DE112011102447T5

DE112011102447T5 - Bandlaufwerk-Geschwindigkeitssteuerung

Info

Publication number: DE112011102447T5
Application number: DE112011102447T
Authority: DE
Inventors: Reed Alan Hancock; Randy Clark Inch; Kazuhiro Tsuruta; Eiji Ogura; Shuhei Nade-Hara; Nhan Xuan Bui
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2013-06-13
Also published as: GB2496553B; US20120019953A1; GB2496553A; JP2013530483A; WO2012010498A1; JP5357364B2; CN103026412A; CN103026412B; GB201302780D0; US8405926B2

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetbandlaufwerks. Das Bandlaufwerk weist eine Vielzahl von Gleichstrommotoren auf, von denen jeder eine Vielzahl von Hall-Sensoren aufweist und unter der Steuerung eines Servosystems steht, das so konfiguriert ist, dass es Positionsangaben vom Magnetband liest. Das Servosystem berechnet eine primäre Bandgeschwindigkeit aus der Positionsangabe und erfasst ein sekundäres und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal und berechnet anhand dieser eine Bandgeschwindigkeit. Wenn die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, wird sie verwendet, wenn nicht, wird eines von dem sekundären oder tertiären Geschwindigkeitssignal verwendet. Das sekundäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Bandlaufwerke. Insbesondere betrifft sie Bandlaufwerke, die Gleichstrommotoren verwenden, wobei die Gleichstrommotoren des Bandlaufwerks so angeordnet sind, dass sie ein Band, das auf von den Gleichstrommotoren gedrehten Bandspulen montiert ist, unter der Steuerung eines Servosystems in Längsrichtung bewegen.
Hintergrund der Erfindung
Ein Band, z. B. Magnetband, bietet ein Mittel zum physikalischen Speichern von Daten, die in Speicherregalen automatisierter Datenspeicherbibliotheken archiviert oder gespeichert und bei Bedarf abgerufen werden können. Als Archivierungsmedium weist ein Band oft die einzige Kopie der Daten auf, so dass die Daten genau geschrieben werden müssen und das Band vorsichtig behandelt werden muss, um Schaden zu vermeiden.
Bandlaufwerke verwenden häufig Gleichstrommotoren und ein Servosystem für den Betrieb der Gleichstrommotoren, um gut gesteuerte Bewegungsparameter wie Position, Geschwindigkeit und Bandspannung zu erzeugen. Um Daten vom Band richtig zu lesen und/oder auf das Band zu schreiben, ist eine präzise Steuerung der Bandgeschwindigkeit nötig.
Das US-amerikanische Patent US 6754026 offenbart ein Verfahren zum Berechnen eines Bandradius in einem Bandlaufwerk und ein Servosteuersystem, das die Bandgeschwindigkeit aus einer sekundären Geschwindigkeit anhand der aus den pulsweitenmodulierten(PMW-)Signalen abgeleiteten Rück-EMK-Spannung erhält.
Das US-amerikanische Patent US 6836386 offenbart ein Servosteuersystem, das die Bandgeschwindigkeit aus einer sekundären Geschwindigkeit anhand der aus den pulsweitenmodulierten(PMW-)Signalen mit Kalibrierung abgeleiteten Rück-EMK-Spannung erhält.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für den Betrieb eines Magnetbandlaufwerks, ein Magnetbandlaufwerk und ein Servosteuersystem für den Erhalt und die Aufrechterhaltung der Geschwindigkeitssteuerung in einem Magnetbandlaufwerk bereitgestellt.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für den Betrieb eines Magnetbandlaufwerks bereitgestellt. Das Bandlaufwerk weist eine Vielzahl von Gleichstrommotoren und jeder Gleichstrommotor eine Vielzahl von Hall-Sensoren auf. Die Gleichstrommotoren sind jeweils so angeordnet, dass sie ein Magnetband, das auf von den Gleichstrommotoren gedrehten Bandspulen montiert ist, unter der Steuerung eines Servosystems in Längsrichtung bewegen. Das Servosystem ist so konfiguriert, dass es eine Positionsangabe vom Magnetband liest und eine primäre Bandgeschwindigkeit aus der Positionsangabe berechnet, ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet. Das Verfahren weist Erkennen auf, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist. Als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, wird die primäre Geschwindigkeit zur Steuerung des Servosystems verwendet. Als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, wird dann eines von einem sekundären oder einem tertiären Geschwindigkeitssignal verwendet. Das sekundäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Das tertiäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn der Absolutwert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als ein vorbestimmter Wert ist.
Vorzugsweise weist bei dem Verfahren die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband auf.
Vorzugsweise werden bei dem Verfahren das sekundäre und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms wird mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt.
Vorzugweise verwendet bei dem Verfahren das sekundäre Geschwindigkeitssignal eine Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks.
Vorzugweise weist bei dem Verfahren mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren auf und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet die Signale der Hall-Sensoren.
Vorzugweise weist bei dem Verfahren der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, auf.
Vorzugweise wird bei dem Verfahren das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Magnetbandlaufwerk zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von dem bzw. auf das Magnetband bereitgestellt. Das Bandlaufwerk weist mindestens einen an einem Bandweg positionierten Schreib-Lese-Kopf zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von einem bzw. auf ein Magnetband im Bandweg und eine Vielzahl von Gleichstrommotoren auf, wobei Bandspulen, die von der Vielzahl von Gleichstrommotoren drehbar montiert sind, das Magnetband bereitstellen, so dass es sich von einer der Bandspulen in Längsrichtung entlang des Bandwegs zur anderen der Bandspulen bewegt. An jedem der Gleichstrommotoren ist mindestens ein Hall-Sensor zum Erfassen der Drehzustände der Gleichstrommotoren vorhanden. Ein Servosystem ist so konfiguriert, dass es eine Positionsangabe vom Magnetband liest, eine primäre Bandgeschwindigkeit aus der Positionsangabe berechnet, ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet. Logik für den Betrieb des Servosystems und das Erkennen der Hall-Sensoren erkennt, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, verwendet als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, die primäre Geschwindigkeit zum Steuern des Servosystems, und verwendet als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, eines von dem sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal zum Steuern des Servosystems. Das sekundäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.
