 신호 A를 달리 요구하는 탐색 작업을 밝혀야만 한다. 따라서, 만일 방정식(5)가 진폭이 Amax보다 더 크거나 또는 동일할 것을 요구한다면, 진폭 신호 A와 주파수 신호는 다음 방정식에 따라서 계산된다.
A= Amax(8)
(6)
(9)
여기서 A는 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수이고, Tf는 초단위의 탐색 시간이고, Amax는 사용된 특정의 HDD를 기초로 한 가속의 상한이고, Km은 track/(A)(sec2) 단위인 주어진 액츄에이터에 대한 관련 상수이며, 이것은 VCM이동부 관성으로 액츄에이터의 토크 상수를 나누어서 얻어지고, 이 두 개의 매개 변수는 액츄에이터 암의 판매인에 의하여 제공되며, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이다.
또한, 주행 모드가 없기 때문에, 주행 모드 시작과 정지 시간 신호 T1과 T2는 바람직하게는 서로 동일하게 설정되며, 주행 모드 제어 로직(730)이 주행 제어 신호를 동반한 주행 모드를 야기하지 않아야 함을 지시하도록 설정된다. 바람직하게 주행 모드 시작과 정지 시간 신호 T1과 T2는 다음의 방정식에 따라 설정된다.
(10)
여기서 T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드의 종료 시간이다. Tf는 방정식(7)이나(9)에 따라 적절하게 계산된 초단위 탐색 시간이다.
그러나 만일 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)가 주행 모드를 요구하도록 결정한다면, 이것은 초기 정현 파형, 제로 레벨 중기 파형 그리고 말기 정현 파형을 가지는 분절된 정현 파형을 발생시킨다. 이러한 작용에 있어서, 탐색 길이-탐색 시간 컨버터(735)는 다음의 방정식을 기초로 하여 진폭 신호 A, 주파수 신호, 주행 모드 시작 신호 T1, 주행 모드 정지 T2를 결정한다.
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(7)
여기서 A 는 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간이고, A*는 어떠한 제한도 없는 이상적인 가속과 탐색 시간이고, Vmax는 사용된 특정 HDD에 기초한 액츄에이터 속도의 상한이고, Tf는 초 단위 탐색 시간이고, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이고, Km은 tracks/(A)(sec2)단위인 주어진 액츄에이터에 대한 관련 상수로서, 이것은 VCM이동부의 관성으로 액츄에이터의 토크 상수를 나누어서 얻어지며, 이 두 매개 변수는 액츄에이터 암의 판매인에 의하여 제공된다.
