DE19615964C2 - Magnetplattenlaufwerk - Google Patents
MagnetplattenlaufwerkInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnetplattenlaufwerk zum
magnetischen Schreiben/Lesen von Digitalinformation und insbesondere auf
eine Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung für einen Magnetkopf
(oder einen Datenwandler) während einer Spursuche.
Ein Magnetplattenlaufwerk zum magnetischen Schreiben/Lesen von Daten
auf einer rotierenden Magnetplatte kann mit hoher Geschwindigkeit auf eine
große Datenmenge zugreifen und ist daher als Hilfsspeicher eines
Computersystems weit verbreitet. Auf dem Magnetplattenlaufwerk sind die
Daten in Spuren gespeichert, die sich radial längs der
Magnetplattenoberfläche erstrecken. Auf diese Spuren wird mittels eines
Magnetkopfes zugegriffen, um auf der Magnetplatte Daten zu lesen, zu
schreiben und zu löschen.
Der Magnetkopf wird in Radialrichtung längs der Magnetplattenoberfläche
bewegt und dabei von einer Kopfposition-Servovorrichtung gesteuert, die
den Magnetkopf auf jeder beliebigen Spur positionieren kann. Um den
Magnetkopf wahlweise über einer bestimmten Spur zu positionieren, muß
die aktuelle Spurposition des Magnetkopfes überwacht werden. Wie oben
erwähnt ist, wird eine Servoinformation, die die Spurposition des
Magnetkopfes anzeigt, geschaffen, indem ein bestimmtes Servomuster ver
wendet wird, das mittels des Magnetkopfes von der Magnetplattenoberfläche
gelesen wird. Das Servomuster wird nach dem Zusammenbau des
Magnetplattenlaufwerks dauerhaft auf die Magnetplattenoberfläche
geschrieben. Beim Zugriff auf die Daten auf der Magnetplattenoberfläche
wird das Servomuster vom Magnetkopf erfaßt und als Spurpositionsin
formation verwendet. Ein Sektor-Servoverfahren ist ein Beispiel eines
Verfahrens, das die Servopositionsinformation erzeugt. Bei den Sektor-
Servosystemen ist die Servoinformation wechselweise zwischen
Datensektoren auf der Magnetplattenoberfläche angeordnet. Jeder Abschnitt
einer Servoinformation enthält eine Spurpositionsinformation, eine
Spuradresse sowie eine Indexinformation usw.
Der Magnetkopf wird über einer bestimmten Spur positioniert, indem die
Servoinformation in zwei Schritten verwendet wird, die als Spursuche und
Spurverfolgung bekannt sind. Der Spursuchschritt wird durchgeführt, indem
der Magnetkopf von der aktuellen Spur zur gewünschten Spur bewegt wird,
d. h. indem die Spuradresse der gewünschten Spur gefunden und der
Magnetkopf bewegt wird. Ferner wird der Spurverfolgungsschritt
durchgeführt, indem der bestimmten Spur präzise gefolgt wird. Wenn somit
der Magnetkopf über einer bestimmten Spur positioniert ist, ermöglicht der
Spurverfolgungs-Schritt dem Magnetkopf, einer Mittellinie der speziellen
Spur zu folgen und somit eine Lese/Schreib-Operation genau auszuführen.