Vorzugsweise weist im Bandlaufwerk die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband auf.
Vorzugsweise werden im Bandlaufwerk das sekundäre und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms wird mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt.
Vorzugsweise verwendet im Bandlaufwerk das sekundäre Geschwindigkeitssignal die Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks.
Vorzugsweise weist im Bandlaufwerk mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren auf und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet die Signale der Hall-Sensoren.
Vorzugsweise weist im Bandlaufwerk der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, auf.
Vorzugsweise wird im Bandlaufwerk das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Servosteuersystem für ein Magnetbandlaufwerk zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von dem bzw. auf das Magnetband bereitgestellt. Das Magnetbandlaufwerk weist eine Vielzahl von Gleichstrommotoren auf, wobei jeder Gleichstrommotor eine Vielzahl von Hall-Sensoren aufweist, und die Gleichstrommotoren sind jeweils so angeordnet, dass sie ein Magnetband, das auf von den Gleichstrommotoren gedrehten Bandspulen montiert ist, unter der Steuerung des Servosystems in Längsrichtung bewegen. Das Servosystem ist so konfiguriert, dass es eine Positionsangabe vom Magnetband liest und eine primäre Bandgeschwindigkeit aus der Positionsangabe berechnet, ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet. Das Servosystem erkennt, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, verwendet als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, die primäre Geschwindigkeit zur Steuerung des Servosystems und verwendet als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, eines von dem sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal zur Steuerung des Servosystems. Das sekundäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal wird verwendet, wenn ein Absolutwert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.
Vorzugsweise weist bei dem Servosteuersystem die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband auf.
Vorzugsweise werden bei dem Servosteuersystem das sekundäre und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms wird mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt.
Vorzugsweise verwendet das sekundäre Geschwindigkeitssignal bei dem Servosteuersystem eine Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks.
Vorzugsweise weist bei dem Servosteuersystem mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren auf und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet die Signale der Hall-Sensoren.
Vorzugsweise weist bei dem Servosteuersystem der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, auf.
Vorzugsweise wird bei dem Servosteuersystem das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Computerprogrammcode umfasst, der in ein Computersystem geladen und dort ausgeführt bewirkt, dass das Computersystem alle Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt durchführt.
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun nur anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
1 eine Blockschemadarstellung eines Bandlaufwerks ist, das die vorliegende Erfindung realisiert;
2 eine Detailansicht der Servospur ist, die B_Zählwert und die Formel darstellt, die B_Zählwert zur Berechnung der primären Geschwindigkeit verwendet;
3A eine Schemadarstellung eines bürstenlosen Dreiphasen-Gleichstrommotors mit externem Läufer und drei Hall-Sensoren ist;
3B eine schematische Darstellung von Hall-Sensorsignalen für die Bewegung des Gleichstrommotors aus 3A ist; und
4 ein Ablaufplan ist, der eine Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung der Verwendung einer Geschwindigkeitssteuerung mit drei Zuständen abbildet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Diese Erfindung wird in der folgenden Beschreibung in bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen gleiche Zahlen dasselbe oder ähnliche Elemente bezeichnen. Diese Erfindung wird zwar hinsichtlich der besten Art und Weise zum Erreichen der Ziele dieser Erfindung beschrieben, aber für Fachleute ist ersichtlich, dass Abweichungen hinsichtlich dieser Lehren realisiert werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Bandlaufwerke verwenden häufig Gleichstrommotoren und ein Servosystem für den Betrieb der Gleichstrommotoren, um gut gesteuerte Bewegungsparameter wie Position, Geschwindigkeit und Bandspannung zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform wird zur Feststellung einer Geschwindigkeitsabweichung eine gemessene Bandgeschwindigkeit mit einer Referenz-Bandgeschwindigkeit verglichen. Die Geschwindigkeitsabweichung dient in einer Servologik dazu, für jeden Gleichstrommotor ein Motordrehmomentsignal zu erzeugen. Eine präzise Steuerung der Bandgeschwindigkeit ist nötig, um Daten richtig zu lesen und/oder auf das Band zu schreiben.
Nun auf die Figuren und insbesondere auf 1 Bezug nehmend, ist ein Bandlaufwerk dargestellt. Das Bandlaufwerk 10 weist einen Digitalsignalprozessor oder Mikroprozessor (DSP) 12 auf. Der DSP kommuniziert Daten 14 zwischen Adressen und leitet Adressen 16 an ein Servosteuersystem 23. Der DSP 12 kommuniziert direkt mit dem Servologiksystem 18 des Servosteuersystems 23. Das Servologiksystem 18 weist einen Zähler 19 auf. Das Servologiksystem 18 weist auch Zeitgeber, Sensorschaltungen, Registerdaten etc. auf (nicht dargestellt). Das Servologiksystem 18 steht in Kommunikation mit anderen Komponenten und Teilsystemen des Servosteuersystems 23.