그러나, 주행 모드가 이용되지 않는 경우와 같이, 탐색 제어 로직(700)은 여전히 이용할 수 있는 피드 포워드 가속 진폭 A에 대한 물리적인 상한, 즉 Amax를 가진다. 결과적으로, 시스템은 Amax보다 더 크도록 진폭 신호A를 달리 요구하는 탐색 작업을 밝혀야만 한다. 따라서, 만일 방정식(11)이 Amax보다 더 크거나 동등한 진폭을 요구한다면, 진폭 신호 A, 주파수 신호, 주행 모드 시작 시간 신호 T1그리고 주행 모드 정지 시간 신호 T2는 다음의 방정식에 따라서 계산된다.
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
여기서 A 는 암페어 단위인 원하는 탐색 프로파일의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 탐색 프로파일의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간이고, Amax와 Vmax는 사용된 특정 HDD에 기초한 가속과 속도의 상한이고, Xmax는 Amax와 Vmax를 기초로 한 트랙 단위 상수 차이이다.
본 발명의 원리에 따르면, 전체의 탐색 작업은 두 가지 기초적 작업 기능으로써 간주될 수 있다. 첫 번째 기능은 정현파 또는 분절 정현파 궤적의 트랙 탐색 모드로, 액츄에이터 제어 신호에서 고조파 성분을 최소화하도록 디자인된다. 두 번째 기능은 이전 모드와 트랙 추적 모드를 통하여 실현된다. 위에서 지적된 바와 같이, 이들은 종래의 제어 시스템에서 사용되는 모드와 실질적으로 유사하다. 타임 도메인에 있어서, 트랙 탐색 모드는 중요하게 탐색 시간을 결정한다. 다른 두 가지 모드는 탐색 시간의 적은 부분, 이를 테면 10% 정도를 결정하게 된다. 이전 모드는 정현파 궤적 탐색 모드의 종료와 트랙 추적 모드의 시작 사이에 일시적인 처리를 가속하기 위하여 디자인된다.
본 발명은 특정한 실시예를 통하여 설명되었으며 본 발명의 다양한 모습들과 장점은 상기의 설명으로부터 드러나고 있다. 따라서 다음의 청구항은 본 발명의 이러한 모습과 장점 모두를 포함하도록 부가되었다. 또한 다양한 변경과 변화가 실제로 관련 분야의 전문가들에게 가능한 것이므로, 예시되고 설명된 대로의 정확한 구성과 작용에만 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 따라서 모든 가능한 변경과 상당한 변용이 본 발명의 범위 안에서 행해질 수 있을 것이다.
예를 들면, 바람직한 실시 예가 HDD시스템 안에 액츄에이터를 위치시키기 위한 방법과 장치로 제시되었음에도 불구하고, 다른 고속 서보 제어 디바이스 안의 마그네틱 헤드, 광학 헤드 또는 프린트 헤드와 같은 다양한 종류의 변환기의 작동을 조정하기 위하여 명백하게 이용될 수 있으며, 유사한 적용들이 본 발명에 의하여 지지될 것이다.

