DE4442112C2 - Steuerverfahren zur Steuerung eines Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfes - Google Patents
Steuerverfahren zur Steuerung eines Aufzeichnungs-/WiedergabekopfesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren gemäß dem Ober
begriff des Patentanspruchs 1, das die in der Lage ist, die Position eines Kopfes
zum Aufzeichnen und Lesen von digitalen Daten auf einer Platte als Aufzeich
nungsmedium zu steuern.
Bei einem gebräuchlichen Platten-Aufzeichnungssystem arbeitet ein Festplat
tenlaufwerk (im folgenden als HDD bezeichnet) in zwei Betriebsarten, von denen
entsprechend der Bewegungsstrecke (oder Bewegungseinstellentfernung) die erste
Suchlaufmodus, in dem sich ein Kopf zwischen Spuren so bewegt, daß er eine Ziel
position erreicht, und die zweite Spurfahrmodus genannt wird, in dem der Kopf ge
nau auf einer Datenzeile der Spur positioniert wird, nachdem der Kopf die Zielspur
erreicht hat.
Bei einem Verfahren zur Steuerung der Position des Kopfes in dem HDD wird
die Geschwindigkeitssteuerung ausgeführt, bis der Kopf eine Zielposition erreicht,
wobei an der Zielposition die Positionssteuerung ausgeführt wird, so daß der Kopf
über der Spur anliegt.
Fig. 1 ist eine Kurvendarstellung, die die Kopfbewegungsgeschwindigkeit in
Bezug auf eine Spur-Bewegungsstrecke in einem gebräuchlichen HDD zeigt. Es
stellen die Phase von Null bis X1 eine Beschleunigungsphase, die Phase von X1 bis
X2 eine Phase konstanter Geschwindigkeit, die Phase von X2 bis X3 eine Brems
phase und X3 eine Zielposition dar.
Fig. 2 ist eine Kurvendarstellung, die im einzelnen die Kopfbewegungsge
schwindigkeit in der Bremsphase von X2 bis X3
aus Fig. 1 zeigt, wobei die Phase von X2 bis X2' eine erste Bremsphase und die
Phase von X2' bis X3 eine zweite Bremsphase darstellen. Der oben erwähnte
Suchlaufmodus bedeutet einen Vollzugsmodus in der Bremsphase von X2 bis X3,
wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Weiterhin führt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, der Such
laufmodus einen Suchmodus in der ersten Bremsphase und einen Übergangsmodus
in der zweiten Bremsphase aus. Daher ist der Suchlaufmodus in den Suchmodus
und den Übergangsmodus unterteilt, in denen eine Servoinformation (oder Lauffol
geinformation), unter Verwendung eines Gray-Codes eine Spurnummer gebraucht.
Andererseits gebraucht die Servoinformation in dem Spurfahrmodus unter Verwen
dung von A- und B-Signalbündeln (oder -bursts) ein Positionsfehler-Signal (im fol
genden als PES bezeichnet).
Bei einem herkömmlichen Steuerverfahren für die jeweiligen oben erwähnten Be
triebsarten wird vor allem ein Kompensator oder eine Proportional-
Integral-Differential-Steuerung benutzt.
Fig. 3 ist eine Blockdarstellung, die ein Steuersystem einer herkömmlichen Ser
vosteuerungs-Vorrichtung zur Steuerung der Position des Kopfes in Bezug auf das
Lesen und Schreiben von digitalen Daten in einem Aufzeichnungssystem zeigt, das
ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet. Hierbei repräsentiert der Ausdruck
"Aggregat" einen Schwingspulenmotor (im folgenden als VCM bezeichnet), der die
Position des Kopfes in dem Platten-Aufzeichnungssystem steuert.
Der Zielgeschwindigkeitswert in der Bremsphase wird durch das Servosystem in
Fig. 3 aus der folgenden Gleichung (1) erhalten:
VTBL = K(Pf - Pr)α (1)
In Gleichung (1) stellen VTBL die Zielgeschwindigkeit,
Pf die Zielposition, Pr die aktuelle Position und K eine
Proportionalitätskonstante dar.
Hierbei wird die Proportionalitätskonstante K in Abhän
gigkeit von der Beschleunigungsfähigkeit des VCM bestimmt
und ein Exponent α allgemein im Bereich von 0.5 bis 1 ver
wendet. Der mit der obigen Gleichung (1) berechnete Zielge
schwindigkeitswert wird in dem (nicht gezeigten) ROM als der
Geschwindigkeitswert in einem Tabellenverzeichnis gespei
chert.
Die Erläuterung für die herkömmliche Servosteuerungs-
Vorrichtung wird im einzelnen unter Bezug auf Fig. 3 gege
ben.
Die herkömmliche Servosteuerungs-Vorrichtung besteht von
der Hardware abhängend aus einer Analog-Steuervorrichtung
oder einer gemischten Analog- und Digital-Steuervorrichtung.
Zunächst liest der Kopf durch den Gray-Code-Wert, der in je
der Abstastperiode die Servoinformation bezeichnet, die Num
mer der Spur, in der der Kopf gegenwärtig positioniert ist.
Im Ergebnis wird die Bewegungsstrecke X definiert, die
von einer gegenwärtigen Position Pr zu einer Zielposition Pf
zurückgelegt werden sollte. Zu diesem Zeitpunkt ist die Be
wegungsstrecke X durch die folgende Gleichung (2) gegeben:
X = Pf - Pr ..... (2)
Danach wird die Zielgeschwindigkeit VTBL, die der Bewe
gungsstrecke X entspricht, aus dem Tabellenverzeichnis er
halten. Ferner wird, wenn die Bewegungsstrecke X festgelegt
ist, auch der Suchlaufmodus bestimmt.
Eine Realgeschwindigkeit Vr wird jedoch durch die Diffe
renz zwischen dem Wert vor der Abtastung und dem aktuellen
Abtastwert der aktuellen Position Pr bestimmt.
Daher wird in dem Suchlaufmodus, der als Suchmodus und
Übergangsmodus unterteilt ist, die Geschwindigkeitssteuerung
mit einem Steuereingangssignal u aus der Zielgeschwindigkeit
VTBL und der Realgeschwindigkeit Vr ausgeführt. Das heißt,
das Steuereingangssignal u wird durch die folgende Gleichung
(3) gegeben, wobei der Eingangsstrom anschließend an den VCM
angelegt wird.
u = K(VTBL - Vr) ..... (3)
In Gleichung (3) stellt K eine Proportionalitätskonstan
te des Steuersystems dar. Wenn der Kopf dann die Zielposi
tion Pf erreicht, wird der Vollzugsmodus in den Spurfahrmo
dus geändert.