1 zeigt, dass das Band 48 von einer Zuführspule 41 zu einer Aufwickelspule 43 geführt wird. Die Zuführspule 41 wird von einem Zuführspulenmotor 40 angetrieben, während die Aufwickelspule 43 von einem Aufwickelspulenmotor 42 angetrieben wird. Die Zuführspule 41 und die Aufwickelspule 43 werden mit geeigneten, normalerweise unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten gedreht, so dass das Band mit derselben Längsgeschwindigkeit von einer Bandspule mit einem Banddurchmesser zu einer anderen Bandspule mit einem anderen Banddurchmesser bewegt wird. Ein Schreib-Lese-Kopf 46 befindet sich im Bandweg zwischen den Spulen und liest das Band 48. Ein Hall-Sensor 28 erfasst die Position des Motorläufers vom Motor 40, und ein Hall-Sensor 38 erfasst die Position des Motorläufers vom Motor 42. Ein PWM-Motorantrieb 24 empfängt das erfasste Hall-Signal 26 vom Hall-Sensor 28, während ein PWM-Motorantrieb 30 das erfasste Hall-Signal 36 vom Hall-Sensor 38 empfängt. Die erfassten Hall-Signale 26 und 36 von den Hall-Sensoren 28 und 38 werden auch an das Servologiksystem 18 gesendet. Die PWM-Motorantriebe 24 und 30 treiben die Motoren 40 bzw. 42 an. Die PWM-Motorantriebe 24 und 30 kommunizieren und senden PWM-Signale 22 und 34 an das Servologiksystem 18, während die Antriebe 24 und 30 Drehmomentdaten 20 bzw. 32 vom Servologiksystem 18 empfangen. Der PWM-Motorantrieb 24 ist an den Spulenmotor 40 gekoppelt, während ein weiterer PWM-Motorantrieb 30 an einen Spulenmotor 42 gekoppelt ist. Ein zeitgeberbasiertes Servomuster-Erkennungssystem 44 empfängt das Servomustersignal von der Servospur 49 (wie in 2 dargestellt) des Bandes 48 über einen Servolesekopf im Schreib-Lese-Kopf 46. Das zeitgeberbasierte Servomuster-Erkennungssystem 44 sendet das zeitgeberbasierte Mustersignal 45 an das Servologiksystem 18.
Nun auf 1 und 2 Bezug nehmend, ist das Band 48 mit einer in Längsrichtung beschriebenen Servospur 49 für die Spurverfolgung vorformatiert. Die Servospur 49 wird in Längsrichtung entlang der gesamten Länge des Bandes 48 geschrieben und wird in Querrichtung fünfmal vervielfältigt, um vier Servoregionen oder -bänder über die Bandbreite zu erzeugen.
Der primäre oder direkte Weg, die Position und Geschwindigkeit des Bandes 48 auf den Spulen 41 und 43 zu bestimmen, beinhaltet die Verwendung der vorab aufgezeichneten Servospur 49 auf dem Band 48. Jede Servoformatspur 49 ist eine Abfolge von Magnetflusswechseln, die blockweise aufgezeichnet werden, getrennt durch Medium ohne Magnetflusswechsel. Auf 2 Bezug nehmend, sind die Blöcke ein wiederholtes Muster von 4, 4, 5 und 5 Wechseln. Bei einer Ausführungsform beträgt die Trennung zwischen den Wechseln innerhalb jedes Blocks 5 μm. Bei einer Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem Beginn der zwei 4-Wechsel-Blöcke und dem Beginn der zwei 5-Wechsel-Blöcke und genauso zwischen dem Beginn der zwei 5-Wechsel-Blöcke und dem Beginn der zwei 4-Wechsel-Blöcke 100 μm. Der Abstand zwischen 4-4- und 5-5-Blöcken variiert mit der Position in Querrichtung der Servospur. Der Abstand zwischen 4-5- und 5-4-Wechseln wird mit einem Zeitzähler 19 gemessen, der einen als B-Zählwert 58 bezeichneten Wert im Servosteuersystem 23 erzeugt. Dieser Zählwert variiert nur mit der Band-Längsgeschwindigkeit am Kopf 46 und in der Formel liefert er Daten zur Berechnung des Steuersignals für die genaue Geschwindigkeitssteuerung während eines Datenübertragungsvorgangs. Der Servo-Digitalsignalprozessor (DSP) 12 berechnet die Bandgeschwindigkeit aus dem B-Zählwert 58 durch folgenden Zusammenhang:
wobei:

V_primär: = primäre Bandgeschwindigkeit;
B_Zählwert: = Wert des B-Zählers; und
T_osz: = Taktperiode für den B-Zähler

Während das primäre Geschwindigkeitssignal ein sehr genaues und direktes Maß der Bandgeschwindigkeit darstellt, ist das primäre Geschwindigkeitssignal und somit die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht immer für die Nutzung in der Steuerung des Bandlaufwerks verfügbar. Mit anderen Worten: der B-Zählwert 58 ist nur dann für die Geschwindigkeitssteuerung verfügbar, wenn der Servo-Lese-Kopf 46 über der Servospur 49 positioniert ist und die Bandgeschwindigkeit sich innerhalb des Dynamikbereichs des Aufzeichnungskanals und der B-Zähler-Logik befindet. Es gibt Zeiten, zu denen der Kopf/die Köpfe 46 die Signale von den Servospuren 49 nicht liest/lesen, z. B. beim Anlaufen und Anhalten des Bandes 48 und der Spulen 41 und 43, oder wenn das Band 48 und die Spulen 41 und 43 unter einer gewissen Minimalgeschwindigkeit oder über einer gewissen Maximalgeschwindigkeit liegen. Entsprechend ist die aus der Servospur 49 abgeleitete Positionsangabe der primären Geschwindigkeit während eines großen Teils des Beschleunigungs- und Verlangsamungsprofils nicht verfügbar. Außerdem ist die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar, wenn der Servokopf/die Servoköpfe 46 seitlich zwischen den Servospuren 49 oder Servobändern indexiert/indexieren. Sehr lange Ausfälle im Servosignal führen ebenfalls dazu, dass der gesamte B-Zählwert 58 für die Bandgeschwindigkeitssteuerung nicht verfügbar ist. Somit wird ein alternatives Verfahren benötigt, um die Bandgeschwindigkeit bereitzustellen, wenn die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist.