Claims (26)

  1. 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하기 위한 제어 회로로서,
    액츄에이터의 전류 실제위치를 지시하는 실제위치 신호를 접수하고 추정된 실제 속도 신호를 발생시키기 위한 상태 추정부;
    시작 지점에서 실제위치 신호와 목표 탐색 트랙을 지시하는 목표위치 신호에 기초한 정현파 피드 포워드 가속 신호를 발생시키기 위한 피드 포워드 가속 발생 회로;
    피드 포워드 속도 신호를 발생시키기 위하여 한 차례, 위치 프로파일 신호를 발생시키기 위하여 두 차례, 피드 포워드 가속 신호를 집적하는 이중 적분기;
    실제위치 신호와 위치 프로파일 신호에 기초한 일차 수정 신호를 발생시키는 일차 수정 회로;
    추정된 실제 속도 신호와 피드 포워드 속도 신호에 기초한 이차 수정 신호를 발생시키는 이차 수정 회로; 그리고
    피드 포워드 가속 신호, 일차 수정 신호, 이차 수정 신호에 기초한 액츄에이터의 작업을 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생 회로로 구성되며,
    제어 신호가 또한 상태 추정부로 공급되는 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  2. 제 1항에 있어서, 피드 포워드 가속 발생 회로는
    시작 지점에서 실제위치 신호와 목표위치 신호에 기초한 주피수 신호와 진폭 신호를 발생시키는 피드 포워드 가속 제어기; 그리고
    진폭 신호와 주파수 신호에 따른 피드 포워드 가속 신호를 발생시키는 사인/코사인 룩업 테이블을 더 포함하는 제어 회로.
  3. 제 1항에 있어서, 일차 수정 회로는 음 입력에서 실제위치 신호를, 양 입력에서 위치 프로파일 신호를 받아들이는 가산기를 포함하는 제어 회로.
  4. 제 1항에 있어서, 이차 수정 회로는 음 입력에서 추정된 실제 속도 신호를 그리고 양 입력에서 피드 포워드 속도 신호를 받아들이는 가산기를 포함하는 제어 회로.
  5. 제 1항에 있어서, 고속 서보 디바이스는 하드 디스크 드라이브인 제어 회로.
  6. 제 1항에 있어서, 피드 포워드 가속 신호는 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않을 경우 지속적인 정현 파형을 가지며, 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는 경우 분절된 정현 파형을 가지는 제어 회로.
  7. 제 6항에 있어서, 피드 포워드 가속 신호 i 는 주행 모드가 요구되지 않을 경우에는 다음의 방정식에 따라 계산되며
    주행 모드가 요구되는 경우에는 다음의 방정식에 따라 계산되며,
    여기서 A는 암페어 단위인 원하는 피드 포워드 가속 신호의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 피드 포워드 가속 신호의 주파수이며, t 는 초단위인 탐색 작업의 경과 시간인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  8. 제 6항에 있어서, 피드 포워드 가속 발생 회로는 전체 탐색 길이가 임계값 탐색 갈이보다 더 큰지 판단함으로써 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는지 여부를 판단하며, 전체 탐색 길이는 목표위치 신호를 시작 위치 신호와 비교함으로써 결정되는 제어 회로.
  9. 제 8항에 있어서, 피드 포워드 가속 발생 회로는
    시작 지점에서 실제위치 신호와 목표위치 신호에 기초한 주파수 신호와 진폭 신호를 발생시키고, 주행 모드의 시작과 정지 시간을 각각 지시하는 주행 모드 시작 시간 신호와 주행 모드 정지 시간 신호를 발생시키기 위한 탐색길이-탐색시간 컨버터;
    주행 모드 시작 시간 신호와 주행 모드 정지 시간 신호에 기초한 주행 제어 신호를 발생시키기 위한 주행 모드 제어 로직; 그리고
    진폭 신호, 주파수 신호, 주행 제어 신호에 따른 피드 포워드 가속 신호를 발생시키기 위한 사인/코사인 룩업 테이블을 더 포함하는 제어 회로.
  10. 제 9항에 있어서, 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 모드 시작 시간 신호 그리고 주행 모드 정지 시간 신호는 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않을 때 다음의 방정식에 의하여 결정되는 제어 회로로서,
    ,
    ,
    ,
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속 신호의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속 신호의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작에서부터의 초 단위 주행 모드 시작 시간 신호이고, T2는 탐색 작업 시작에서부터의 초 단위 주행 모드 종료 시간 신호이고, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이고, Km은 tracks/(A)(sec2) 단위인 액츄에이터와 관련된 일차 상수이며, Kf는 sec/track 단위인 고속 서보 디바이스를 위한 이차 상수이며, Tf는 초 단위의 탐색 시간인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  11. 제 10항에 있어서, 만일 계산된 진폭이 최대 진폭을 초과하면, 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 모드 시작 시간 신호 그리고 주행 모드 정지 시간 신호는 대신 다음의 방정식에 의하여 결정되는 제어 회로로서,
    A= Amax ,
    ,
    ,그리고