Für die Spurverfolgung in einem herkömmlichen Magnetplattenlaufwerk, das
das integrierte Servoverfahren verwendet, werden z. B. pro Spur im voraus
zwei Signalbündel als Spurpositionsinformation der Servoinformation auf
jeweils eine Seite der Mittellinie einer Spur auf der Magnetoberfläche
geschrieben. Somit können ein Abweichungsmaß und ein
Abweichungszustand, der die Magnetkopfposition bezüglich der Spurmitte
angibt, aus dem Diffe
renzwert bestimmt werden. Ein Signal, das das Abwei
chungsmaß und den Abweichungszustand des Magnetkopfes an
zeigt, wird typischerweise als "Positionsfehlersignal"
bezeichnet (im folgenden mit PES bezeichnet). Das Magnet
plattenlaufwerk steuert den Magnetkopf so, daß er der
Mitte der Spur folgen kann, indem es das PES verwendet,
das Werte aufweist, die von den Positionsabweichungen des
Magnetkopfes bezüglich der Mitte der Spur abhängen.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines
allgemeinen Magnetplattenlaufwerks zeigt, das zum Verste
hen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 4 enthält eine Platte und zwei Köpfe, die den beiden
Oberflächen der einen Platte zugeordnet sind. In Fig. 4
wird eine Magnetplatte 10 von einem Spindelmotor 40
gedreht. Ein Magnetkopf 12 wird auf einer Oberfläche der
Magnetplatte 10 positioniert und ist an einem Ende eines
Arms 14 eines Rotationsschwingspulen-Betätigungselements
34 befestigt. Während eines Datenlesevorgangs wird ein
vom Magnetkopf 12 gelesenes Signal vom Vorverstärker 16
vorverstärkt, der während des Datenschreibvorgangs das
Schreiben der codierten Schreibdaten (im folgenden mit
EWD bezeichnet) auf die Oberfläche der Magnetplatte 10
mittels des Magnetkopfes 12 ermöglicht. Die EWD werden
von einem Codierer/Decodierer 22 (im folgenden mit ENDEC
bezeichnet) erzeugt und zur Verfügung gestellt. Ein
Impuls/Servo-Detektor 18 erfaßt einen verstärkten Spit
zenwert des im Vorverstärker 16 vorverstärkten Signals
und erzeugt dabei einen Datenimpuls. Somit erfaßt der
Impuls/Servo-Detektor 18 die Amplitude der zwei Signal
bündel und erzeugt anschließend ein Signal, das die
Differenz zwischen den Amplitudenpegeln anzeigt; d. h.
der Impuls/Servo-Detektor 18 erzeugt das PES. Der vom
Impuls/Servo-Detektor 18 erzeugte Datenimpuls wird an
einen Datenseparator 20 weitergeleitet, wobei das PES an
einen Analog/Digital-Umsetzer 26 (im folgenden mit ADC
bezeichnet) angelegt wird. Der ADC 26 setzt das PES in
einen Digitalschrittwert um, der dessen Pegel entspricht,
und leitet den umgesetzten Wert an einen Mikrocontroller
28 weiter. Der Datenseparator 20 separiert die codierten
Lesedaten (im folgenden mit ERD bezeichnet), die mit
einem konstanten Takt vom Datenimpuls, der vom Im
puls/Servo-Detektor 18 erzeugt wird, synchronisiert sind,
und legt die separierten Daten ERD an den ENDEC 22 an.
Der ENDEC 22 decodiert die vom Datenseparator 20 empfan
genen ERD und gibt das Ergebnis als Lesedaten (im folgen
den mit RDATA bezeichnet) an einen Plattendatencontroller
24 (im folgenden mit DDC bezeichnet) weiter. Der ENDEC 22
codiert ferner Schreibdaten (im folgenden mit WDATA
bezeichnet), die vom DDC 24 geliefert werden, und legt
anschließend die codierten Daten EWD an den Vorverstärker
16 an. Der DDC 24 wird vom Mikrocontroller 28 gesteuert
und schreibt die von einem Verarbeitungsrechner empfange
nen Daten über den ENDEC 22 und den Vorverstärker 16 auf
die Oberfläche der Magnetplatte 10. Ferner liest der DDC
24 Daten von der Magnetplatte 10 und sendet die über den
ENDEC 22 empfangenen Lesedaten an den Verarbeitungsrech
ner. Der DDC 24 wirkt ferner als Schnittstelle für die
Kommunikation zwischen dem Verarbeitungsrechner und dem
Mikrocontroller 28. Der Mikrocontroller 28 steuert den
DDC 24 und kontrolliert die Spursuch- und Spurverfol
gungsoperationen in Abhängigkeit von einer vom Verarbei
tungsrechner empfangenen Lese/Schreib-Anweisung. Zu
diesem Zeitpunkt kontrolliert der Mikrocontroller 28 die
obenerwähnte Spurverfolgungsoperation, indem er den vom
ADC 26 ausgegebenen PES-Wert verwendet. Der Digi
tal/Analog-Umsetzer 30 (im folgenden mit DAC bezeichnet)
setzt einen vom Mikrocontroller 28 erzeugten Steuerwert
in ein Analogsignal um, um die Position des Magnetkopfes
12 zu steuern. Eine Servoantriebseinheit 32 erzeugt einen
elektrischen Strom zum Antreiben des Betätigungselements
34 durch ein vom DAC 30 ausgegebenes Signal und legt den
elektrischen Strom an die Schwingspule des Betätigungselements 34 an.