Ein Beispiel eines alternativen Verfahrens zur Bereitstellung der Bandgeschwindigkeit besteht darin, eine sekundäre Geschwindigkeit zu verwenden. Der Ausdruck „sekundäre Geschwindigkeit” bezieht sich auf eine Schätzung der Bandgeschwindigkeit, basierend auf der Rück-EMK-Spannung in den Gleichstrommotoren 40 und 42, die aus den pulsweitenmodulierten(PWM-)Signalen abgeleitet ist. Wie es Fachleuten bekannt ist, kann die Rück-EMK-Spannung durch Subtrahieren der geschätzten Ohmschen Spannung des Wicklungswiderstands von der Motorspannung berechnet werden. Die Ohmsche Spannung des Wicklungswiderstands wird durch Multiplizieren des geschätzten Motorstroms mit dem geschätzten Wicklungswiderstand berechnet. Die Winkelgeschwindigkeit eines Gleichstrommotors wird durch Dividieren der Rück-EMK-Spannung des Motors durch die Motorspannungskonstante des Motors berechnet. Das Servologiksystem 18 berechnet eine geschätzte Längsgeschwindigkeit des Bandes 48 durch Multiplizieren der Motorwinkelgeschwindigkeit mit dem Radius des Bandes an der vom Motor angetriebenen Spule.
Die sekundäre Geschwindigkeit ist typischerweise immer verfügbar, weist aber nicht die Genauigkeit der primären Geschwindigkeit auf. Beispielsweise weist das Geschwindigkeitssignal im Falle der Rück-EMK-Messung Fehlerquellen auf, unter anderem z. B. Toleranzen der Motorspannungskonstanten, Toleranzen des Wicklungswiderstands und Wärmeeffekte, Toleranzen des Motorantriebssignals und Toleranzen der Motorstromschätzung.
Was daher benötigt wird, ist ein noch weiteres alternatives Verfahren, bzw. eine tertiäre Geschwindigkeit, zur Bereitstellung der Bandgeschwindigkeit, wenn die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, das aber eine genauere Bandgeschwindigkeit als die sekundäre Geschwindigkeit bereitstellt. Der Ausdruck „tertiäre Geschwindigkeit” bezieht sich hier auf die Verwendung der Hall-Sensoren zur Bestimmung der Ist-Winkelgeschwindigkeit der Gleichstrommotoren 40 und 42. Entsprechend werden die Ausdrücke „Hall-Signal” und „tertiäres Geschwindigkeitssignal” hier austauschbar verwendet.
3A stellt einen 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotor mit externem Läufer wie die Gleichstrommotoren 40 oder 42 und drei Hall-Sensoren 75, 76, 77 dar. Wie es Fachleuten bekannt ist, durchlaufen die Hall-Sensoren, während sich der Gleichstrommotor 40 dreht, eine besondere Abfolge von Zuständen oder Wechseln, wodurch sie Rückkopplungsinformationen über die Läuferposition des Gleichstrommotors anzeigen, wie sie von den Läufermagneten 79 erfasst wird. Die Rückkopplungsinformationen (z. B. Hall-Signal(e)) werden über Hall-Sensor-Kanäle 55 an den PWM-Motorantrieb 24 oder 30 aus 1 geliefert, der die Motorsteuersignale auf den Wicklungserregungsleitungen 57 aus 3A gleichrichtet. Die gleichgerichteten Antriebssignale steuern die Wicklungen auf dem Stator 80 an, so dass jeder Steuersignalzustand (Kombination aus Antriebssignalen auf den Wicklungserregungsleitungen 57) die Läufermagnete 79 zu einer bestimmten stabilen physischen Position entsprechend diesem Zustand anzieht. Wenn beispielsweise Kontrollzustand „A” bestätigt wäre und die Läuferposition des Gleichstrommotors könnte sich stabilisieren, würde der Läufer des Gleichstrommotors eine entsprechende Position erreichen.
Die Hall-Sensoren 75, 76, 77 sind so ausgerichtet, dass die Sensorsignale genau an der stabilen Läuferposition den Zustand wechseln. Während einer vollen Umdrehung des Gleichstrommotors 40 wiederholt sich die Wechselfolge N-mal, wobei die Anzahl der Magnetpole des Läufers N ist. Die Gesamtzahl der Hall-Zustandswechsel bei einer vollen Umdrehung eines 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotors mit 8 Magnetpolen im Läufer beträgt daher 24. 3B umfasst eine beispielhafte Ausführungsform und zeigt die Hall-Signale und Hall-Zustandswechsel, die in den Hall-Sensor-Kanälen 55 (z. B. Hall A, Hall B und Hall C) von jedem der Hall-Sensoren 75, 76 und 77 während einer vollständigen Umdrehung des Gleichstrommotors (z. B. 40 oder 42) gemessen und bereitgestellt werden. Bei einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann das Bandlaufwerk 10 16 Magnetpole im Läufer aufweisen (z. B. halbhohes Linear Tape Open-(LTO-)Bandlaufwerk), so dass die Gesamtzahl der Hall-Zustände für eine volle Umdrehung eines 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 48 beträgt.