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속 신호의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속 신호의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작에서부터의 초 단위 주행 모드 시작 시간 신호이고, T2는 탐색 작업 시작에서부터의 초 단위 주행 모드 종료 시간 신호이고, Amax는 사용된 특정 고속 서보 디바이스에 기초한 피드 포워드 가속의 상한이고, Km은 tracks/(A)(sec2) 단위인 액츄에이터와 관련된 일차 상수이고, Xtotal은 트랙단위의 전체 탐색 길이인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  12. 제 9항에 있어서, 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 모드 시작 시간 신호 그리고 주행 모드 정지 시간 신호는 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는 경우 다음의 방정식에 의하여 결정되는 제어 회로로서,
    ,
    ,
    ,
    ,
    , 그리고
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속 신호의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속 신호의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간 신호이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간 신호이고, A*는 어떠한 제한도 없는 이상적인 가속 및 탐색 시간이고, Vmax는 고속 서보 디바이스를 위한 액츄에이터 속도의 상한이고, Tf는 초 단위 탐색 시간이고, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이며, Km은 tracks/(A)(sec2)단위인 액츄에이터와 관련된 상수인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  13. 제 12항에 있어서, 만일 계산된 진폭이 최대 진폭을 초과하는 경우, 진폭 신호, 주파수 신호, 주행 모드 시작 시간 신호 그리고 주행 모드 정지 시간 신호는 대신 다음의 방정식에 의하여 결정되는 회로로서,
    ,
    ,
    ,
    , 그리고
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속 신호의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속 신호의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간 신호이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간 신호이고, Amax와 Vmax는 특정 고속 서보 디바이스에 기초한 가속과 속도의 상한이며, Xmax은 트랙 단위 상수 차이인 것을 특징으로 하는 제어 회로.
  14. 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    액츄에이터의 전류 실제위치와 제어 값을 기초로 하여 액츄에이터를 위한 추정된 실제 속도를 산출하는 단계;
    탐색 작업의 시작 시에 시작 트랙을 지시하는 액츄에이터의 시작 실제위치와 탐색작업을 위해 목표 트랙을 지시하는 액츄에이터의 목표위치를 기초한 액츄에이터를 위한 정현파 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계;
    피드 포워드 가속의 집적인 피드 포워드 속도를 발생시키는 단계;
    피드 포워드 속도의 집적인 위치 프로파일을 발생시키는 단계;
    전류 실제위치와 위치 프로파일에 기초한 일차 수정 값을 산출하는 단계;
    추정된 실제 속도와 피드 포워드 속도에 기초한 이차 수정 값을 산출하는 단계;
    피드 포워드 가속, 일차 수정 값, 이차 수정 값에 기초한 제어 값을 산출하는 단계; 그리고
    이 제어 값에 기초한 액츄에이터의 움직임을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는
    시작 실제위치와 목표위치에 기초한 진폭과 주파수를 발생시키는 단계; 그리고
    사인/코사인 룩업 테이블에서 사인 값을 찾아냄으로서 진폭과 주파수에 따른 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계를 더 포함하는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 일차 수정 값은 위치 프로파일에서 실제위치를 뺀 값인 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 이차 수정 값은 피드 포워드 속도에서 추정된 실제 속도를 뺀 값인 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법
  18. 제 14항에 있어서, 고속 서보 디바이스는 하드 디스크 드라이브인 것을 특징으로 하는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  19. 제 14항에 있어서, 피드 포워드 가속은 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않는 경우 지속적인 정현 파형을 가지며, 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는 경우 분절된 정현 파형을 가지는 것을 특징으로 하는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 피드 포워드 가속 i 는, 주행 모드가 요구되지 않는 경우 다음의 방정식에 의하여 계산되고
    그리고 주행 모드가 요구되는 경우엔 다음의 방정식에 의하여 계산되는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법으로서,
    여기서 A는 암페어 단위인 원하는 피드 포워드 가속의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 원하는 피드 포워드 가속의 주파수이며, t는 초단위인 탐색 작업의 경과 시간인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  21. 제 19항에 있어서, 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는 전체 탐색 길이가 임계값 탐색 길이보다 더 큰지 판단함으로써 탐색 작업이 주행 모드를 요구하는지 여부를 결정하며, 이 전체 탐색 길이는 목표위치를 시작 실제위치와 비교함으로서 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계는