Der Spurfahrmodus erhält das PES aus den A- und B-Sig
nalbündeln und vollzieht die Positionssteuerung, die ergibt,
daß der Kopf an der Zielspur eingestellt wird. Jetzt wird im
Fall einer gewöhnlich benutzten PID-Steuerung das Steuerein
gangssignal u neu durch die folgende Gleichung (4) bestimmt:
u = -KpPr - KvVr ..... (4)
In Gleichung (4) stellen Kp eine Positionssteuerkonstan
te und Kv eine Geschwindigkeitssteuerkonstante dar.
Die herkömmliche Servosteuerungs-Vorrichtung, wie sie
oben erläutert wurde, weist jedoch die folgenden Probleme
auf, die ausgeräumt werden sollten.
Die Realgeschwindigkeit Vr wird mit der folgenden Glei
chung (5) berechnet:
In Gleichung (5) stellt Ts ein Abtastintervall dar. Der
mit Gleichung (5) berechnete Wert wirft jedoch in dem Fall
viele Fehler auf, wenn Ts sich immer mehr verkürzt und die
tatsächliche Position Pr drastisch geändert wird. Somit be
steht das Problem, daß der VCM in dem Suchmodus und dem
Übergangsmodus in einer unvorhergesehenen anormalen Bewegung
verbleibt.
Ferner besitzt der Spurfahrmodus, der eine Gesamtzu
standsrückführung verwendet, welche als eine Positionsinfor
mation (eine Spurnummer, PES) und eine Geschwindigkeitsin
formation Vr aufgebaut ist, die absehbare Fehler aufweist,
wegen der Instabilität der Geschwindigkeitsinformation Vr
große Schwierigkeiten bei der Erzielung der lückenlosen
Steuerleistung.
Außerdem ist es möglich, daß ein Dauerfehler in dem
Spurfahrmodus auftritt, weil kein Verfahren zur direkten
Entfernung einer äußeren Störung vorliegt. Ein solcher Feh
ler läßt es zu, unter Verwendung einer Integralsteuerung in
direkt kontrolliert zu werden, wobei es jedoch nicht möglich
ist, ihn im gesamten Bereich von Daten auf dem Aufzeich
nungsmedium zu kontrollieren, so daß der Fehler nicht voll
beseitigt wird.
Der Übergangsmodus wird ausgeführt, bevor ungefähr sech
zehn Spuren bis zur Zielposition bestehen, wobei bei Errei
chen der Zielposition die Vortriebsgeschwindigkeit des Kop
fes geringer wird. Obwohl die Suchzeit länger wird, wird der
Übergangsmodus zum Zweck der Stabilisierung des Einstellen
des Kopfes ausgeführt. Beim herkömmlichen Übergangsmodus
wird jedoch die aktuelle Position des Kopfes unter Verwen
dung des Gray-Codes erkannt und die Steuerung der Geschwin
digkeit nur mit der Spurpositionsinformation, welche den
Gray-Code verwendet, ausgeführt, so daß während der Durchführung des Über
gangsmodus eine genaue Steuerung nicht vollzogen werden kann und ein ungünsti
ger Einfluß auf die Einstellung des Spurfahrmodus bewirkt werden kann.
Die US-PS 4 679 103 beschreibt ein digitales Servosteuersystem zum Aufzeichnen
von Daten auf einem plattenförmigen Medium unter Verwendung eines digitalen
Kopfpositionsfehlersignals (PES). Dazu wird ein Steuersignal auf der Basis von
Schätzwerten für die absolute Kopfposition und die Kopfgeschwindigkeit erzeugt.
Die Schätzwerte hängen unter anderem von Konstanten ab, welche die Abtastzeit
und die physikalischen Parameter eines Stellgliedes repräsentieren. Schließlich wird
der Fehler zwischen der absoluten Kopfposition und der geschätzten Kopfposition
ermittelt und ein Fehlertoleranzintervall festgelegt.
Aus der US-PS 4 920 462 ist ein Festplattenlaufwert mit einem Servogeschwindig
keitssteuerschaltkreis bekannt, welcher den Kopf des Laufwerks auf einer bestimm
ten Spur positioniert. Ein Servopositionssteuerschaltkreis positioniert den Kopf auf
der Mittellinie der gewünschten Spur unter Verwendung von Servoinformation.
Schließlich wird ein Servofeinsteuerschaltkreis bereitgestellt, welcher von dem Ser
vopositionssteuerschaltkreis Information an den Servogeschwindigkeitsschaltkreis
übermittelt, wenn sich der Kopf wenige Spuren vor der gewünschten Spur befindet,
um einem Stellglied für den Kopf ein Positionieren des Kopfes auf der gewünschten
Spur zu ermöglichen, ohne die Gefahr, daß der Kopf über die Spur hinaus fährt.
Die EP 470 400 A2 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren, bei der verschiede
ne Bewegungsmodi in Abhängigkeit von der Distanz zwischen der Zielposition und
der gegenwärtigen Spurposition ausgewählt werden. Wenn die verbleibende Distanz
zur Zielspur weniger als sechs Spuren beträgt, wird ein erweitertes Positionssignal
mit erhöhter Auflösung erzeugt. Beim Erreichen der Zielspur wird auf den Spurfol
gemodus umgeschaltet und in herkömmlicher Weise eine Steuerung auf der Grund
lage des Positionsfehlersignals durchgeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerverfahren zur Steuerung der
Bewegung eines Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfes für ein plattenförmiges Auf
zeichnungsmedium anzugeben, bei dem der Kopf möglichst schnell und mit hoher
Genauigkeit zu seiner Zielposition gebracht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 1
gelöst.
Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steuerverfahrens sind
Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 7.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser aus der folgen
den detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen er
sichtlich. Es zeigen:
Fig. 1: eine Kurvendarstellung der Kopfbewegungsgeschwindigkeit in Bezug
auf eine Spur-Bewegungsstrecke in einem herkömmlichen Festplatten
laufwerk;
Fig. 2: eine Kurvenausschnittsdarstellung der Kopfbewegungsgeschwindig
keit in der Beschleunigungsphase in Fig. 1;
Fig. 3: eine Blockdarstellung eines Steuersystems einer herkömmlichen Ser
vosteuerungs-Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Kopfes
zum Lesen und Schreiben digitaler Daten in einem Aufzeichnungs
system, welches ein Platten-Aufzeichnungsmedium
verwendet;
Fig. 4: eine Blockdarstellung eines Da
tenspeichersystems, das ein Platten-Aufzeich
nungsmedium verwendet;
Fig. 5: eine Blockdarstellung eines di
gitalen Servosystems;
Fig. 6: eine Blockdarstellung eines Aufbaus eines Kalkula
tors;
Fig. 7: eine Blockdarstellung eines di
gitalen Servosystems während eines Suchmodus und
eines Übergangsmodus;
Fig. 8: eine Blockdarstellung eines di
gitalen Servosystems während eines Spurfahrmodus;
Fig. 9: eine schematische Ansicht von Spuren auf einem
Aufzeichnungsmedium eines HDD und A- und B-
Signalbündel;
Fig. 10: ein Hauptflußbild eines erfindungsgemäßen Steuer
verfahrens;
Fig. 11: ein Flußbild einer Suchmodus-ISR (Interrupt-
Service-Routine) aus Fig. 10;
Fig. 12: ein Flußbild einer Übergangsmodus-ISR aus
Fig. 10; und
Fig. 13: ein Flußbild einer Spurfahrmodus-ISR aus Fig. 10.
Fig. 4 ist eine Blockdarstellung eines Datenspeichersystems, das ein Plat
ten-Aufzeichnungsmedium verwendet. In dem Aufbau ist der Mikroprozessor 401 je
weils mit einem programmierbaren Nur-Lese-Speicher 403 (im folgenden: PROM),
der ein voreingestelltes Steuerprogramm und einen Vorhersage-Schätzalgorithmus
des Mikroprozessors 401 speichert, und mit einem statischen Direktzugriffs-Speicher
405 (im folgenden: SRAM) verbunden. Ein Kopf 407 führt auf einer Platte 409 als
Aufzeichnungsmedium eine horizontale Bewegung aus und liest bzw. schreibt Daten
auf der Platte 409. Ein VCM 411 dient als ein Stellvorgang und ist mit dem Kopf 407
verbunden, um dadurch den Kopf 407 in der horizontalen Richtung auf der Platte
409 zu aktivieren. Ein Spindelmotor 413 dient als ein drehender Antrieb, dessen
treibende Achse mit der Platte 409 verbunden ist, wodurch die Platte 409 gedreht
wird. Ein VCM-Treiber 415 ist mit dem VCM 411 verbunden und steuert dessen Ak
tivierung.
Ein DAC (Digital-Analog-Wandler) 417 ist jeweils mit dem Mikroprozessor 401 und
dem VCM-Treiber 415 verbunden. Der DAC 417 empfängt ein digitales Steuerein
gangssignal u von dem Mikroprozessor 401 und wandelt das Signal in ein analoges
Signal um, um an dem VCM-Treiber 415 ein analog-gewandeltes Signal bereitzustel
len. Ein Motortreiber 419 ist jeweils mit dem Spindelmotor 413 und mit dem Mikro
prozessor 401 verbunden und steuert unter Kontrolle des Mikroprozessors 401 die
Aktivierung des Spindelmotors 413. Ein Verstärker 421 ist mit dem Kopf 407 verbun
den, verstärkt ein von dem Kopf 407 gelesenes Signal und gibt das verstärkte Signal
aus. Außerdem verstärkt der Verstärker 421 ein Eingangssignal, das geschrieben
werden soll, und gibt das verstärkte Eingangssignal an den Kopf 407. Eine Schnitt
stellensteuerung 429 befindet sich unter der Steuerung des Mikroprozessors 401, und empfängt
und überträgt Daten gemeinsam mit einem externen Dateneingabegerät (nicht ge
zeigt). Eine Lese-Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 ist jeweils mit
dem Mikropro
zessor 401, dem Verstärker 421 und der Schnittstellensteue
rung 429 verbunden. Unter der Kontrolle des Mikroprozessors
401 empfängt die Lese-Decodierungs- und Schreib-Codierungs-
Einheit 423 Schreibdaten von der Schnittstellensteuerung 429
und codiert die Daten zu einem analogen Fluß-Konversions
signal, wobei das Signal an den Verstärker 421 ausgegeben
wird. Der Mikroprozessor 401 wandelt das analoge, von dem
Verstärker 421 empfangene Lesesignal in ein digitales Lese
signal um und gibt das digitale Signal als codierte Leseda
ten (im folgenden: ERD) aus.
Ein ADC (Analog-Digital-Wandler) 425 ist mit der Lese-
Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 verbunden,
von der der ADC 425 ein analoges Servo-Lesesignal empfängt,
um das analoge Servo-Lesesignal in ein Positionsfehler-
Signal PES umzuwandeln und somit das PES an den Mikroprozes
sor 401 ausgegeben wird. Ein Torfeld 427 ist mit der Lese-
Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 verbunden
und empfängt das ERD-Signal, von dem das Torfeld 427 eine
Servoinformation wie einen Gray-Code erfaßt und ausgibt.
Bei dem oben erwähnten Aufbau wird durch den Mikropro
zessor 401 der Vorhersage-Schätzalgorithmus und das vorbe
stimmte Steuerprogramm, die von dem PROM 403 empfangen wer
den, in seinem eigenen Inneren geladen und der Gesamtsteuer
vorgang in der digitalen Servosteuerungs-Vorrichtung ausge
führt.
Fig. 5 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Servo
systems entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Er
findung. Hierbei wird ein Vorhersagekalkulator in der Form
eines Algorithmus in den Mikroprozessor 401 gespeichert.
Dieser Vorhersagekalkulator ist nach der Art bekannter Tech
nik ausgebildet, wie sie in "Digital control of dynamic sy
stems" (von G. F. Franklin, 2. Auflage) beschrieben ist.