Wie oben beschrieben, bieten die Hall-Signale Rückkopplungsinformationen über die Läuferposition des Gleichstrommotors, wie sie von den Läufermagneten erfasst wird. Die Angabe der Läuferposition des Gleichstrommotors in Kombination mit der Angabe vom Zähler 19 über die verstrichene Zeit zwischen den Hall-Zustandswechseln dient zur Bestimmung einer tertiären Bandgeschwindigkeit. Die Gleichung für die Bestimmung der tertiären Bandgeschwindigkeit an der Bandspule lautet: V_tertiär = ω·R wobei:

V_tertiär: = tertiäre Bandgeschwindigkeit;
ω: = Winkelgeschwindigkeit der Spule; und
R: = Spulenradius zur Zeit der Abtastung

Die Winkelgeschwindigkeit kann durch die folgende Gleichung bestimmt werden:
wobei:

H_Zwechsel: = die Anzahl der erkannten Hall-Zustandswechsel

Wie oben erörtert, beträgt bei einer Ausführungsform die Gesamtzahl der Hall-Zustandswechsel bei einer vollen Umdrehung eines 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotors mit 8 Magnetpolen im Läufer 24, so dass die Gleichung folgendermaßen lautet: ω = 2π / 24·Zeit wobei:

Zeit: = Zählwert / Takt

Der Zählwert ist die Anzahl der Zählwerte zwischen jedem der 24 Hall-Zustandswechsel und der Takt ist die Abtastrate des Taktgebers in den obigen Gleichungen. Wie in 3B dargestellt, beginnt der Zähler 19 in der Servologik 18 die Zählung am Ende eines Hall-Zustandswechsels und beendet die Zählung am Beginn des nächsten Hall-Zustandswechsels.
Wie oben erörtert, stellt das primäre Geschwindigkeitssignal zwar ein sehr genaues und direktes Maß der Bandgeschwindigkeit dar, aber das primäre Geschwindigkeitssignal und somit die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit ist nicht immer für die Nutzung in der Steuerung des Bandlaufwerks verfügbar, besonders bei langsameren Geschwindigkeiten. Die sekundäre Geschwindigkeit ist zwar typischerweise bei jeder Winkelgeschwindigkeit eines Gleichstrommotors erhältlich, aber sie ist fehleranfällig und hat somit nicht die Genauigkeit, die zum Steuern der Geschwindigkeit der Bandspulen nötig ist. Die tertiäre Geschwindigkeit ist ein genaueres Maß als die sekundäre Geschwindigkeit. Jedoch ist die tertiäre Geschwindigkeit bei sehr langsamen Bandgeschwindigkeiten (z. B. bei einer Band-Längsgeschwindigkeit unter ca. 1,0 ms^–1) nicht verfügbar oder ungenau. Beispielsweise ist es möglich, dass die tertiäre Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, wenn das Band aus dem Ruhezustand anläuft oder während der Beschleunigung und Verlangsamung der Bandspulen 41 und 43. Wie oben erörtert, werden bei der Berechnung der tertiären Geschwindigkeit Hall-Sensoren verwendet, um die Position der Gleichstrommotoren 40 und 42 zu bestimmen, und ein Taktgeber und ein Zähler verwendet, um die verstrichene Zeit zu bestimmen, während die Gleichstrommotoren 40 und 42 sich von einer Position in eine andere bewegen. Entsprechend ist die Berechnung der tertiären Geschwindigkeit durch die Taktgebergeschwindigkeit und die Auflösung des Zählers 19 beschränkt.
Insbesondere ist der Zähler 19 durch seine Fähigkeit zur Speicherung von Daten, z. B. der Anzahl der Zählwerte, beschränkt. Bei einer Ausführungsform kann der Zähler 19, wenn er ein 8-Bit-Zähler ist, 256 Zählwerte speichern. Bei einer Ausführungsform, bei der sich der Gleichstrommotor 40 bei langsameren Winkelgeschwindigkeiten bewegt, kann der Zähler 19 seine Zählwert-Speichergrenze erreichen, bevor der nächste Hall-Zustandswechsel erreicht ist. Somit wäre, wenn die Anzahl der gespeicherten Zählwerte bei der Berechnung der tertiären Geschwindigkeit verwendet würde, die resultierende berechnete Geschwindigkeit ungenau.
Ferner fragt das Servologiksystem 18 regelmäßige Aktualisierungen der Bandgeschwindigkeit ab. Hier werden diese Abfragen als Unterbrechungen bezeichnet. Bei einer Ausführungsform können diese Unterbrechungen alle 800 Mikrosekunden durchgeführt werden. Wenn sich der Gleichstrommotor 40 so langsam bewegt, dass ein Hall-Zustandswechsel während der Zeit zwischen Unterbrechungen (z. B. 800 Mikrosekunden) nicht erfasst wird, kann das Servologiksystem 18 die tertiäre Geschwindigkeit nicht berechnen.
Deshalb wird hier eine Ausführungsform, bei der drei verschiedene Geschwindigkeiten, nämlich primäre, sekundäre und tertiäre, zum Betrieb eines Magnetbandlaufwerks verwendet werden, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Auf 4 Bezug nehmend, initiiert das Servologiksystem 18 während des Betriebs eines Bandlaufwerks eine Unterbrechung zur Bestimmung der Bandgeschwindigkeit. Wie oben erörtert, kann die Unterbrechung bei einer Ausführungsform alle 800 Mikrosekunden durchgeführt werden. Ein Fachmann würde verstehen, dass die Häufigkeit der Unterbrechungen benutzerdefiniert sein und/oder abhängig vom Ausmaß der nötigen Steuerung der Bandgeschwindigkeit variieren kann. Als Reaktion auf die Unterbrechung erkennt das Servologiksystem 18 in Schritt 402, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist. In Schritt 404 wird als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, die primäre Geschwindigkeit zur Steuerung der Bandgeschwindigkeit im Bandlaufwerk 10 verwendet. Wie oben erörtert, wird die primäre Geschwindigkeit vom Servo-Digitalsignalprozessor 12 (DSP) aus dem B-Zählwert 58 berechnet. Der Prozess geht wieder zu Schritt 402 zurück, wenn die nächste Unterbrechung empfangen wird.