    시작 실제위치와 목표위치에 기초한 진폭과 주파수 신호를 발생시키는 단계;
    주행 모드의 시작과 정지 시간을 각기 지시하는 주행 모드 시작 시간과 주행 모드 정지 시간을 결정하는 단계;
    주행 모드 시작 시간과 주행 모드 정지 시간을 기초로 한 주행 제어를 발생시키는 단계; 그리고
    탐색 작업이 주행 모드에 있지 않는 경우에는 사인/코사인 룩업 테이블에서 피드 포워드 가속을 위한 사인 값을 찾아내는 것으로, 만일 탐색 작업이 주행 모드에 있는 경우에는 제로 값을 피드 포워드 가속에 적용시킴으로서, 진폭, 주파수, 주행 제어에 따라 피드 포워드 가속을 발생시키는 단계를 더 포함하는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 진폭, 주파수, 주행 모드 시작 시간 그리고 주행 모드 정지 시간은 탐색 작업이 주행 모드를 요구하지 않는 경우 다음의 방정식에 의하여 결정되는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법으로서,
    ,
    ,
    ,
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속의 주파수이고, T1은 탐색 작업 초기에서부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작에서부터의 초단위 주행 모드 종료 시간이고, Xtotal은 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이고, Km은 tracks/(A)(sec2)단위인 액츄에이터와 관련된 일차 상수이고, Kf는 sec/track단위인 고속 서보 디바이스를 위한 이차 상수이며, Tf는 초단위 탐색 시간인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 만일 계산된 진폭이 최대 진폭을 초과하는 경우, 진폭, 주파수, 주행 모드 시작 시간 그리고 주행 모드 정지 시간은 대신 다음의 방정식에 의하여 결정되는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법으로서,
    A= Amax ,
    ,
    ,그리고
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간이고, Tf는 초단위 탐색 시간이고, Amax는 사용된 특정 고속 서보 디바이스에 기초한 피드 포워드 가속의 상한이고, Km은 tracks/(A)(sec2) 단위인 액츄에이터와 관련된 일차 상수이고, Xtotal은 트랙단위인 전체 탐색 길이인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  25. 제 22항에 있어서, 진폭, 주파수, 주행 모드 시작 시간 그리고 주행 모드 정지 시간은 탐색 작업이 주행 모드를 요구할 경우 다음의 방정식에 의하여 결정되는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법으로서,
    ,
    ,
    ,
    .
    , 그리고
    ,
    여기서 A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속의 진폭이고,는 rad/sec 단위인 피드 포워드 가속의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위 주행 모드 종료 시간이고, A*는 어떤 제한도 없는 이상적인 가속 및 탐색 시간이고, Vmax는 고속 서보 디바이스를 위한 액츄에이터 속도의 상한이고, Tf는 초단위 탐색 시간이고, Xtotal는 트랙의 길이 단위인 전체 탐색 길이이고, Km은 tracks/(A)(sec2)단위인 액츄에이터와 관련된 상수인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 만일 계산된 진폭이 최대 진폭을 초과하는 경우, 진폭, 주파수, 주행 모드 시작 신호 그리고 주행 모드 정지 시간은 대신 다음의 방정식에 의하여 결정되는 고속 서보 디바이스에서 액츄에이터를 위한 탐색 작업을 제어하는 방법으로서,
    ,
    ,
    ,
    , 그리고
    ,
    여기서, A는 암페어 단위인 피드 포워드 가속의 진폭이고,는 rad/sec단위인 피드 포워드 가속의 주파수이고, T1은 탐색 작업 시작으로부터의 초단위인 주행 모드 시작 시간이고, T2는 탐색 작업 시작으로부터의 초단위인 주행 모드 종료 시간이고, Amax와 Vmax는 특정 고속 서보 디바이스에 기초한 속도 및 가속의 상한이며, Xmax는 Amax와 Vmax를 기초로 한 트랙 단위의 상수 차이인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
KR10-2000-0031938A 1999-06-10 2000-06-10 고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치 KR100377982B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/329,255 1999-06-10
US09/329,255 US6140791A (en) 1999-06-10 1999-06-10 Method and apparatus for controlling the acceleration trajectory of positioning a high-velocity transducer and for reducing the harmonic content thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010007336A true KR20010007336A (ko) 2001-01-26
KR100377982B1 KR100377982B1 (ko) 2003-03-29