In Fig. 5 stellen KDAC einen Digital-Analog-Wandler,
KADC einen Analog-Digital-Wandler, Kamp einen Steilheits
leistungsverstärker, Km eine VCM-Drehmomentkonstante, Tm ein
Drehmoment-Ausgangssignal vom VCM-Treiber, TD eine äußere
Störung, J das Trägheitsmoment eines Schwenkarmes, a
[RAD/S2] eine Stellorgan-Winkelbeschleunigung, V [RAD/S]
eine Stellorgan-Winkelgeschwindigkeit, X [RAD] eine Stell
organ-Winkelverschiebung und Karm die Schwenkarmkinematik
dar. Hierbei werden Tm und TD beide an einen Summierer ange
legt. Die Operation gemäß Fig. 5 dient der Umwandlung einer
Winkelverschiebung in eine lineare Verschiebung. Zu diesem
Zeitpunkt ist die lineare Verschiebung des Kopfes als eine
Spurnummer oder als das PES vorbestimmt.
Die Spurnummer ist hier als ein Gray-Code angezeigt und
bedeutet eine absolute Position auf der Platte. Die analoge
Spurnummer, die in einem Servomuster auf der Platte aufge
zeichnet ist, wird über die Lese-Decodierungs- und Schreib-
Codierungs-Einheit 423 in die ERD umgewandelt und dann wer
den die ERD über das Torfeld 427 in den Gray-Code umgewan
delt. Der Mikroprozessor 401 nimmt den Gray-Code als die
Spurnummer auf.
In den Fig. 6 bis 8 stellen Pest die geschätzte Posi
tionsinformation die durch den Kalkulator berechnet wird,
Vest die geschätzte Geschwindigkeitsinformation, die durch
den Kalkulator berechnet wird, West die geschätzte Grund
wirkungskraft (sog. "bias force"), die durch den Kalkulator
berechnet wird, VTBL den Zielgeschwindigkeitswert in einem
Geschwindigkeitsverlauf (in dem Tabellenverzeichnis), K die
Steuerungsverstärkung, L die Kalkulatorverstärkung, X einen
Realzustands-Variablenvektor, X einen Schätzzustands-Variab
lenvektor, y einen Ausgangsvektor des Aggregats, y einen
Schätzausgangsvektor des Modells und TD eine äußere Störung
dar.
Im folgenden wird die Erläuterung zu einer digitalen
Servosteuerungs-Vorrichtung und ein -Verfahren in einem Da
tenspeichersystem, welches ein Plattenaufzeichnungsmedium
verwendet,
im einzelnen unter Bezug auf die Fig. 5 bis
13 gegeben.
Zunächst kann von dem digitalen Servosteuerungs-System
in einem Datenspeichersystem, welches ein Plattenaufzeich
nungsmedium verwendet, ein Modell einer Anlage als eine Art
einer Zustandsgleichung durch die folgende Gleichung (6) ge
geben werden:
X(k + 1) = ΦX(k) + Γu(k) ..... (6)
In diesem Fall stellen Φ und Γ Matrizen zur Anzeige von
Aggregat-Verstärkungen dar, wobei X(k) einen Realzustand-
Variablenvektor darstellt, wie er durch die folgende Glei
chung (6-1) gegeben ist:
Hierbei stellen Pr eine Realposition und Vr eine Realge
schwindigkeit dar.
Um den Schätzfehler der Realgeschwindigkeit Vr zu ver
ringern, wird bei der bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung die Schätzgeschwindigkeit Vest unter
Verwendung eines Vorhersagekalkulators erhalten. Im Ergebnis
kann der in Fig. 6 gezeigte Vorhersagekalkulator durch die
folgenden Gleichungen (7) und (8) erlangt werden:
In diesem Fall stellen Pest den geschätzten Wert der
Realposition Pr und Vest den geschätzten Wert der Realge
schwindigkeit Vr dar. In den Gleichungen (7) und (8) wird
der Ausgabevektor [y(k), y(k)] des Aggregats und des Modells
zu [Pr(k), Pest(k)]. L stellt eine Rückführungsverstär
kungsmatrix des Vorhersagekalkulators dar.
Es wird davon ausgegangen, daß die Information zur
Schätzposition Pest und zur Schätzgeschwindigkeit Vest in
Fig. 6 durch den Kalkulator erhalten werden, wobei die In
formation der Realposition Pr von dem Aggregat ermittelt
wird.
Zusätzlich wird bei der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung eine Vorschätzung verwendet, um die
äußere Störung direkt zu beseitigen. Im Fall der Anwendung
eines Modells einer Grundwirkung wird unter der Annahme, daß
die äußere Störung W nur eine gegebene Konstante ist, die
Zustandsgleichung durch die Gleichungen (9) und (10) gege
ben:
X(k + 1) = ΦωX(k) + Γωu(k) ..... (9)
wobei hier
In Gleichung (10) stellt West einen Schätzgrundwir
kungswert dar. Φ und Γ der Gleichungen (6) und (7) entspre
chen nicht Φω und Γω der Gleichung (9), weil sich die Gestal
tungen des Schätzzustands-Variablenvektors X(k), wie in den
Gleichungen (8) und (10) gezeigt, voneinander unterscheiden.
Die Vorschätzung gemäß Gleichung (9) wird nur in dem Spur
fahrmodus angewendet.
Weiterhin werden bei der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sowohl die Spurnummer durch einen
herkömmlichen Gray-Code als auch das Positionsfehler-Signal
PES, welches A- und B-Signalbündel verwendet, zum Zwecke ei
ner gesteigerten Steuerauflösung des Übergangsmodus angewen
det. Dies wird durch die folgende Tabelle 1 gezeigt, die die
Positionsinformation darstellt, welche dem Suchlaufmodus
entspricht. Außerdem erläutert Tabelle 1 den Zustand des
Steuerungssystems entsprechend den Steuermodi der Fig. 7
und 8.
In Tabelle 1 wird die Verstärkung, die bei dem Entwurf
einer Servosteuerung bestimmt werden sollte, durch die
Steuerverstärkung K und Schätzverstärkung L gebildet.
Dementsprechend sind die Verstärkungen entsprechend den
Such- und Übergangsmodi und dem Spurfahrmodus gestaltet, wie
es durch die folgenden Gleichungen (11) bis (14) angegeben
ist:
In den Gleichungen (11) bis (14) werden die K- und L-
Matrixwerte durch die Anwendung eines bekannten Poleinfüh
rungsverfahren (sog. "pole placement method") bestimmt, wo
bei dieses Verfahren einen Dämpfungskoeffizienten und eine
Einstellzeit aus einem Sekundärmodell berücksichtigt.
Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung wird, um so die Steuerfähigkeit des Über
gangsmodus zu verbessern, eine gute Geschwindigkeitssteue
rung nicht unter Verwendung der Spurpositionsinformation
durch den herkömmlichen Gray-Code, sondern sowohl durch die
Spurpositionsinformation als auch durch das Positionsfehler-
Signal PES erzielt.
Das Verfahren zur Berechnung der aktuellen Spurposition
Pr entsprechend jedem Modus wird durch die folgende Tabel
le 2 gegeben.
Wenn während des Suchmodus die Bewegungsstrecke |Pf -Pr|
innerhalb von 16 Spuren liegt, so wird der Suchmodus in den
Übergangsmodus geändert. Wenn danach die Bewegungsstrecke
|Pf - Pr| den Bereich der Zielposition Pf, der aus acht Über
gangseinheiten (sog. "tran-units") besteht, erreicht, so
wird der Übergangsmodus in den Spurfahrmodus geändert.
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Servoblocks,
der Spuren in einem HDD und A- und B-Signalbündel entspre
chend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt. Ein Beispiel einer Berechnung der Übergangseinheit in
dem Übergangsmodus wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 9
gegeben.
In dem Übergangsmodus wird eine Spur an sechzehn Über
gangseinheiten berechnet, wobei durch das PES eine Steue
rungsauflösung von 16 innerhalb einer Spur besteht. Zunächst
wird angenommen, daß der Kopf bei der aktuellen Position das
Zentrum der 'N'-Spur verlassen hat, um dadurch an einem
Punkt 'C' positioniert zu werden, wobei falls die Zielposi
tion die 'N + 3'-Spur bezeichnet, die Real-Bewegungsstrecke
des Kopfes drei Spuren entspricht, wobei die Real-Bewegungs
strecke des Kopfes aus Sicht der Übergangseinheit jedoch
(drei Spuren . sechzehn Übergangseinheiten) + α entspricht.
Hier wird die Position an dem Punkt 'C' der 'N'-Spur durch
das PES bestimmt.
In dem Spurfahrmodus wird eine Spur beim +512 bis -511
Signal PES berechnet (Auflösung 1024). Dementsprechend wird
eine Übergangseinheit innerhalb einer Spur aus der Teilung
des PES durch 64 berechnet. Wenn das Positionsfehler-Signal
am Punkt 'C', wo der Kopf positioniert ist, eine Auflösung
von 256 besitzt, entspricht α dem Wert 4, was durch Division
von 256 durch 64 erhalten wird. Im Ergebnis wird in dem
Übergangsmodus gemäß Fig. 9 die zu verstellende Kopfposi
tion zu 52 Übergangseinheiten, indem 4 zu 48 addiert wird.
Der Geschwindigkeitsverlauf des Übergangsmodus (in der
zweiten Bremsphase aus Fig. 2) besteht aus der Bewegungs
strecke entsprechend der Auflösung 256, was gleich 16 Spuren
mal 16 Übergangseinheiten ist. In Fig. 9 entsprechen 52
Übergangseinheiten 3.25 Spuren, weshalb 3.25 Spuren mal 16
Übergangseinheiten eine Geschwindigkeit ergibt, die 52 Bewe
gungsstrecken entspricht und als die Zielgeschwindigkeit de
finiert ist, wodurch ein Geschwindigkeitssteuervorgang voll
zogen wird.
Das Tabellenverzeichnis besteht aus dem Bremsprofil in
dem Suchmodus und dem Übergangsmodus und aus Kd (System
vorwärtsverstärkung), K (Steuerverstärkung) und L (Kalku
latorverstärkung), welche für die Such-, Übergangs- und
Spurfahrmodi erforderlich sind.
Das Bremsprofil wird während des Suchmodus ab 250 Spuren
vor der Zielspur angewendet, wobei das Bremsprofil während
des Übergangsmodus ab 16 Spuren vor der Zielspur angewendet
wird. Jedes Bremsprofil wird durch Einstellung des Exponen
ten α der folgenden Gleichung (15) gegeben:
V = K . Xα ..... (15)
In Gleichung (15) stellen V die Zielgeschwindigkeit, X
die Ziel-Bewegungsstrecke und K eine Proportionalitätskon
stante dar. Der Wert K wird in Abhängigkeit von der Be
schleunigungsfähigkeit des VCM definiert. Bei der bevorzug
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der
α-Wert jeweils im Suchmodus 0.8 und im Übergangsmodus 0.85.
Natürlich entspricht die Einheit der Ziel-Bewegungsstrecke X
der Spur in dem Suchmodus und der Übergangseinheit in dem
Übergangsmodus.
Die oben diskutierten Verstärkungen befinden sich in ei
nem verschiedenen Zustand, weil der Gesamtarbeitsbereich des
Kopfes in sechs Betriebspunkte geteilt ist. Die Vorwärtssy
stemverstärkung Kd würde durch die Gleichung (16) gegeben:
In Gleichung (16) ist die Verstärkung Kd in einem kon
tinuierlichen System gezeigt. Beim Betrieb einer realen Si
mulation sollte die Verstärkung verwendet werden, die einer
ein digitales System berücksichtigenden Abtastzeit ent
spricht. Weiterhin wird in Gleichung (16) auf Km als die am
stärksten veränderliche Variable gemäß dem Betriebspunkt
verwiesen. Um die Änderung des Km-Wertes (VCM-Drehmoment
konstante) zu kompensieren, werden somit die Verstärkungen
in sechs Bereichen verwendet, die in dem Tabellenverzeichnis
unterteilt sind, wie vorher diskutiert wurde.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
einzelnen unter Bezug auf die Fig. 10 bis 13 entsprechend
jedem Flußbild beschrieben.
Der Mikroprozessor 401 führt bei Schritt 901 eine Aus
gangsoperation einer Variablen aus, die für Elemente und Co
dierungen des VCM-Treibers 415 und des Torfeldes 427 erfor
derlich sind. Danach aktiviert der Mikroprozessor 401 bei
Schritt 903 den Kopf, der in einer Parkzone angeordnet wird,
wenn das HDD angehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt besteht
das Problem, daß der Kopf im Fall eines kleinformatigen HDD
gewöhnlich an der Parkzone anhaftet, wenn der Kopf beschä
digt ist. Um dieses Problem zu lösen, durchläuft der Kopf
bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den den
Fachleuten gut bekannten Schritt einer Hin- und Her-Bewe
gung, bevor der Schritt der Freigabe der Arretierung des
Kopfes vollzogen wird. Mit anderen Worten, der Kopf wird
durch wiederholte Änderung der Polarität eines geeignet ge
ringen elektrischen Stromes geschwenkt, der an den VCM ange
legt wird, wodurch das Problem überwunden wird, daß der Kopf
an der Parkzone anhaftet.
Nachdem der Spindelmotor eine normale Geschwindigkeit
erreicht (3600 Umdrehungen pro Minute), wird bei Schritt 905
der Schritt der Freigabe der Arretierung des Kopfes zum Be
treiben eines Stellorgans ausgeführt, wobei der Schritt be
deutet, daß beim baldigen Anfahren des Antriebs das Stellor
gan, an dem der Kopf 407 befestigt ist, von der Parkzone zur
Position von Spur Null bewegt wird, um den Kopf für einen
Ausfahrzustand vorzubereiten.
Der Mikroprozessor 401 empfängt danach bei Schritt 907
den Gray-Code der Spur, die von dem Kopf 407 eingegeben
wird, und tastet dann die aktuelle Spur Pr ab, wo der Kopf
positioniert ist. Bei Schritt 909 berechnet der Mikroprozes
sor 401 den Abstand zwischen der Zielspur Pf und der aktuel
len Spur Pr, die bei Schritt 907 erfaßt wurde, um dadurch
die Bewegungsstrecke X bis zu der Zielspur Pf zu berechnen.
Der Mikroprozessor 401 führt über die Schritte 911 bis
919 entsprechend der Bewegungsstrecke X die Einstellung von
jedem Modus, z. B. dem Suchmodus, dem Übergangsmodus und dem
Spurfahrmodus, aus. Danach vollzieht der Mikroprozessor 401
bei Schritt 921 eine ISR-(Interrupt-Service-Routine)-Opera
tion entsprechend den Modi, die bei den obigen Schritten eingestellt wurden.
Zu diesem Zeitpunkt werden, bevor die ISR-Operation ausgeführt wird, die
Verstärkungen der Steuerung und des Kalkulators in dem Modus-Einstellschritt, z. B.
bei den Schritten 913, 917 und 919, aus dem Tabellenverzeichnis ausgewählt und
eine Skalierungsoperation der Zustandsvariablen ausgeführt, so daß die Vorberei
tung für die ISR-Operation getroffen wird. Als ein Beispiel der Vorbereitung für die
ISR-Operation wird eine Grundwirkungs-Kalibrierungsoperation durchgeführt. Diese
Grundwirkungs-Kalibrierungsoperation ist ein Modul, das nur ein Mal vor der Vorbe
reitung für den Antrieb durchgeführt wird, wobei dieses Modul dazu dient, die äußere
Störung zu kompensieren, die durch verschiedene Mechanismen in jedem Antrieb
auftritt. In dieser Situation ist, falls der Unterschied der Grundwirkungskraft groß ist,
wenn das Stellorgan vorwärts und rückwärts läuft, die Kalibrierung in zwei Richtun
gen notwendig.
Die aus der Grundwirkungskalibrierung berechnete Grundwirkungskraft wird in ei
nem RAM gespeichert und in der ISR-Operation verwendet. In Reaktion auf eine
verfügbare Speicherkapazität des RAM und entsprechende Charakteristiken des
Antriebs wird die Drehbeschleunigungszeit durch einen Anfangswert entsprechend
einem Bezugskennwert bestimmt, unabhängig davon, auf welcher Spur die Grund
wirkungskraft kalibriert wird. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der
vor liegenden Erfindung wird, wenn das Stellorgan nur vorwärts läuft, die Kalibrie
rung der Grundwirkungskraft alle 128 Spuren vollzogen.
Die der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspre
chende ISR-Operation bei Schritt 921 wird unter Bezug auf die Fig. 11 bis 13
erklärt.
Jede ISR-Operation gemäß Fig. 10 wird zu jeder Abtast
zeit von 231.5 µs ausgeführt, wobei sie jeweils in eine
Suchmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 11, eine Übergangs
modus-ISR-Operation gemäß Fig. 12 und eine Spurfahrmodus-
ISR-Operation gemäß Fig. 13 geteilt ist.
Bei der Suchmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 11 gibt der
Mikroprozessor 401 bei Schritt 1101 einen in der vorherge
henden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert u(k)
der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC 417
und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den VCM
411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei
Schritt 1103 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen
Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1105 aus
der Kennung der aktuellen Spur die aktuelle Position Pr und
berechnet bei Schritt 1107 aus der aktuellen Position Pr die
Schätzsteuerung. Dann berechnet der Mikroprozessor 401 bei
Schritt 1109 einen Steuereingabewert u(k + 1) für die nächste
Abtastphase.
Wenn bei Schritt 1111 erfaßt wird, daß die Bewegungs
strecke |Pf - Pr| kleiner oder gleich 16 Spuren ist, so wird
durch den Mikroprozessor 401 bei Schritt 1113 ein Servomar
kierungs-Besetztzustand registriert und danach bei Schritt
1115 die Einstellung für den Übergangsmodus ausgeführt. Dann
wird der Mikroprozessor 401 in die Hauptroutine gemäß Fig.
10 zurückgeführt, um die Übergangsmodus-ISR-Operation auszu
führen. Wenn jedoch bei Schritt 1111 erfaßt wird, daß die
Bewegungsstrecke |Pf - Pr| mehr als 16 Spuren beträgt, so
führt der Mikroprozessor 401 einen Zählvorgang aus, um dabei
bei Schritt 1117 zu bestimmen, ob eine Zählerzeit abgelaufen
ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist, registriert hier der
Mikroprozessor 401 einen Zählerzeitsperrfehler und schließt
die Suchmodus-ISR-Operation ab. Ferner registriert der
Mikroprozessor 401 bei Schritt 1117, wenn die Zählerzeit
nicht vorüber ist, den Servomarkierungs-Besetztzustand und
setzt die Ausführung der Suchmodus-ISR-Operation fort.
Bei der Übergangsmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 12 gibt
der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1201 einen in der vorher
gehenden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert
u(k) der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC
417 und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den
VCM 411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei
Schritt 1203 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen
Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1205 die
aktuelle Position Pr, nachdem die Übergangseinheit aus der
Kennung der aktuellen Spur bestimmt wurde, und berechnet bei
Schritt 1207 aus der aktuellen Position Pr die Schätzsteue
rung. Dann berechnet der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1209
einen Steuereingabewert u(k + 1) für die nächste Abtastphase.
Wenn bei Schritt 1211 erfaßt wird, daß die Bewegungs
strecke |Pf - Pr| kleiner oder gleich 8 Übergangseinheiten
ist, so wird durch den Mikroprozessor 401 bei Schritt 1213
ein Servomarkierungs-Besetztzustand registriert und danach
bei Schritt 1215 die Einstellung des Spurfahrmodus ausge
führt. Dann wird der Mikroprozessor 401 zu Schritt 921 in
Fig. 10 zurückgeführt, um die Spurfahrmodus-ISR-Operation
auszuführen. Wenn jedoch bei Schritt 1211 erfaßt wird, daß
die Bewegungsstrecke |Pf - Pr| mehr als 8 Übergangseinheiten
beträgt, so führt der Mikroprozessor 401 einen Zählvorgang
aus, um dabei bei Schritt 1217 zu bestimmen, ob eine Zähler
zeit abgelaufen ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist, regi
striert hier der Mikroprozessor 401 einen Zählerzeitsperr
fehler und schließt die Suchmodus-ISR-Operation ab. Ferner
registriert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1217, wenn
die Zählerzeit nicht vorüber ist, den Servomarkierungs-
Besetztzustand und setzt die Ausführung der Übergangsmodus-
ISR-Operation fort.
Bei der Spurfahrmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 13 gibt
der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1301 einen in der vorher
gehenden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert
u(k) der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC
417 und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den
VCM 411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei
Schritt 1303 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen
Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1305 die
aktuelle Position Pr, nachdem das Positionsfehler-Signal PES
aus der Kennung der aktuellen Spur bestimmt wurde, und be
rechnet bei Schritt 1307 aus der aktuellen Position Pr die
Schätzsteuerung. Dann berechnet die Mikroprozessorsteuerung
401 bei Schritt 1309 einen Steuereingabewert u(k + 1) für die
nächste Abtastphase.
Wenn bei Schritt 1311 erfaßt wird, daß die Bewegungs
strecke |Pf - Pr| kleiner oder gleich 200 PES ist, so führt
der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1313 einen Einstellvor
gang aus, um zu bestimmen, ob der Einstellvorgang abge
schlossen ist.
Bei dem Spurfahrmodus entsprechend der bevorzugten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung wird der Einstell
vorgang als 200 PES bestimmt (was ein Spurabweichungs-Maß
von 20% darstellt). Bei Lese- und Schreibvorgängen kann sich
die Bedingung des Einstellvorgangs von der oben erwähnten
unterscheiden. Das heißt, beim Schreibvorgang werden, wenn
das Spurabweichungs-Maß von 20% während 16 Abtastzeiten
(3.7 ms) beibehalten wird, der Einstellvorgang abgeschlossen
und die Daten auf die reale Platte geschrieben. Andererseits
werden beim Lesevorgang, wenn das Spurabweichungs-Maß von
20% während 4 Abtastzeiten (0.93 ms) beibehalten wird, der
Einstellvorgang abgeschlossen und die Daten von der realen
Platte gelesen. Danach beendet, wenn bei Schritt 1313 fest
gestellt wird, daß der Einstellvorgang abgeschlossen ist,
der Mikroprozessor 401 die Spurfahrmodus-ISR-Operation, wo
bei er in die Hauptroutine zurückgeführt wird, um dadurch
die Hauptroutine abzuschließen. Wenn jedoch bei Schritt
1311 erfaßt wird, daß die Bewegungsstrecke |Pf - Pr| mehr als
200 PES beträgt, so führt der Mikroprozessor 401 einen Zähl
vorgang aus, um dabei bei Schritt 1315 zu bestimmen, ob eine
Zählerzeit abgelaufen ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist,
registriert hier der Mikroprozessor 401 einen Zählerzeit
ablauffehler und schließt die Spurfahrmodus-ISR-Operation ab.
Ferner registriert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1315,
wenn die Zählerzeit nicht vorüber ist, den Servomarkierungs-
Besetztzustand und setzt die Ausführung der Spurfahrmodus-
ISR-Operation fort.
Bei den oben erwähnten Verfahren wird die Servomarkie
rung mit 8 Bits verwendet, wobei sie bei Lese- und Schreib
vorgängen den Abschluß des Einstellvorganges, den Fehlerzu
stand des Torfeldes 427 und den Servofehlerzustand anzeigt,
was in einem Schnittstellencode zwischen dem HDD und dem
Verarbeitungsgerät verwendet wird.
Wie oben diskutiert wurde, ist diese Erfindung in der
Weise vorteilhaft, daß Fehler verhindert werden, die in ei
nem herkömmlichen Analog-Steuergerät oder einem gemischten
Analog- und Digital-Steuergerät unter Verwendung einer rein
digitalen Servosteuerungs-Vorrichtung auftreten, in der die
Position des Kopfes zum Aufzeichnen und Lesen von Daten ge
steuert wird, und daß die Änderung von Erzeugnissen ledig
lich mit der Korrektur einer Steuerverstärkung und eines
Steuerschrittes geschaffen wird, weil diese Erfindung auf
ein rein digitales Steuersystem unter Verwendung einer Soft
ware gerichtet ist.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung in der Weise
vorteilhaft, daß ein Schwingspulenmotor einfach durch genaue
Abschätzung der Geschwindigkeitsvariablen des Kopfes mit ei
nem Kalkulator gesteuert wird, und daß ein Normalerzustands-
Fehler, der bei einer äußeren Störung auftritt, unter Ver
wendung einer Grundwirkungs-Abschätzung beseitigt wird.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung in der Weise vorteil
haft, daß im Vergleich mit einer herkömmlichen Geschwindig
keitssteuerung eine genaue Geschwindigkeitssteuerung ausge
führt wird, um dadurch einen Einstellvorgang während des
Spurfahrmodus zu stabilisieren, indem die Geschwindigkeits
steuerung sowohl mit einem Positionsfehler-Signal als auch
mit einem herkömmlichen Gray-Code in einem Übergangsmodus
des Suchlaufmodus durchgeführt wird, der in den Spurfahrmo
dus umgewandelt wird.
Claims (7)
1. Steuerverfahren zur Steuerung der Bewegung eines
Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfes für ein plattenförmiges
Aufzeichnungsmedium mittels eines Schwingspulenmotors mit
folgenden Schritten:
Bestimmen der momentanen Spurposition (Pr) des Kopfes durch Lesen eines aufgezeichneten, gray-codierten Spurpositionssignals,
Bestimmen des Abstandes zwischen der momentanen Spurposition (Pr) und einer Zielspurposition (Pf),
Auswählen eines Modus für die Bewegung des Kopfes aus einem Suchmodus, einem Übergangsmodus und einem Spurfolgemodus in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der momentanen Spurposition und der Zielspurposition,
wobei im Suchmodus die Bewegung des Kopfes eine erste Bremsphase darstellt, im Übergangsmodus die Bewegung des Kopfes eine zweite Bremsphase darstellt, während welcher der Kopf zu seiner Zielspurposition gebracht wird und im Spurfolgemodus unter Verwendung eines Positions-Fehlersignals (PES) der Kopf nach Erreichen der Zielspur auf einer Datenzeile der Zielspur positioniert wird, und
Erzeugen eines Steuersignals für den Schwingspulenmotor nach Maßgabe des ausgewählten Modus,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Übergangsmodus unter Verwendung des gray-codierten Spurpositionssignals und des Positionsfehlersignals (PES) die Geschwindigkeit des Kopfes gesteuert wird.
Bestimmen der momentanen Spurposition (Pr) des Kopfes durch Lesen eines aufgezeichneten, gray-codierten Spurpositionssignals,
Bestimmen des Abstandes zwischen der momentanen Spurposition (Pr) und einer Zielspurposition (Pf),
Auswählen eines Modus für die Bewegung des Kopfes aus einem Suchmodus, einem Übergangsmodus und einem Spurfolgemodus in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der momentanen Spurposition und der Zielspurposition,
wobei im Suchmodus die Bewegung des Kopfes eine erste Bremsphase darstellt, im Übergangsmodus die Bewegung des Kopfes eine zweite Bremsphase darstellt, während welcher der Kopf zu seiner Zielspurposition gebracht wird und im Spurfolgemodus unter Verwendung eines Positions-Fehlersignals (PES) der Kopf nach Erreichen der Zielspur auf einer Datenzeile der Zielspur positioniert wird, und
Erzeugen eines Steuersignals für den Schwingspulenmotor nach Maßgabe des ausgewählten Modus,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Übergangsmodus unter Verwendung des gray-codierten Spurpositionssignals und des Positionsfehlersignals (PES) die Geschwindigkeit des Kopfes gesteuert wird.
2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
im Übergangsmodus das gray-codierte Spurpositionssignal mit
einer höheren Auflösung als diejenige während des Suchmodus
verwendet wird.
3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Suchmodus folgende Schritte umfaßt:
Bestimmen einer Zielgeschwindigkeit (VTBL) aus einem Tabellenverzeichnis entsprechend dem Abstand zwischen der momentanen Spurposition (Pr) und der Zielspurposition (Pf),
Bestimmen einer Schätzgeschwindigkeit (Vest) für die nächste Abtastperiode aus dem in der vorhergehenden Abtastperiode eingegebenen Steuersignal für den Schwingspulenmotor und der momentanen Spurposition (Pr),
Berechnen des Steuersignals für die nächste Abtastperiode aus dem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit (VTBL) und der Schätzgeschwindigkeit (Vest).
Bestimmen einer Zielgeschwindigkeit (VTBL) aus einem Tabellenverzeichnis entsprechend dem Abstand zwischen der momentanen Spurposition (Pr) und der Zielspurposition (Pf),
Bestimmen einer Schätzgeschwindigkeit (Vest) für die nächste Abtastperiode aus dem in der vorhergehenden Abtastperiode eingegebenen Steuersignal für den Schwingspulenmotor und der momentanen Spurposition (Pr),
Berechnen des Steuersignals für die nächste Abtastperiode aus dem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit (VTBL) und der Schätzgeschwindigkeit (Vest).
4. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Übergangsmodus folgende Schritte
umfaßt:
Bestimmen einer Schätzgeschwindigkeit (Vest) und einer Schätzposition (Pest) für die nächste Abtastperiode aus der momentanen Spurposition (Pr) und dem in der vorherigen Abtastperiode eingegebenen Steuersignal für den Schwingspulenmotor,
Bestimmen einer Zielgeschwindigkeit (VTBL) entsprechend dem Abstand zwischen der Mittelposition der Zielspur und der Schätzposition, und
Berechnen des Steuersignals für den Schwingspulenmotor für die nächste Abtastperiode aus dem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzgeschwindigkeit.
Bestimmen einer Schätzgeschwindigkeit (Vest) und einer Schätzposition (Pest) für die nächste Abtastperiode aus der momentanen Spurposition (Pr) und dem in der vorherigen Abtastperiode eingegebenen Steuersignal für den Schwingspulenmotor,
Bestimmen einer Zielgeschwindigkeit (VTBL) entsprechend dem Abstand zwischen der Mittelposition der Zielspur und der Schätzposition, und
Berechnen des Steuersignals für den Schwingspulenmotor für die nächste Abtastperiode aus dem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzgeschwindigkeit.
5. Steuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Modus-Auswahlschritt wenigstens einen
Vergleichsschritt des Abstandes zwischen der momentanen
Spurposition (Pr) und der Zielspurposition (Pf) mit einem
Bezugswert umfaßt.
6. Steuerverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
im Modus-Auswahlschritt der Übergangsmodus ausgewählt wird,
wenn der Abstand zwischen der gegenwärtigen Spurposition und
der Zielspurposition geringer als 16 Spuren ist.
7. Steuerverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
im Modus-Auswahlschritt der Spurfolgemodus ausgewählt wird,
wenn der Abstand zwischen der momentanen Spurposition und der
Zielspurposition geringer als eine halbe Spurbreite ist.
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