Wenn jedoch in Schritt 402 das Servologiksystem 18 erkennt, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, geht der Prozess zu Schritt 405 über. In Schritt 405 bestimmt das Servologiksystem 18, ob die Gleichstrommotoren 40 und 42 aus einem Ruhezustand anlaufen. Als Antwort auf die Bestimmung, dass die Gleichstrommotoren 40 und 42 aus einem Ruhezustand anlaufen, geht der Prozess zu Schritt 408 über. Alternativ geht der Prozess, wenn bestimmt wird, dass die Gleichstrommotoren nicht aus einem Ruhezustand anlaufen, zu Schritt 406 über.
In Schritt 406 erkennt das Servologiksystem 18, ob der Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Bei einer Ausführungsform wird der Term mit einer Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren 40 und 42 direkt in Beziehung gesetzt. Wie oben erörtert, können die Zuführspule 41 und die Aufwickelspule 43 anhand des Banddurchmessers mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten gedreht werden, so dass eine gleichmäßige Band-Längsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird. Ferner ist die tertiäre Geschwindigkeit, wie oben erläutert, durch die Taktgebergeschwindigkeit und die Auflösung des Zählers 19 beschränkt, so dass bei sehr langsamen Bandgeschwindigkeiten ein genaues Hall-Signal nicht verfügbar ist und deshalb die tertiäre Geschwindigkeit nicht verfügbar oder ungenau ist. Ein Fachmann würde verstehen, dass sich die Bandspule mit dem größten Banddurchmesser mit der langsamsten Winkelgeschwindigkeit bewegt, so dass sich der Gleichstrommotor, der die Spule betreibt, ebenfalls mit der langsamsten Winkelgeschwindigkeit bewegt. Entsprechend erfolgt zur Sicherstellung, dass eine genaue tertiäre Geschwindigkeit verfügbar ist, die Bestimmung in Schritt 406, welche (sekundäre oder tertiäre) Geschwindigkeit verwendet wird, anhand der Bandspule 41 bzw. 43 mit dem größten Banddurchmesser und somit des Gleichstrommotors mit der langsamsten Winkelgeschwindigkeit.
Bei einer Ausführungsform ist der vorbestimmte Wert die Band-Längsgeschwindigkeit. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der vorbestimmte Wert eine Band-Längsgeschwindigkeit von ca. 1,0 ms^–1. Ein Fachmann würde erkennen, dass dieser vorbestimmte Wert auf den Beschränkungen des Datenspeichers und der Auflösung aktuell verwendeter Zähler sowie anderen Faktoren basiert. Bei einer Ausführungsform wird steht diese Geschwindigkeit in mit der Winkelgeschwindigkeit des Gleichstrommotors, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, direkt in Beziehung gesetzt. Ein Fachmann würde verstehen, dass der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms bei größeren Datenspeicher- und Auflösungsfähigkeiten des Zählers 19 kleiner als 1,0 ms^–1 sein kann. Wenn beispielsweise ein 16-Bit-Zähler verwendet würde, läge die Anzahl der im Speicher verfügbaren Zählwerte höher als bei einem 8-Bit-Zähler. Entsprechend könnten bei dieser Ausführungsform die Gleichstrommotoren 40 und 42 bei Winkelgeschwindigkeiten betrieben werden, die in eine Längsgeschwindigkeit unter 1,0 ms^–1 umgesetzt werden und dabei dennoch ein genaues Hall-Signal ermöglichen, das für die Bestimmung der Band-Längsgeschwindigkeit verfügbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Gleichstrommotor 40 mehr als 8 Magnetpole im Läufer aufweisen, so dass eine größere Zählerauflösung möglich ist. Beispielsweise weist im Falle des halbhohen Linear Tape Open-(LTO-)Bandlaufwerks der Gleichstrommotor 40 16 Magnetpole im Läufer auf, so dass die Gesamtzahl der Hall-Zustände bei einer vollen Umdrehung eines 3-phasigen bürstenlosen Gleichstrommotors 48 beträgt. Deshalb sind während einer vollen Umdrehung des Motors mehr Hall-Zustandswechsel für die Erfassung verfügbar. Entsprechend könnten bei dieser Ausführungsform die Gleichstrommotoren 40 und 42 bei Winkelgeschwindigkeiten betrieben werden, die in eine Längsgeschwindigkeit unter 1,0 ms^–1 umgesetzt werden und dabei dennoch ein genaues Hall-Signal ermöglichen, das für die Bestimmung der Band-Längsgeschwindigkeit verfügbar ist.
Gleichermaßen würde ein Fachmann verstehen, dass bei einer Verringerung der Datenspeicher- und Auflösungsfähigkeiten des Zählers 19 der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als 1,0 ms^–1 wäre.
Zu 4 zurückkehrend, geht der Prozess als Antwort auf die Bestimmung, dass die Gleichstrommotoren 40, 42 aus einem Ruhezustand anlaufen, oder als Antwort auf das Erkennen, dass der Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, zu Schritt 408 über. In Schritt 408 wird das sekundäre Geschwindigkeitssignal zum Steuern der Bandgeschwindigkeit im Bandlaufwerk 10 verwendet. Wie oben beschrieben, berechnet das Servologiksystem 18 eine geschätzte Längsgeschwindigkeit des Bandes 48 unter Verwendung des sekundären Geschwindigkeitssignals. Der Prozess geht wieder zu Schritt 402 zurück, wenn die nächste Unterbrechung empfangen wird.