Family

ID=23284560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0031938A KR100377982B1 (ko) 1999-06-10 2000-06-10 고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6140791A (ko)
KR (1) KR100377982B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413768B1 (ko) * 2000-09-14 2004-01-03 삼성전자주식회사 하드 디스크 드라이브에서의 전압 한정된 사인 파형의시크 서보 방법 및 장치
US7362538B2 (en) 2005-01-18 2008-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Torque constant correction method in multiple sinusoidal seek servo and disk drive using the same

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6441988B2 (en) * 1998-10-07 2002-08-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for reducing acoustic noise in a hard disk drive
US6474166B1 (en) * 1999-07-05 2002-11-05 Nidec Corporation Method for indicating characteristics of rotating apparatus or vibrating apparatus
US6510019B1 (en) * 1999-11-12 2003-01-21 Maxtor Corporation Acceleration tracking position controller
JP3821642B2 (ja) * 1999-11-17 2006-09-13 富士通株式会社 ディスク装置のヘッド位置決め制御方法及び装置
US6501613B1 (en) * 1999-12-15 2002-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Generalized Fourier seek method and apparatus for a hard disk drive servomechanism
JP3962527B2 (ja) * 2000-03-30 2007-08-22 株式会社東芝 フィードバック制御装置及び制御方法と、磁気ディスク装置及びその制御方法
US6744590B2 (en) 2000-09-14 2004-06-01 Samsung Electronics Co., Inc. Seek trajectory adaptation in sinusoidal seek servo hard disk drives
US6762902B2 (en) 2000-12-15 2004-07-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Time-varying, non-synchronous disturbance identification and cancellation in a rotating disk storage device
JP3815545B2 (ja) * 2001-02-07 2006-08-30 株式会社安川電機 振動抑制位置決め制御装置
JP2002269938A (ja) * 2001-02-28 2002-09-20 Internatl Business Mach Corp <Ibm> ディスク・ドライブ装置、ヘッド位置制御方法およびハード・ディスク・ドライブ
US7271972B1 (en) 2001-09-06 2007-09-18 Maxtor Corporation Method and apparatus for reducing seek acoustics using a variable-bandwidth low-pass filter
US6762571B2 (en) * 2001-09-21 2004-07-13 Seagate Technology Llc Sinusoidal feed-forward seek with adaptive acoustic level constraint
JP3796435B2 (ja) * 2001-11-16 2006-07-12 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 位置決め制御装置
EP1380326B1 (de) * 2002-07-09 2005-10-05 Lenz Elektronik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur digitalen Steuerung von elektrischen Verbrauchern einer Modelleisenbahnanlage
KR100513731B1 (ko) * 2003-10-08 2005-09-08 삼성전자주식회사 하드 디스크 드라이브의 시크 제어를 위한 전류 궤적 생성방법 및 그에 따른 시크 제어 시스템
DE10353905B4 (de) * 2003-11-18 2010-05-20 Lenz Elektronik Gmbh Verfahren und Anordnung zur automatischen Zugbeeinflussung in einer digital gesteuerten Modelleisenbahnanlage
US20050141131A1 (en) * 2003-12-24 2005-06-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. System and method for time varying filter for seek acoustics reduction
US7224546B1 (en) 2004-01-31 2007-05-29 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing a calibrated brake pulse to reduce acoustic noise when latching an actuator arm
US7054098B1 (en) * 2004-06-01 2006-05-30 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing asymmetric acceleration/deceleration pulses for acoustic noise reduction during unlatch
US7068463B1 (en) * 2004-06-14 2006-06-27 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing a velocity profile and back EMF feedback to control a voice coil motor
US7009807B1 (en) 2004-10-04 2006-03-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Methods and systems for improved deceleration control for a disk drive
US7054099B2 (en) * 2004-10-04 2006-05-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Methods and systems for moving a read/write head to a velocity and position where it is useful to switch from a deceleration phase to a settling phase of a seek operation
US20060077588A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-13 Teng-Yuan Shih Generalized sinusoidal trajectory for seek servomechanism of hard drives
US20060082922A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Teng-Yuan Shih Trajectories-based seek
JP2006136122A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Kokusan Denki Co Ltd 発電装置の出力制御装置
KR100594310B1 (ko) * 2004-12-29 2006-06-30 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 방법 및 이에적합한 기록 매체
US7215499B1 (en) * 2005-02-03 2007-05-08 Maxtor Corporation Multi-stage actuator disk drive and methods for controlling a transducer with settle-switching state dependent feed-forward control
JP2007094952A (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Brother Ind Ltd 駆動制御装置
US7660070B2 (en) * 2007-03-08 2010-02-09 Esgw Holdings Limited Quiet high performance seek procedure for disk drives
JP5120435B2 (ja) * 2010-09-30 2013-01-16 ブラザー工業株式会社 モータ制御装置
US8902539B1 (en) * 2014-05-13 2014-12-02 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device reducing seek power consumption
US9208815B1 (en) 2014-10-09 2015-12-08 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device dynamically reducing coast velocity during seek to reduce power consumption
US9418689B2 (en) 2014-10-09 2016-08-16 Western Digital Technologies, Inc. Data storage device generating an operating seek time profile as a function of a base seek time profile
TWI582559B (zh) * 2015-01-29 2017-05-11 國立臺灣大學 整合數值控制機之加工軌跡配置系統、軌跡規劃裝置、軌跡規劃方法及其電腦程式產品
CN106559005B (zh) * 2016-11-02 2019-03-22 南京工程学院 可调节逆变器惯性效应的电压电流双闭环控制方法及装置
JP2024044754A (ja) * 2022-09-21 2024-04-02 株式会社東芝 磁気ディスク装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4914644A (en) * 1988-09-26 1990-04-03 International Business Machines Corporation Disk file digital servo control system with coil current modeling
JPH07117856B2 (ja) * 1989-03-08 1995-12-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 推定位置決めシステム及び方法
US5128813A (en) * 1990-06-21 1992-07-07 Quantum Corporation Thermal compensated head positioner servo for disk drive
US5136561A (en) * 1991-01-03 1992-08-04 Turguy Goker Disk drive with target track acquisition
US5510939A (en) * 1992-07-16 1996-04-23 Micropolis Corporation Disk drive with adaptive positioning
US6088188A (en) * 1997-02-10 2000-07-11 International Business Machines Corporation System and method for determining when hard disk drive power amplifier is saturated
US5841262A (en) * 1997-03-25 1998-11-24 Emerson Electric Co. Low-cost universal drive for use with switched reluctance machines
KR20000041476A (ko) * 1998-12-22 2000-07-15 전주범 광디스크 시스템의 트랙 점프 제어 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100413768B1 (ko) * 2000-09-14 2004-01-03 삼성전자주식회사 하드 디스크 드라이브에서의 전압 한정된 사인 파형의시크 서보 방법 및 장치
US7362538B2 (en) 2005-01-18 2008-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Torque constant correction method in multiple sinusoidal seek servo and disk drive using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR100377982B1 (ko) 2003-03-29
US6140791A (en) 2000-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100377982B1 (ko) 고속 변환기를 위치시키는 가속 궤적을 제어하고 그고조파 성분을 감소시키기 위한 방법 및 장치
JPH07117856B2 (ja) 推定位置決めシステム及び方法
JP2578297B2 (ja) 直接アクセス記憶装置とその動作方法
US6441988B2 (en) Method and apparatus for reducing acoustic noise in a hard disk drive
JPH09139032A (ja) ディスク装置
JPH0828072B2 (ja) 情報記憶ディスク装置
JPH0863913A (ja) ディスク装置のシーク制御方法及び装置
US6504670B1 (en) Method and apparatus for reducing oscillations excited during a seek operation in a disk drive
US5126897A (en) Magnetic recording/reproducing apparatus capable of reducing a setting time in a head positioning control mode
US6801384B2 (en) Voltage-constrained sinusoidal seek servo in hard disk drives
JP3623528B2 (ja) ディスク装置のヘッドを減速させるための方法及び装置
JPH0973618A (ja) ディスク記録再生装置のヘッド位置決め制御システム及びそのシステムに適用する速度制御方法
KR100487042B1 (ko) 위치 결정 제어 장치
US7580219B2 (en) Controlling seeks using non-linear switching curves
KR100744127B1 (ko) 디스크 드라이브의 트랙 탐색 서보 제어 방법, 장치,저장매체와 이를 이용한 디스크 드라이브
US6597529B1 (en) Method and apparatus for reducing acoustic noise in servo-controlled system
KR20070109828A (ko) 자기 디스크 장치 및 헤드위치 제어방법
US6873490B2 (en) Control object positioning using jerk, current and time optimized control profiles
US6744591B2 (en) Positioning control method
JP4378456B2 (ja) 磁気ディスク装置
US7382570B1 (en) Dynamically controlling seek profile in an acceleration tracking seek controller
JP3234175B2 (ja) デジタル制御装置
KR20010039851A (ko) 디스크 기억 장치 및 헤드 위치 결정 방법
US20060077588A1 (en) Generalized sinusoidal trajectory for seek servomechanism of hard drives
JPH11297012A (ja) ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20000610

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20020624

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20030217

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20030315

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20030317

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20060207

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20070228

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20080303

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090309

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20100216

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110302

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120228

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130227

Year of fee payment: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130227

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140226

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140226

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150224

Year of fee payment: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150224

Start annual number: 13

End annual number: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160218

Year of fee payment: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160218

Start annual number: 14

End annual number: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20171226