Das Betätigungselement 34 bewegt den Magnetkopf 12 längs der
Oberfläche der Magnetplatte 10 in Abhängigkeit von einer Richtung oder
einem Pegel des von der Servoantriebseinheit 32 angelegten elektrischen
Stroms. Eine Motorsteuervorrichtung 36 steuert eine
Spindelmotorantriebseinheit 38 in Abhängigkeit von einem vom
Mikrocontroller 28 erzeugten Steuerwert, um die Rotation der Magnetplatte
10 zu steuern. Die Spindelmotorantriebseinheit 38 treibt den Spindelmotor
40 entsprechend der Steuerung der Motorsteuervorrichtung 36 an, um die
Magnetplatte 10 zu drehen. Ein programmierbarer Nur-Lese-Speicher 42 (im
folgenden mit PROM bezeichnet) speichert alle Arten von Daten für die
Durchführung der Servosteueroperation des Mikrocontrollers 28.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine allgemeine Spursuch-
Steuereinrichtung zeigt, die zur Steuerung der Spursuchoperation in den
obenbeschriebenen Magnetplattenlaufwerken verwendet worden ist. Wie in
Fig. 2 gezeigt, umfaßt eine Kopf-Platten-Baueinheit 54 (im folgenden mit
HDA bezeichnet) die Magnetplatte 10, den Magnetkopf 12, den Arm 14 des
Betätigungselements 34, den Vorverstärker 16, den DAC 30, die
Servoantriebseinheit 32 sowie das Betätigungselement 34 der Fig. 4. Ferner
enthält eine Geschwindigkeitsanweisungs-Erzeugungseinheit 48 eine
Nachschlagtabelle im PROM 42 und die übrigen Blöcke der Fig. 2, z. B. eine
Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung 44, erste und zweite
Subtraktionseinheiten 46 und 50, eine Geschwindigkeitssteuereinheit 52
sowie eine erste Verzögerungseinheit 56, die mit einem programmierten
Algorithmus im Mikrocontroller 28 implementiert sind. Die
Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung 44 schätzt eine
Geschwindigkeit/Position des Magnetkopfes 12 anhand eines aktuellen
Kopfpositions-Meßwerts y(k), die von der HDA 54 ausgegeben wird, eines
aktuellen Geschwin
digkeits-Steuerwerts u, der von der Geschwindigkeitssteu
ereinheit 52 erzeugt wird, und eines von der ersten Ver
zögerungseinheit 56 ausgegebenen Werts, um somit einen
aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzwert C und einen
aktuellen Kopfpositions-Schätzwert θC zu erzeugen. Hier
bei werden der aktuelle Kopfpositionsmeßwert y(k) als
Spuradresse und das vom Magnetkopf 12 der HDA 54 gelesene
PES angezeigt. Die Spuradresse ist im allgemeinen ein auf
die Oberfläche der Magnetplatte 10 geschriebener Gray-
Code und wird, nachdem er von der Oberfläche der Magnet
platte 10 gelesen worden ist, zum Decodieren an den
Mikrocontroller 28 weitergeleitet. Die erste Subtrak
tionseinheit 46 subtrahiert den aktuellen Kopfpositions-
Schätzwert θC von einem Positions-Sollwert und legt somit
eine Differenz zwischen den obengenannten Werten, d. h.
einen Positionsfehlerwert, an die Geschwindigkeitsan
weisungs-Erzeugungseinheit 48 an. Die Geschwindigkeitsan
weisungs-Erzeugungseinheit 48 erzeugt in Abhängigkeit vom
Positionsfehlerwert einen Geschwindigkeitsanweisungswert
cmd aus mehreren in der Nachschlagtabelle gespeicherten
Geschwindigkeitsanweisungswerten. Auf ähnliche Weise
subtrahiert die zweite Subtraktionseinheit 50 den aktuel
len Kopfgeschwindigkeits-Schätzwert C vom Geschwindig
keitsanweisungswert cmd und legt somit eine Differenz
zwischen den obengenannten Werten, d. h. einen Geschwin
digkeitsfehlerwert, an die Geschwindigkeitssteuereinheit
52 an. Die Geschwindigkeitssteuereinheit 52 erzeugt den
aktuellen Geschwindigkeitssteuerwert u in Abhängigkeit
vom Geschwindigkeitsfehlerwert und legt den erzeugten
Wert an den DAC 30 der HDA 54 an. Die erste Verzögerungs
einheit 56 verzögert den aktuellen Geschwindigkeitssteu
erwert u um eine Abtastung und legt den verzögerten Wert
an die Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung 44
an.
Da bisher nur die aus dem PES erhaltene Positionsinforma
tion als die bei der Spursuchoperation in der HDA meßbare
Information vorliegt, führt dies inzwischen zu dem Pro
blem, daß dann, wenn die zur Steuerung der Geschwindig
keit während der Spursuchoperation erforderliche Ge
schwindigkeitsinformation durch Differenzieren der Posi
tionsinformation erhalten wird, die erhaltene Geschwin
digkeitsinformation gegenüber äußeren Störungen empfind
lich sein kann, wodurch die Genauigkeit der Geschwindig
keitsinformation beeinträchtigt wird. Dementsprechend
kann bei der Steuerung der Spursuchoperation der meisten
Festplattenlaufwerke (im folgenden mit HDD bezeichnet)
die Geschwindigkeits/Positions-Information erhalten
werden, indem die Schätzvorrichtung unter Verwendung
eines exakten Modells und der geschätzten Positionsinfor
mation bezüglich der HDA-Vorrichtung gebildet wird.
Mit Bezug auf den Aufbau der Geschwindigkeits/Positions-
Schätzvorrichtung 44 kann eine Dynamik der Vorrichtung
der HDA 54 mit folgenden Ausdrücken (1) und (2) ausge
drückt werden.
x(k+1) = Ax(k) + Bu(k) (1)
Y(k) = Cx(k) (2)
In den obigen Ausdrücken (1) und (2) können A, B bzw. C
mit den folgenden Ausdrücken (3), (4) und (5) ausgedrückt
werden.
Ferner kann x(k) durch den folgenden Ausdruck (6) ausgedrückt werden.
Im obigen Ausdruck (6) stellt θ(k) eine Position dar, während (k) eine
Geschwindigkeit und w(k) eine Vorspannung darstellen.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das den Algorithmus einer allgemeinen
Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung zeigt und in der die
Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung 44 einen Vorhersageabschnitt
58 und einen Aktualisierungsabschnitt 60 umfaßt. In Fig. 3 sind die
Signalleitungen 100, 102, 104, 106 und 108 die gleichen wie die in Fig. 2.
Der Vorhersageabschnitt 58 empfängt Ausgänge von zweiten und dritten
Verzögerungseinheiten 62 und 64 und Ausgänge der
Geschwindigkeitssteuereinheit 52 und der ersten Verzögerungseinheit 56,
um einen vorhergesagten Zustandswert xp(k) bzw. einen vorhergesagten
Ausgangswert yp(k) zu erhalten, wie durch die folgenden Ausdrücke (7) und
(8) gezeigt ist.
xp(k) = Ax(k - 1) + Bu(k - 1) (7)
yp(k) = Cxp(k) (8)
Der Aktualisierungsabschnitt 60 erhält den von der HDA 54 angelegten
aktuellen Kopfpositionsmeßwert y(k), den vom Vorhersageabschnitt 58
angelegten aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwert p sowie den
aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwert C und den aktuellen Kopfposi
tionsschätzwert θC anhand des aktuellen Kopfpositions-Voraussagewerts θp.
Zu diesem Zeitpunkt kann ein Aktualisierungszustandswert xc(k) des
Aktualisierungsabschnitts 60 durch folgenden Ausdruck (9) dargestellt
werden.
xc = xp(k) + (-L)[y(k) - Yp(k)] (9)
Da hierbei aufgrund einer digitalen Ausführung eine
Zeitverzögerung vorliegt, wird der Vorspannungswert ω(k)
der Schätzwerte entfernt, um somit die folgenden Endaus
drücke (10) und (11) für jeweils den Voraussageabschnitt
58 und den Aktualisierungsabschnitt 60 zu erhalten.
Im obigen Ausdruck (11) stellt θC den aktuellen Kopfposi
tionsschätzwert dar, während C den aktuellen Kopfge
schwindigkeitsschätzwert und θp den aktuellen Kopfposi
tions-Voraussagewert, p den aktuellen Kopfgeschwindig
keits-Voraussagewert, L1 den Kopfpositionsschätzungsge
winnwert, L2 den Kopfgeschwindigkeitsschätzungsgewinn
wert, y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k)
den aktuellen Kopfpositions-Voraussagewert darstellt.
Somit zeigt [y(k) - θp(k)] einen aktuellen Fehlerschätz
wert an.
Obwohl hierbei die aktuellen Gewinnwerte L1 und L2 der
Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung wie oben
erwähnt grundsätzlich ein polares Anordnungsverfahren
verwenden, sollte jedoch ein optimaler Wert in Abhängig
keit von der Genauigkeit des aktuellen Kopfpositionsmeß
werts y(k) verändert werden. Wie aus dem obigen Ausdruck
(11) deutlich wird, sind z. B. die aktuellen Gewinnwerte
L1 und L2 des Standes der Technik konstant. Wenn die
Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes hoch wird,
weist somit der aktuelle Kopfpositionsmeßwert y(k) eine Störung auf. Dies führt eventuell
zu dem Problem, daß die Störung verstärkt werden kann und der aktuelle Kopfpositions
schätzwert θC und der aktuelle Kopfgeschwindigkeitsschätzwert θc Fehler erzeugen
können.
Aus der US 4, 679, 103 ist ein digitales Servo-Steuerungssystem für ein Plattenlaufwerk
mit einer Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung für den Magnetkopf bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetplattenlaufwerk mit einer Ge
schwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung für den Magnetkopf zu schaffen, wobei der
Gewinn der Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung automatisch optimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1, 2 und 3 beanspruchten Ge
genstände gelöst.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfin
dung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das den Algorithmus einer Zustandsschätzvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 das bereits erwähnte Blockschaltbild, das einen allgemeinen Spur-
Steueralgorithmus zeigt;
Fig. 3 das bereits erwähnte Blockschaltbild, das den Algorithmus einer allgemeinen Ge
schwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung zeigt; und
Fig. 4 das bereits erwähnte Blockschaltbild, das den
Aufbau eines allgemeinen Magnetplattenlaufwerks
zeigt;
Es ist zu beachten, daß in den Zeichnungen gleiche Be
zugszeichen verwendet werden, um ähnliche oder gleiche
Elemente mit gleicher Funktion zu bezeichnen. In der
folgenden Beschreibung sind verschiedene bestimmte De
tails wie z. B. Bauteile, die eine konkrete Schaltung
bilden, und Ausdrücke weiter ausgeführt, um ein umfassen
deres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermögli
chen. Es ist jedoch klar, daß Fachleute die vorliegende
Erfindung ohne ihre spezifischen Details ausführen kön
nen. Im folgenden werden genaue Beschreibungen bekannter
Funktionen und Konstruktionen weggelassen, die den Gegen
stand der vorliegenden Erfindung unnötig verschleiern.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Algorithmus einer
Zustandsschätzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin
dung zeigt. In Fig. 1 sind die Signalleitungen 100, 102,
104, 106 und 108 die gleichen wie die in Fig. 2. Hierbei
empfängt ein Vorhersageabschnitt 66 Ausgänge von zweiten
und dritten Verzögerungseinheiten 70 und 72 um einen
aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwert C sowie einen
aktuellen Kopfpositionsschätzwert θc um eine Abtastung zu
verzögern, und Ausgänge einer Geschwindigkeitssteuerein
heit 52 und einer ersten Verzögerungseinheit 56, erzeugt
einen aktuellen Kopfgeschwindigkeitsvorhersagewert p und
einen aktuellen Kopfpositionsvorhersagewert θp und legt
das Ergebnis an den Aktualisierungsabschnitt 68 an, wie
mit dem obigen Ausdruck (10) gezeigt ist. Eine Subtrak
tionseinheit 74 subtrahiert einen Geschwindigkeitsanwei
sungswert cmd einer Geschwindigkeitsanweisungs-Erzeu
gungseinheit 48 aus Gewinnwerten L1 und L2 und legt das
Ergebnis an den Aktualisierungsabschnitt 68 an. Somit
erzeugt der Aktualisierungsabschnitt 68 den aktuellen
Kopfgeschwindigkeitsschätzwert C und den aktuellen Kopf
positionsschätzwert θc, wie durch den folgenden Ausdruck
(12) gezeigt ist, anhand eines von einer HDA 54 angeleg
ten aktuellen Kopfpositionsschätzwerts y(k), des aktuel
len Kopfgeschwindigkeitsvorhersagewerts p und des vom
Vorhersageabschnitt 66 angelegten aktuellen Kopfposi
tionsvorhersagewerts θp sowie der Ausgabe der Subtrak
tionseinheit 74.
Bei der obenbeschriebenen Geschwindigkeits/Positions-
Schätzvorrichtung wird ihr Gewinn automatisch in Abhän
gigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes
eingestellt. Das heißt, in dem Fall, in dem die Bewe
gungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes hoch ist, ist in
der Spurpositionsinformation oder in den Signalbündelwer
ten, die über den Magnetkopf erhalten werden, mit hoher
Wahrscheinlichkeit ein Schätzfehler enthalten. Somit kann
der Gewinn gesenkt werden, wodurch die Größe des
Schätzfehlers zunimmt. In dem Fall, in dem die Genauig
keit des Schätzwertes aufgrund einer verringerten Bewe
gungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes hoch ist, kann
jedoch der Gewinn derselben erhöht werden, um somit eine
Schätzfähigkeit zu erhöhen. Wenn nun z. B. in dem Fall,
in dem die Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes hoch
wird, der Geschwindigkeitsanweisungswert cmd groß wird,
wird der von der Subtraktionseinheit 74 an den Aktuali
sierungsabschnitt 68 angelegte und eingestellte Gewinn
wert, d. h. L1 - cmd und L2 - cmd im obigen Ausdruck 12
niedrig. Da nun andererseits der Geschwindigkeitsanwei
sungswert cmd in dem Fall, in dem die Bewegungsgeschwin
digkeit des Magnetkopfes niedrig wird, klein wird, wird
der von der Subtraktionseinheit 74 an den Aktualisie
rungsabschnitt 68 angelegte und eingestellte Gewinnwert,
d. h. L1 - cmd und L2 - cmd im obigen Ausdruck 12 hoch.
Wie oben erwähnt, kann somit gemäß der vorliegenden
Erfindung der Gewinn der Geschwindigkeits/Positions-
Schätzvorrichtung in Abhängigkeit von der Bewegungsge
schwindigkeit des Magnetkopfes automatisch auf dem Opti
mum gehalten werden.
Das heißt, während die aktuellen Kopfpositions/-Geschwin
digkeits-Schätzungsgewinnwerte L1 und L2 im Stand der
Technik, die wie im obigen Ausdruck (11) gezeigt konstant
sind, unverändert an den Aktualisierungsabschnitt 60
angelegt werden, werden die aktuellen Kopfpositions/-
Geschwindigkeits-Schätzungsgewinnwerte L1 und L2 in
Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsanweisungswert cmd
eingestellt, wie im obigen Ausdruck (12) gemäß der vor
liegenden Erfindung gezeigt ist.
Obwohl hier die vorliegende Erfindung für den Fall be
schrieben worden ist, in dem die aktuellen Kopfposi
tions/-Geschwindigkeits-Schätzungsgewinnwerte L1 und L2
in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsanweisungswert cmd
im Vergleich mit dem aktuellen Kopfpositionsschätzwert θC
und dem aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwert c
eingestellt werden, kann jedoch gemäß der vorliegenden
Erfindung bei Bedarf nur die Kopfgeschwindigkeit oder die
Kopfposition eingestellt werden.
Wie oben ausgeführt worden ist, hat die vorliegende
Erfindung den Vorteil, daß der Gewinn der Geschwindig
keits/Positions-Schätzvorrichtung in Abhängigkeit von der
Bewegungsgeschwindigkeit des Magnetkopfes automatisch auf
dem Optimum gehalten werden kann.
Obwohl hier bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben worden sind, ist klar, daß Fach
leute verschiedene Änderungen und Abwandlungen sowie
Ersetzungen von Elementen vornehmen können, ohne vom
Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die vor
liegende Erfindung soll daher nicht auf die speziellen
Ausführungsformen beschränkt sein, die zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung am günstigsten erscheinen, viel
mehr umfaßt die vorliegende Erfindung alle Ausführungs
formen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche
fallen.
Claims (3)
1. Magnetplattenlaufwerk, umfassend:
eine Positionsschätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfpositionsschätzwertes θc aus einem aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert θp, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] sowie einem aktuellen Kopfpositions-Schätzungsgewinnwert L, und zum Durchführen einer Spursuchoperation, wobei der aktuelle Kopfpositi onsschätzwert θc in Abhängigkeit vom Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und vom Ausgang einer Subtraktionseinheit bestimmt wird, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der in Abhängigkeit von einem Positionsfehler gesetzt wird, vom aktuellen Kopfpositions-Schätzungsge winnwert L gemäß dem folgenden Ausdruck subtrahiert,
[qc] = [qp] + [L - cmd][Y(k) - qp(k)]
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert darstellen.
eine Positionsschätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfpositionsschätzwertes θc aus einem aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert θp, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] sowie einem aktuellen Kopfpositions-Schätzungsgewinnwert L, und zum Durchführen einer Spursuchoperation, wobei der aktuelle Kopfpositi onsschätzwert θc in Abhängigkeit vom Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und vom Ausgang einer Subtraktionseinheit bestimmt wird, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der in Abhängigkeit von einem Positionsfehler gesetzt wird, vom aktuellen Kopfpositions-Schätzungsge winnwert L gemäß dem folgenden Ausdruck subtrahiert,
[qc] = [qp] + [L - cmd][Y(k) - qp(k)]
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert darstellen.
2. Magnetplattenlaufwerk, umfassend:
eine Geschwindigkeitsschätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwerts c aus einem aktuellen Kopfgeschwindigkeitsvorhersagewert p, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und einem aktuellen Kopfgeschwindigkeits- Schätzungsgewinnwert L, wobei der aktuelle Kopfgeschwindigkeitsschätzwert c in Abhängigkeit vom aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und der Ausgabe einer Subtraktionseinheit bestimmt wird, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der entsprechend einem Positionsfehler gesetzt wird, vom aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L entsprechend dem folgenden Ausdruck subtrahiert,
[c] = [p] + [L - cmd][y(k) - qp(k)],
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvorhersagewert darstellen.
eine Geschwindigkeitsschätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwerts c aus einem aktuellen Kopfgeschwindigkeitsvorhersagewert p, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und einem aktuellen Kopfgeschwindigkeits- Schätzungsgewinnwert L, wobei der aktuelle Kopfgeschwindigkeitsschätzwert c in Abhängigkeit vom aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und der Ausgabe einer Subtraktionseinheit bestimmt wird, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der entsprechend einem Positionsfehler gesetzt wird, vom aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L entsprechend dem folgenden Ausdruck subtrahiert,
[c] = [p] + [L - cmd][y(k) - qp(k)],
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvorhersagewert darstellen.
3. Magnetpfattenlaufwerk, umfassend:
eine Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwerts c und eines aktuellen Kopfpositionsschätzwerts θc aus einem aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert θp, einem aktuellen Kopfgeschwindigkeitsvoraussagewert p, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)], einem aktuellen Kopfpositions-Schätzungsgewinnwert L1 sowie einem aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L2, wobei der aktuelle Kopfgeschwindigkeitsschätzwert c und der aktuelle Kopfpositionsschätzwert θc jeweils in Abhängigkeit vom aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und von Ausgangssignalen einer Subtraktionseinheit bestimmt werden, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der entsprechend einem Positionsfehler gesetzt ist, vom aktuellen Kopfpositions- Schätzungsgewinnwert L1 subtrahiert, und einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd entsprechend dem folgenden Ausdruck vom aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L2 subtrahiert,
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert darstellen.
eine Geschwindigkeits/Positions-Schätzvorrichtung zum Erzeugen eines aktuellen Kopfgeschwindigkeitsschätzwerts c und eines aktuellen Kopfpositionsschätzwerts θc aus einem aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert θp, einem aktuellen Kopfgeschwindigkeitsvoraussagewert p, einem aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)], einem aktuellen Kopfpositions-Schätzungsgewinnwert L1 sowie einem aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L2, wobei der aktuelle Kopfgeschwindigkeitsschätzwert c und der aktuelle Kopfpositionsschätzwert θc jeweils in Abhängigkeit vom aktuellen Fehlerschätzwert [y(k) - θp(k)] und von Ausgangssignalen einer Subtraktionseinheit bestimmt werden, die einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd, der entsprechend einem Positionsfehler gesetzt ist, vom aktuellen Kopfpositions- Schätzungsgewinnwert L1 subtrahiert, und einen Geschwindigkeitsanweisungswert cmd entsprechend dem folgenden Ausdruck vom aktuellen Kopfgeschwindigkeits-Schätzungsgewinnwert L2 subtrahiert,
wobei y(k) den aktuellen Kopfpositionsmeßwert und θp(k) den aktuellen Kopfpositionsvoraussagewert darstellen.
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