Wenn jedoch die Servologik 18 erkennt, dass der Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als ein vorbestimmter Wert ist, geht der Prozess zu Schritt 410 über. In Schritt 410 wird das tertiäre Geschwindigkeitssignal zur Steuerung der Bandgeschwindigkeit im Bandlaufwerk 10 verwendet. Wie oben beschrieben, berechnet das Servologiksystem 18 eine geschätzte Längsgeschwindigkeit des Bandes 48 unter Verwendung des tertiären Geschwindigkeitssignals. Der Prozess geht wieder zu Schritt 402 zurück, wenn die nächste Unterbrechung empfangen wird. Der Prozessablauf von 4 wird bei jeder Unterbrechung während des Betriebs des Bandlaufwerks 10 wiederholt.
Somit sind ein Magnetbandlaufwerk, ein Servosystem und ein Verfahren zum Betrieb eines Magnetbandlaufwerks bereitgestellt, die Messungen der primären, sekundären und tertiären Geschwindigkeit zur präzisen Steuerung der Band-Längsgeschwindigkeit verwenden.
Wie für den Fachmann ersichtlich, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Entsprechend können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer lediglich aus Hardware bestehenden Ausführungsform, einer lediglich aus Software bestehenden Ausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikro-Code etc.) oder einer Software- und Hardware-Aspekte kombinierenden Ausführungsform annehmen, die hier alle generell als „Schaltung”, „Modul” oder „System” bezeichnet werden. Ferner können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien mit darauf verkörpertem Programmcode verkörpert ist.
Jede Kombination eines oder mehrerer computerlesbarer Medien kann verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise ein(e) elektronische(s), magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s), Infrarot- oder Halbleiter-System, -Vorrichtung oder -Einheit oder eine beliebige geeignete Kombination der vorgenannten sein. Spezifischere Beispiele (eine nicht-erschöpfende Liste) computerlesbarer Speichermedien wären u. a. folgende: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Schreib-Lese-Speicher (RAM), ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher), ein Lichtwellenleiter, ein tragbarer Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), eine Digital Versatile Disk (DVD), eine Blu-Ray-Disk (BD), ein optisches Speichermedium mit einer holographischen Einheit, eine Magnetspeichereinheit, eine Nanosonden-Millipede-Einheit oder jede beliebige Kombination der vorgenannten. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerlesbares Speichermedium jedes materielle Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Zusammenhang mit einem/r Anweisungsausführungssystem, -vorrichtung oder -einheit enthalten oder speichern kann.
Programmcode, der auf einem computerlesbaren Medium verkörpert ist, kann unter Verwendung eines geeigneten Mediums, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, drahtloser, drahtgebundener, Lichtwellenleiterkabel-, HF-Medien etc. oder jeder beliebigen geeigneten Kombination der vorgenannten übertragen werden. Computerprogrammcode zur Ausführung von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in jeder beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache wie Java, Smalltalk, C++ oder Ähnlicher und herkömmlicher prozeduraler Programmiersprachen wie der Programmiersprache „C” oder ähnlicher Programmiersprachen. Der Programmcode kann gänzlich auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als autonomes Software-Paket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder gänzlich auf einem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In letzterem Szenario kann der entfernte Computer über jede Art von Netzwerk an den Computer des Benutzers angeschlossen werden, einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzwerks (WAN), oder die Verbindung kann mit einem externen Computer erfolgen (beispielsweise über das Internet mit Hilfe eines Internetdienstanbieters).
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind oben unter Bezugnahme auf Ablaufplandarstellungen und/oder Blockschemata von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammen gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es ist anzumerken, dass jeder Block der Ablaufplandarstellungen und/oder Blockschemata und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufplandarstellungen und/oder Blockschemata durch Computerprogrammanweisungen realisiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines speziellen Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung einer Maschine vermittelt werden, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, ein Mittel zur Realisierung der im Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschemas spezifizierten Funktionen/Handlungen erzeugen.
Diese Computerprogrammanweisungen können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Einheiten anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die im computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Fertigungsartikel erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die im Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschemas spezifizierten Funktionen/Handlungen realisieren. Die Computerprogrammanweisungen können auch in einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Einheiten geladen werden, um die Durchführung einer Reihe von Funktionsschritten auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung oder anderen Einheiten zur Erzeugung eines computerrealisierten Prozesses zu bewirken, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zur Realisierung der im Block bzw. den Blöcken des Ablaufplans und/oder Blockschemas spezifizierten Funktionen/Handlungen bereitstellen.
Der Ablaufplan und die Blockschemata in den obigen Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und Funktion möglicher Realisierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Diesbezüglich kann jeder Block im Ablaufplan oder den Blockschemata ein Modul, Segment oder Teil von Programmcode darstellen, das/der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Realisierung der spezifizierten Logikfunktion(en) aufweist. Es ist ebenfalls anzumerken, dass bei manchen alternativen Realisierungen die im Block genannten Funktionen in anderer als der in den Figuren genannten Reihenfolge auftreten können. Beispielsweise können zwei aufeinanderfolgend dargestellte Blöcke je nach beteiligter Funktionalität sogar im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder die Blöcke können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist auch anzumerken, dass jeder Block der Blockschemata und/oder Ablaufplandarstellung und Kombinationen aus Blöcken in den Blockschemata und/oder der Ablaufplandarstellung durch spezielle Hardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Funktionen oder Handlungen ausführen, oder Kombinationen aus spezieller Hardware und Computeranweisungen realisiert werden können.
Die vorherige Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf genau die offenbarte Form beschränken. Viele Modifikationen und Abweichungen sind in Anbetracht der obigen Lehre möglich. Der Umfang der Ausführungsformen soll nicht durch diese detaillierte Beschreibung, sondern nur durch die hier angehängten Ansprüche eingeschränkt werden. Die oben angegebene(n) Spezifikation, Beispiele und Daten bieten eine vollständige Beschreibung der Fertigung und des Gebrauchs der Zusammenstellung der Ausführungsformen. Da viele Ausführungsformen hergestellt werden können, ohne vom Umfang der Ausführungsformen abzuweichen, sind die Ausführungsformen in den im Folgenden angehängten Ansprüchen oder später angemeldeten Ansprüchen und ihren Entsprechungen beinhaltet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6754026 [0004]
US 6836386 [0005]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Magnetbandlaufwerks, wobei das Magnetbandlaufwerk eine Vielzahl von Gleichstrommotoren mit jeweils einer Vielzahl von Hall-Sensoren aufweist, die Gleichstrommotoren jeweils so angeordnet sind, dass sie ein Magnetband, das auf von den Gleichstrommotoren gedrehten Bandspulen montiert ist, unter der Steuerung eines Servosystems bewegen, das Servosystem so konfiguriert ist, dass es eine Positionsangabe vom Magnetband liest, aus der Positionsangabe eine primäre Bandgeschwindigkeit berechnet, ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet, das Verfahren aufweisend: Erkennen, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist; Verwenden der primären Geschwindigkeit zur Steuerung des Servosystems als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist; und Verwenden eines von dem sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal zur Steuerung des Servosystems als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, und wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das sekundäre und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen werden und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal eine Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks verwendet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren aufweist und das tertiäre Geschwindigkeitssignal die Signale der Hall-Sensoren verwendet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Magnetbandlaufwerk zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von einem bzw. auf ein Magnetband, aufweisend: mindestens einen am Bandweg positionierten Schreib-Lese-Kopf zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von einem bzw. auf ein Magnetband im Bandweg; eine Vielzahl von Gleichstrommotoren, wobei Bandspulen, die von der Vielzahl von Gleichstrommotoren drehbar montiert sind, das Magnetband bereitstellen, so dass es sich entlang des Bandwegs in Längsrichtung von einer der Bandspulen zur anderen der Bandspulen bewegt; mindestens einen Hall-Sensor an jedem der Gleichstrommotoren zum Erfassen der Drehzustände der Gleichstrommotoren; ein Servosystem, wobei das Servosystem so konfiguriert ist, dass es eine Positionsangabe vom Magnetband liest, aus der Positionsangabe eine primäre Bandgeschwindigkeit berechnet, ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet; und Logik für den Betrieb des Servosystems und das Erkennen der Hall-Sensoren, wobei die Logik: erkennt, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist; als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, die primäre Geschwindigkeit zur Steuerung des Servosystems verwendet; und als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, eines von dem sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal zur Steuerung des Servosystems verwendet, und wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.
Magnetbandlaufwerk nach Anspruch 8, wobei das sekundäre und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen werden und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt wird.
Magnetbandlaufwerk nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband aufweist.
Magnetbandlaufwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal die Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks verwendet.
Magnetbandlaufwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren aufweist und das tertiäre Geschwindigkeitssignal die Signale der Hall-Sensoren verwendet.
Magnetbandlaufwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, aufweist.
Magnetbandlaufwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Servosteuersystem für ein Magnetbandlaufwerk zum Lesen und/oder Schreiben von Daten von einem bzw. auf ein Magnetband, wobei das Magnetbandlaufwerk eine Vielzahl von Gleichstrommotoren mit jeweils einer Vielzahl von Hall-Sensoren aufweist, die Gleichstrommotoren jeweils so angeordnet sind, dass sie ein Magnetband, das auf von den Gleichstrommotoren gedrehten Bandspulen montiert ist, unter der Steuerung eines Servosystems bewegen, wobei das Servosystem so konfiguriert ist, dass es: eine Positionsangabe vom Magnetband liest, um aus der Positionsangabe eine primäre Bandgeschwindigkeit zu berechnen; ein sekundäres Geschwindigkeitssignal und ein tertiäres Geschwindigkeitssignal erfasst und anhand eines von dem erfassten sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal eine Bandgeschwindigkeit berechnet; erkennt, ob die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist; als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit verfügbar ist, die primäre Geschwindigkeit zur Steuerung des Servosystems verwendet; und als Antwort auf das Erkennen, dass die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit nicht verfügbar ist, eines von dem sekundären Geschwindigkeitssignal und dem tertiären Geschwindigkeitssignal zur Steuerung des Servosystems verwendet, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und das tertiäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn ein Absolutwert eines auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms größer als der vorbestimmte Wert ist.
Servosteuersystem nach Anspruch 15, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal und das tertiäre Geschwindigkeitssignal von mindestens einem der Gleichstrommotoren gemessen werden und der vorbestimmte Wert des auf die Bandgeschwindigkeit bezogenen Terms mit einer Drehgeschwindigkeit mindestens eines der Gleichstrommotoren direkt in Beziehung gesetzt wird.
Servosteuersystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Positionsangabe der primären Geschwindigkeit eine formatierte Servospur auf dem Magnetband aufweist.
Servosteuersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal eine Rück-EMK-Spannung mindestens eines der Gleichstrommotoren des Magnetbandlaufwerks verwendet.
Servosteuersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei mindestens einer der Gleichstrommotoren ferner Hall-Sensoren aufweist und das tertiäre Geschwindigkeitssignal die Signale der Hall-Sensoren verwendet.
Servosteuersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei der Term eine Drehgeschwindigkeit eines der Gleichstrommotoren, der sich mit der langsamsten Geschwindigkeit dreht, aufweist.
Servosteuersystem nach einem der Ansprüche 15 bis 20, wobei das sekundäre Geschwindigkeitssignal verwendet wird, wenn die Gleichstrommotoren aus dem Ruhezustand anlaufen.
Computerprogramm, das auf einem computerlesbaren Medium gespeicherten Computerprogrammcode aufweist, der in ein Computersystem geladen und dort ausgeführt bewirkt, dass das Computersystem alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführt.