DE69125972T2

DE69125972T2 - Verfahren und Gerät zum Spursuchen

Info

Publication number: DE69125972T2
Application number: DE69125972T
Authority: DE
Inventors: Martin Ren Green; John Jeffrey Stephenson; Michael Charles Stich
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-06-15
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2011-06-15
Also published as: JPH0589613A; US5119250A; SG42836A1; DE69125972D1; JP2002197816A; EP0461915B1; EP0461915A3; JP3263954B2; EP0461915A2

Description

Verfahren und Gerät zum Spursuchen

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Plattenlaufwerken, die auch als Speichereinrichtungen mit direktem Zugriff (DASD) bezeichnet werden.
Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung der Zeit, die erforderlich ist, um einen an einem Stellarn befestigten Wandler von einer Position zu einer anderen Position relativ zur Platte zu bewegen. Mit anderen Worten, die Erfindung betrifft die Verringerung der Suchzeit für ein Plattenlaufwerk.
Einer der Hauptbestandteile eines Computersystems ist ein Ort zum Speichern von Daten. Typischerweise verwenden Computersysteme eine Anzahl von Speichermitteln, um Daten zur Verwendung in einem typischen Computersystem zu speichern. Einer der Orte, an dem ein Computer Daten speichern kann, ist ein Plattenlaufwerk, das auch als Speichereinrichtung mit direktem Zugriff bezeichnet wird.
Ein Plattenlaufwerk oder eine Speichereinrichtung mit direktem Zugriff enthält mehrere Platten, die Schallplatten für 45 U/min ähnlich sind, die in einem Plattenspieler verwendet werden, oder Compact Disks ähnlich sind, die in einem CD-Spieler verwendet werden. Die Platten werden auf einer Welle übereinander angeordnet, fast wie mehrere zum Abspielen vorbereitete Schallplatten für 45 U/min. In einem Plattenlaufwerk jedoch sind die Platten an der Welle befestigt und voneinander beabstandet, so daß sich verschiedene Platten nicht untereinander berühren.
Die Oberfläche jeder Platte sieht gleichartig aus. Tatsächlich jedoch ist jede der Oberflächen in Abschnitte unterteilt, in denen Daten gespeichert werden. Eine Anzahl von Spuren ist in konzentrischen Kreisen wie Jahresringe in einem Baum angeordnet. Compact Disks weisen gleichfalls Spuren wie die Platten in einem Plattenlaufwerk auf. Die Spuren ersetzen sowohl im Plattenlaufwerk als auch bei der Compact Disk im wesentlichen die Rillen in einer Schallplatte für 45 U/min. Jede Spur in einem Plattenlaufwerk ist darüber hinaus in eine Anzahl von Sektoren unterteilt, die im wesentlichen nur einen Abschnitt der kreisförmigen Spur darstellen.
Platten in einem Plattenlaufwerk können aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen. Meistens besteht die Platte aus Metall oder Kunststoff. Das Material, aus dem die Platte besteht, bestimmt, wie Daten auf der Platte gespeichert werden. Eine Platte aus Kunststoff, ebenso wie diejenigen, die als CDs verwendet werden, speichert Daten unter Verwendung von Lasern, und ein Laser wird verwendet, um die Daten auszulesen. Die Datenspeicherung auf einer Platte aus Metall erfordert magnetische Plattenabschnitte mit einem Muster, das die Daten darstellt.
Um Daten auf einer Platte aus Metall zu speichern, wird die Metallplatte magnetisiert. Um die Oberfläche eine Platte zu magnetisieren, wird ein kleiner Keramikblock, der einen als Lese- /Schreibkopf bezeichneten Magnetwandler enthält, über die Oberfläche der Platte geführt. Genauer gesagt fliegt der Lese- /Schreibkopf in einer Höhe von ungefähr eines sechsmillionsten Zoll von der Oberfläche der Platte entfernt und fliegt über die Spuren, wobei der Lese-/Schreibkopf in verschiedene Zustände erregt wird, so daß die darunter liegende Spur magnetisiert wird, um die zu speichernden Daten darzustellen.
Um auf einer Magnetplatte gespeicherte Daten wiederzugewinnen, fliegt der Lese-/Schreibkopf über die Metallplatte. Die magnetisierten Abschnitte der Platte induzieren im Lese-/Schreibkopf einen Strom. Durch Auswertung des Ausgangssignals des Lese- Ischreibkopfes können die Daten wiedergewonnen und dann vom Computersystem verwendet werden.
Wie bei einer Schallplatte werden im allgemeinen beide Seiten einer Platte verwendet, um Daten oder andere zum Betrieb des Plattenlaufwerks notwendige Information zu speichern. Da die Platten in einem Stapel gehalten werden und voneinander beabstandet sind, hat sowohl die obere als auch die untere Oberfläche jeder Platte im Plattenstapel ihren eigenen Lese-/Schreibkopf. Dies wäre mit einem Stereoplattenspieler vergleichbar, der beide Seiten einer Schallplatte gleichzeitig abspielen könnte. Jede Seite hätte eine Nadel, die die jeweilige Seite der Schallplatte abspielen würde.
Plattenlaufwerke weisen ebenfalls etwas auf, was mit dem Tonarm eines Stereoplattenspielers vergleichbar ist. Es gibt zwei Arten von Platte nlaufwerken, drehbare und linear bewegbare Drehplattenlaufwerke weisen einen Tonarm auf, der sich nahezu wie bei einem Schallplattenspieler dreht. Der Tonarm des Drehplattenlaufwerks, der sogenannte Stellarm, trägt alle Wandler oder Lese-/Schreibköpfe, wobei ein Kopf für jede Oberfläche jeder Platte in einer Struktur gehalten wird, die einem Kamm ähnlich ist. Die Struktur wird im allgemeine auch als ein E-Block bezeichnet. Die Stellarme drehen sich wie ein Tonarm, so daß die am Stellarm befestigten Lese-/Schreibköpfe an Stellen in verschiedenen Spuren auf der Platte bewegt werden können. Auf diese Weise können die Lese-/Schreibköpfe verwendet werden, um die Oberfläche der Platte mit einem die Daten darstellenden Muster an einer von mehreren Stellen der Spuren zu magnetisieren, oder verwendet werden, um das magnetisierte Muster auf einer der Spuren einer Platte zu ermitteln. Beispielsweise können die benötigten Daten auf zwei verschiedenen Spuren auf einer bestimmten Platte gespeichert sein, so daß zum Lesen der magnetischen Darstellungen der Daten der Stellarn von einer Spur zu einer anderen Spur gedreht wird. Ein Linearstellglied weist einen ähnlichen Stellarm auf, bei dem jedoch anstelle einer Neupositionierung durch Drehung eine Neupositionierung durch geradlinige Bewegung erreicht wird. Diese spezielle Erfindung hier befaßt sich mit der Minimierung der zur Neupositionierung des Stellarms erforderlichen Zeit.
Das Verringern der zum Wiedergewinnen von Daten erforderlichen Zeit kann in einem Plattenlaufwerk oder einer Speichereinrichtung mit direktem Zugriff sehr erwünscht sein. Da Daten in einer kürzeren Zeit wiedergewonnen werden können, können im allgemeinen in einer einzigen Zeiteinheit mehr Vorgänge durch einen Computer abgearbeitet werden.
Am Stellarm ist eine Spule befestigt, die meistens als Schwingspule bezeichnet wird. Die Schwingspule ist eines der Hauptteile eines als Schwingspulenmotor bekannten Elektromotors, der verwendet wird, um den Stellarm zu bewegen. Durch Steuerung der Stärke und Richtung des durch die Schwingspule fließenden Stroms wird die Richtung und die Geschwindigkeit, bei der der Stellarm bewegt werden kann, geregelt. Natürlich hat die Schwingspule physikalische Grenzen, von denen eine der maximale Strom ist, der bei einer vorgegebenen Versorgungsspannung durch die Schwingspule fließen kann. Wenn der maximale Strom durch die Schwingspule fließt, wird dies als Arbeiten im Sättigungsbetrieb bezeichnet. Der während des Sättigungsbetriebs durch die Schwingspule fließende Strom wird als der Sättigungsstrom bezeichnet.
Die meisten Verfahren zur Steuerung der Zugriffszeit enthalten eine Bezugnahme auf ein Geschwindigkeitsprofil. Ein Geschwindigkeitsprofil ist eine vorprogrammierte Gleichung oder Tabelle, die eine gewünschte Geschwindigkeit abhängig von dem bis zum Erreichen der Zielspur verbleibenden Bremsweg auflistet. Der Geschwindigkeitswert des Profils ist der höchstmögliche Geschwindigkeitswert, den das Stellglied bei einer bestimmten Entfernung aufweisen kann, so daß das Stellglied beim Erreichen der Zielspur noch bis zum Stillstand verzögert werden kann. Die Größe der Verzögerung, die auf das Stellglied angewandt werden kann, ist von vielen Variablen einschließlich Schwingspulenwiderstand, Drehmomentkonstante des Laufwerks und Versorgungsspannung abhängig. Diese Variablen sind im allgemeinen für jedes einzelne Laufwerk unbekannt und folglich wird das Geschwindigkeitsprofil unter Verwendung von Werten für den ungünstigsten Fall entworfen, um sicherzustellen, daß stets geeignete Verzögerungsfähigkeit vorliegt, um das Stellglied beim Erreichen der Zielspur anzuhalten.
Eine typische Suche wird durchgeführt, indem die bis zum Erreichen der Zielspur verbleibende Entfernung berechnet wird, diejenige Geschwindigkeit aus dem Geschwindigkeitsprofil, die der berechneten verbleibenden Entfernung entspricht, ausgewählt wird, die tatsächliche Stellgliedgeschwindigkeit ermittelt wird und die tatsächliche Stellgliedgeschwindigkeit von der aus dem Geschwindigkeitsprofil erhaltenen ausgewählten Geschwindigkeit subtrahiert wird. Dieser Wert wird dann mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, um ein Steuerstromausgangssignal an die Schwingspule abzugeben. Dieses Verfahren wird als Verfahren des geschlossenen Regelkreises bezeichnet.
Wenn die Geschwindigkeit des Profils größer ist als die tatsächliche Geschwindigkeit, ist das Ergebnis der Subtraktion der tatsächlichen Stellgliedgeschwindigkeit von der aus dem Geschwindigkeitsprofil erhaltenen ausgewählten Geschwindigkeit positiv, und das Stellglied wird beschleunigt. Wenn die Geschwindigkeit des Profils kleiner ist als die tatsächliche Geschwindigkeit, ist das Ergebnis der Subtraktion der tatsächlichen Stellgliedgeschwindigkeit von der ausgewählten Geschwindigkeit aus dem Geschwindigkeitsprofil negativ, und das Stellglied wird verzögert. Die Verstärkung wird bei dem Verfahren des geschlossenen Regelkreises derart gewählt, daß sie möglichst hoch ist, aber immer noch innerhalb der Stabilitätsgrenzen liegt und derart, daß eine gute Übereinstimmung mit dem Geschwindigkeitsprofil erreicht wird.
Die bekannten Verfahren weisen mehrere Nachteile auf. Einer der Nachteile ist die Zugriffszeitdauer oder die Zeitdauer, die erforderlich ist, um den Stellarm zu bewegen, so daß die daran befestigten Magnetwandler an einen anderen Abschnitt einer der Platten bewegt werden können. Dies hängt teilweise damit zusammen, daß bei den bekannten Verfahren dem Geschwindigkeitsprofil des jeweiligen Plattenlaufwerks während Beschleunigung und Verzögerung des Stellarms möglichst genau gefolgt wird. Da das Geschwindigkeitsprofil unter Annahme der ungünstigsten Bedingungen entworfen wird, so daß ausreichende Verzögerung verfügbar ist, arbeiten alle diejenigen Laufwerke, die nicht unter ungünstigen Bedingungen arbeiten, ungünstiger als optimal. Der Artikel in Transactions of the IECE of Japan, Band E 69, Nr. 4, April 1986, Seite 448 ff. mit dem Titel "Fast access control for positioner using Bang-Bang drive with study function" beschreibt ein Suchverfahren, bei dem bei einem Testsuchbetrieb optimale Übereinstimmung mit der Verzögerung für einen Sättigungsstrombetrieb ermittelt wird.
Unter einem Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bewegen einer Stellarmanordnung an eine gewünschte Position in einem Plattenlaufwerk bereit, indem ein Strom einer Spule eines dem Stellarm zugeordneten Elektromotors zugeführt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Auswählen einer Zielposition und einer dieser Zielposition zugeordneten Zielgeschwindigkeit; Zuführen eines Beschleunigungsstroms zum Elektromotor, um die Stellarmanordnung zu beschleunigen; Feststellen der-Position der Stellarmanordnung und der Entfernung der Stellarmanordnung relativ zur Zielposition bei einer Vielzahl von Abtastzeitpunkten; Feststellen der jeder der Positionen der Stellarmanordnung zugeordneten Geschwindigkeit bei jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; Feststellen einer minimalen Entfernung, um die Stellarmanordnung von der jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit zu verzögern, indem ein Verzögerungsstrom in Sättigung zugeführt wird; Vergleichen der festgestellten minimalen Entfernung mit der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition für jeden der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; und Anlegen von in Sättigung wirkendem Verzögerungsstrom an den Motor, sobald die ermittelte minimale Entfernung innerhalb eines ausgewählten Entfernungsbereichs des Stellarms von der Zielposition für den bestimmten Abtastzeitpunkt liegt, bis das gewünschte Ziel erreicht wird.
Unter einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Stellarmanordnung eines Plattenlaufwerks bereit, wobei die Bewegung der Stellarmanordnung gesteuert wird, indem ein Strom einer Spule eines dem Stellarm zugeordneten Elektromotors zugeführt wird, wobei die Vorrichtung umfaßt: Mittel zum Zuführen einer gewünschten Zielposition und einer der gewünschten Zielposition zugeordneten gewünschten Zielgeschwindigkeit; Mittel zum Anlegen eines Beschleunigungsstroms zur Spule des Elektromotors, um die Stellarmanordnung zu beschleunigen; Mittel zum Feststellen der Position der Stellarmanordnung und der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition bei einer Vielzahl von Abtastzeitpunkten; Mittel zum Feststellen der jeder der Positionen der Stellarmanordnung zugeordneten Geschwindigkeit bei jeder der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; Mittel zum Feststellen einer minimalen Entfernung, um die Stellarmanordnung von der jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit zu verzögern, indem ein Verzögerungsstrom in Sättigung zugeführt wird; Mittel zum Vergleichen der festgestellten minimalen Entfernung mit der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition für jeden der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; und Mittel zum Zuführen von in Sättigung wirkendem Verzögerungsstrom an die Spule, sobald die festgestellte minimale Entfernung innerhalb eines ausgewählten Entfernungsbereichs des Stellarms von der Zielposition für den speziellen Abtastzeitpunkt liegt, bis das gewünschte Ziel erreicht wird.
Um die Erfindung vollständig verstehen zu können, werden nun deren bevorzugte Ausführungen nur beispielsweise beschrieben, indem auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Plattenlaufwerks ist;
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Stellarmanordnung eines Plattenlaufwerks ist;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Stellarms und des Schwingspulenmotors und anderer Teile der Positionierungsvorrichtung für das Plattenlaufwerk ist;
Fig. 4 eine Kurve ist, die ein auf ungünstigsten Bedingungen basierendes Geschwindigkeitsprofil zeigt, eine Kurve der tatsächlichen Geschwindigkeit gemäß dem Stand der Technik und eine Kurve der tatsächlichen Geschwindigkeit;
Fig. 5 eine Kurve ist, die den Spulenstrom über der Entfernung während einer Suche gemäß einem Verfahren nach dem Stand der Technik verglichen mit denjenigen für eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 6 eine Kurve der Geschwindigkeit X2 über der Zeit während einer Suche ist; und
Fig. 7 eine Kurve des Stromes 1 über der Zeit während einer Suche ist.
Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung eines Plattenlaufwerks 10. Es ist zu bemerken, daß ein Drehstellglied gezeigt ist, obwohl ein Linearstellglied hätte verwendet werden können. Das Plattenlaufwerk 10 enthält ein Gehäuse 12 und eine Gehäuseabdeckung 14, die nach der Montage in einem Chassis 16 befestigt ist. Eine Stellarmanordnung 20 ist innerhalb des Gehäuses 12 an einer Steligliedachse 18 drehbar befestigt. Ein-Ende der Stellarmanordnung 20 enthält einen E-Block oder eine kammähnliche Struktur 22 mit einer Vielzahl von Armen 23. Lastfedern 24 sind an den einzelnen Armen 23 am Kamm oder den E-Block 22 befestigt. Ein Flugkörper 26, der einen Magnetwandler (in Fig. 1 nicht gezeigt) trägt, ist am Ende jeder Lastfeder befestigt. Am anderen Ende der Stellarmanordnung 20 gegenüber den Lastfedern 24 und dem Flugkörper 26 befindet sich eine Schwingspule 28.
Im Gehäuse 12 ist ein Paar von Magneten 30 befestigt. Das Magnetpaar 30 und die Schwingspule 28 sind Hauptteile eines Schwingspulenmotors, der auf die Stellarmanordnung 20 eine Kraft ausübt, um sie um die Stellachse 18 zu drehen. Im Gehäuse 12 ist ebenfalls eine Wellenachse 32 befestigt. An der Wellenachse 32 sind eine Anzahl von Platten 34 drehbar befestigt. In Fig. 1 sind an der Wellenachse 32 acht Platten befestigt. Wie in Fig. 1 gezeigt sind die Platten 34 an der Wellenachse 32 beabstandet befestigt.
Fig. 2 zeigt im einzelnen die Stellarmanordnung 20 in einer Explosionsdarstellung Jeder der Arme 23 des E-Blocks oder der Kammanordnung 22, mit Ausnahme der Arme 23 oben und unten am E- Block 22, trägt zwei Lastfedern. In diesem speziellen Plattenlaufwerk 10 ist ein Flugkörper sowohl für die obere als auch die untere Oberfläche jeder der Platten 34 vorgesehen. Die oberen und unteren Arme 23 des E-Blocks 22 weisen nur eine Lastfeder 24 auf, da diese für die obere Oberfläche der oberen Platte und die untere Oberfläche der unteren Platte im Plattenstapel 34 verwendet werden. An den Lastfedern 24 sind Flugkörper 26 befestigt, die Magnetwandler enthalten, die die Oberfläche der Platte 34 magnetisieren, um gewünschte Daten darzustellen und zu speichern. Wie in der Technik der Plattenlaufwerke gut bekannt ist, weist jede der Platten eine Folge von konzentrischen Spuren auf, auf denen die magnetische Information aufgezeichnet wird. Die Flugkörper 26 und die darin enthaltenen Magnetwandler werden über die Oberfläche einer bestimmten Platte 34 bewegt, so daß eine magnetische Darstellung von Daten in jeder der Spuren auf der Platte 34 gespeichert werden kann. Bei diesem speziellen Plattenlaufwerk 10 führen die Wandler eine Drehbewegung um die Stellwelle 18 aus. Andere Plattenlaufwerke können die Stellarmanordnung geradlinig bewegen. Durch das Drehen der Stellarmanordnung 20 werden der Flugkörper 26 und der Wandler darin auf der Oberfläche der Platte 34 neu positioniert.
Fig. 2 zeigt detailliert ebenfalls die Magnete 30 und die Schwingspule 28, die Hauptteile eines Schwingspulenmotors sind, der verwendet wird, um eine Kraft auf die Stellanordnung 20 auszuüben und die Stellanordnung 20 um die Stellachse 18 einer Lagerkassette 40 zu bewegen. Die Lagerkassette weist zylindrische Form auf und enthält die Stellachse 18, um die sich diestellarmanordnung dreht. Die Stellarmanordnung beinhaltet eine erste Öffnung oder Bohrung 42. Die Lagerkassette 40 sitzt innerhalb der Bohrung 42 in der Stellarmanordnung 20.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Kopfpositionierungssystems mit sowohl rein mechanischen als auch elektronischen Komponenten und verschiedenen Funktionsblöcken, die als Mikrocode unter der Steuerung eines Mikroprozessors realisiert sind. Es ist zu bemerken, daß derartige Funktionscodeblöcke nur als Codemodule vorliegen und nicht körperlich getrennte Komponenten sind.
Das Plattenlaufwerk oder DASD 10 enthält sowohl mechanische als auch elektronische Komponenten und verschiedene elektronische Schaltungen. Die Platten 34 rotieren auf einer Wellenachse 32, die von einem Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird. Daten werden mittels Köpfen oder Magnetwandlern 27, die innerhalb von Flugkörpern (in Fig. 3 nicht gezeigt) liegen und die durch die Stellarmanordnung 20 positioniert werden, auf die Platten 34 geschrieben oder von ihnen gelesen. Die Stellanordnung 20 bewegt sich in Abhängigkeit von einem Strom aus einem Spannungstreiber 44, der ein durch den Mikrocode erzeugtes Stellsteuerspannungssignal U empfängt.
Plattenlaufwerke wenden zwei Verfahren an, um Positionen festzustellen, nämlich ausschließliches Servoverfahren und Sektorservoverfahren. Die vorliegende Erfindung kann bei Plattenlaufwerken, die eines dieser beiden Verfahren zur Feststellung der Position des Magnetwandlers verwenden, angewandt werden.
Das gezeigte Plattenlaufwerk gehört zum ausschließlichen Servotyp, und eine der Platten 36 weist eine Oberfläche auf, die Servomuster trägt, die für einen zugeordneten Servokopf 27' Positions-Referenzdaten bilden. Signale vom Servokopf 27' werden durch Verstärker 46 verstärkt und durch Demodulator 48 demoduliert, um ein Positionsfehlersignal x&sub1; zu erzeugen. Das Signal x&sub1; ist ein digitales Signal, das die Position eines Servokopfes angibt. Aus der Position des Servokopfes kann die Position der Stellarmanordnung oder genauer gesagt die Position des am Arm befestigten Magnetwandlers 27 ermittelt werden.
Fig. 4 enthält eine typische Kurve eines konservativen Geschwindigkeitsprofils 80 zur Verzögerung des Stellarms und des daran befestigten Magnetwandlers 27 des Plattenlaufwerks 10. Das konservative Geschwindigkeitsprofil 80 wird für jedes einzelne Modell eines Plattenlaufwerks 10 ermittelt und stellt eine Kurve der Geschwindigkeitsänderung während einer Suche unter der Annahme ungünstigster Bedingungen dar. Die y-Achse in Fig. 4 ist die Geschwindigkeit, und die x-Achse stellt die Entfernung dar, die verbleibt, um die Zielspur des Magnetwandlers oder Kopfes 27 zu erreichen. Die verbleibende Entfernung wird im allgemeinen in der Anzahl von verbleibenden Spuren gemessen. Fig. 4 zeigt eine Kurve eines typischen konservativen Geschwindigkeitsprofils 80, die kontinuierlich fällt.
In Fig. 4 ist auch eine Kurve 88 gezeigt, die den tatsächlichen Geschwindigkeitsverlauf darstellt, der bei Verwendung von Steuerungsverfahren nach dem Stand der Technik erreicht wird. Das häufigste Verfahren, um einen Kopf oder Wandler 27 von einer ersten Position zu einer zweiten Position auf einer Platte zu bewegen, besteht darin, ihn mit einem möglichst großen Strom zu beschleunigen, bis eine Zielgeschwindigkeit erreicht wird, und ihn dann zu verzögern und dem konservativen Geschwindigkeitsprofil 80 bis zur gewünschten Spur zu folgen. Die Zielgeschwindigkeit ist erreicht, wenn die Geschwindigkeit des Stellarms und Wandlers 27 innerhalb eines ausgewählten Geschwindigkeitsbereichs beim konservativen Geschwindigkeitsprofil 80 liegt. Die Kurve 88 zeigt, wo die typische Suche gemäß dem Stand der Technik vom konservativen Geschwindigkeitsprofil 80 abweicht. Typischerweise übertrifft die tatsächliche Geschwindigkeit des Stellarms das konservative Geschwindigkeitsprofil 80, nachdem sie das konservative Geschwindigkeitsprofil 80 am Schnittpunkt 86 schneidet. Da die Geschwindigkeit höher als gewünscht ist, wird der Stellarm verzögert, bis er innerhalb eines annehmbaren Bereichs des konservativen Geschwindigkeitsprofils 80 liegt. Wenn die Geschwindigkeit des Stellarms innerhalb eines ausgewählten Bereichs des konservativen Geschwindigkeitsbereichs 80 liegt, spricht man davon, daß sie unter Kontrolle ist. Wie aus Kurve 88 von Fig. 4 zu sehen ist, wird die Geschwindigkeit des Stellarms ausreichend lange vor dem Ende der Suche und unter Kontrolle gebracht.
Kurve 89 zeigt das Geschwindigkeitsprofil einer Suche gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung, wobei gewünscht ist, während der Suche so lange wie möglich im Sättigungsbetrieb zu bleiben. Sättigungsbetrieb bedeutet die maximale Stromstärke, die an die Schwingspule an der Stellarmanordnung übertragen werden kann. Die Stromstärke wird durch einen Transistor gesteuert, der im Sättigungsbetrieb arbeitet, um den maximalen Strom an die Spule zu übertragen. Zu Beginn einer Suche wird der der Beschleunigung der Stellarmanordnung 20 zugeordnete Sättigungsstrom an die Schwingspule geliefert. Statt dem konservativen Geschwindigkeitsprofil 80 nach dem Schnitt des konservativen Geschwindigkeitsprofils 80 genau zu folgen, wird der der Beschleunigung der Schwingspule zugeordnete Sättigungsstrom deutlich über den Schnittpunkt 86 hinaus beibehalten. Bei einem ausgewählten Punkt wird der Strom in die Schwingspule auf den der Verzögerung der Stellarmanordnung 20 zugeordneten Sättigungsstrom umgeschaltet. Diejenige Stelle, an der der Strom von dem der Beschleunigung zugeordneten Sättigungsstrom auf den der Verzögerung zugeordneten Sättigungsstrom umgeschaltet wird, wird derart ausgewählt, daß die tatsächliche Geschwindigkeit des Stellarms unter Kontrolle ist oder innerhalb eines annehmbaren Bereich des konservativen Geschwindigkeitsprofils 80 bei einer Position liegt, bei der der Kopf 27 eine kurze verbleibende Entfernung zur gewünschten Spur hat. Mit anderen Worten, es tritt eine ungesättigte Verzögerung des Stellarms während einer kürzeren als der durch das Profil 88 gezeigten Zeitdauer auf, was am Geschwindigkeitsprofil 89 zu sehen ist. Daß die Schwingspule (in Fig. 1 - 3 gezeigt) während eines größeren Prozentsatzes der Suchzeit in Sättigungsbetrieb gesteuert worden ist, hat zur Folge, daß eine kürzere Suchzeit erzielt wird.
Fig. 5 zeigt, wie sich der Strom I bezüglich der Entfernung ändert. Die Beschleunigungsänderungen an der Stellarmanordnung 20 entsprechen den Änderungen des an die Schwingspule gelieferten Stroms I. Fig. 5 enthält zwei Kurven, wobei der an die Schwingspule gelieferte Strom, der dem Suchverfahren nach dem Stand der Technik entspricht, mit unterbrochenen Linien gezeigt ist und als Kurve 90 bezeichnet ist. Die Kurve 92 entspricht dem Strom bezüglich der Zeit für das offenbarte Verfahren. Kurve 92 ist als durchgezogene Linie gezeigt. Wie aus Fig. 5 zu sehen ist, schaltet das Verfahren nach dem Stand der Technik bei einer Entfernung, die dem Schnittpunkt 86 des konservativen Geschwindigkeitsprofils 80 entspricht, auf Verzögerungssättigungsstrom um. Im Vergleich zum Verfahren nach dem Stand der Technik zeigt Fig. 5, daß beim offenbarten Verfahren der Sättigungsstrom während einer größeren Entfernung und längeren Zeit beibehalten wird und dann auf den Verzögerungssättigungsstrom umgeschaltet wird. Fig. 5 zeigt auch, daß der der Verzögerung zugeordnete Sättigungsstrom beim offenbarten Verfahren über eine längere Entfernung beibehalten wird. Dies ist durch den unteren flachen Abschnitt von Kurve 92 gezeigt, der länger ist als der untere flache Abschnitt von Kurve 90.
Fig. 6 zeigt die Kurve 100 für die auch mit X2 bezeichnete Geschwindigkeit über der Zeit für die Stellanordnung während des Suchvorgangs. Fig. 6 zeigt auch mehrere Werte, die bei der Ermittlung des Zeitpunkts, an dem vom Sättigungsstrom während des Beschleunigungsabschnitts auf den Sättigungsstrom während des Verzögerungsabschnitts der Suche umzuschalten ist, von Bedeutung sind. Diese Werte werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.
Fig. 7 zeigt die Kurve 102 des Stroms, der der Beschleunigung entspricht, über der Zeit für die Stellarmanordnung während des Suchvorgangs gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung. Die x-Achse in Fig. 7 ist die Zeit, während die x-Achse in Fig. 5 die Entfernung ist.
Der Zeitpunkt zum Umschalten von Sättigungsstrom während der Beschleunigung auf Sättigungsstrom während der Verzögerung kann mathematisch abgeleitet werden. Die verwendete und dargestellte grundlegende mathematische Formel kann vom Arbeitssatz der Dynamik abgeleitet werden, der angibt, daß die durch eine Kraft geleistete Arbeit gleich der Anderung der kinetischen Energie des Körpers ist. Die Anwendung dieses Satzes führt im allgemeinen zu Folgendem:
Arbeit = F X1(1) - X1(2) = (1/2) m X2(1)**2 - X2(2)**2

GLEICHUNG 1

mit
X1(1) = eine erste Position
X1(2) = eine zweite Position
X2(1) = eine erste Geschwindigkeit
X2(2) = eine zweite Geschwindigkeit
F = Kraft = (m) (a)
m = Masse
a = Beschleunigung
Nach dem Ersetzen von Kraft F durch (m) (a) und Dividieren beider Seiten der Gleichung durch (m) (a) wird folgendes erhalten:

GLEICHUNG 2

Diese Gleichung wird als Ausgangspunkt zur Ermittlung desjenigen Zeitpunkts verwendet, an dem die Verzögerung beginnen sollte. Obige Gleichung 2 wird durch Addition einer Korrektur für Nachlauf verändert, welche die Anzahl von Spuren darstellt, die das Stellglied läuft, bevor eine Stromänderung in der Schwingspule berücksichtigt wird. Die Gleichung mit dieser Korrektur ist folgende:

GLEICHUNG 3

mit
X1(min) - Minimale Entfernung, die erforderlich ist, um den Stellarm auf eine vorgegebene Zielgeschwindigkeit zu verlangsamen. Einheit - Spuren
Ein Positionswert wird einmal pro Abtastzeitpunkt ausgelesen.
X1(Ziel) - Zielposition, bei der die Zielgeschwindigkeit erwartet wird. Einheit - Spuren.
X2(momentan) - Momentane Geschwindigkeit. Einheit - Spuren/Abtastwert.
X2(Ziel) - Geschwindigkeit, die an der Zielposition gewünscht ist. Einheit - Spuren/Abtastwert
Nachlauf - Korrekturfaktor, um die Stromnachlaufrate zu berücksichtigen. Einheit - Spuren. Die Formel zur Berechnung des Nachlaufs ist:
Nachlauf = X2(momentan) * S
mit
S - Anzahl von Abtastwerten, die erforderlich sind, um den Strom von Beschleunigung auf Verzögerung umzukehren. Einheit - Abtastwerte
ACC - Beschleunigung, die während der Verzögerungsphase verfügbar ist. Einheit - Spuren/Abtastwert ** 2.
Der Wert X1(min) wird bei jedem Abtastzeitpunkt, der während einer Suche auftritt, berechnet. Abtastzeitpunkte treten in regelmäßigen Abständen während der Suchzeit auf. Für jeden Abtastzeitpunkt wird auch die verbleibende Entfernung zu einer ausgewählten Zielposition X1(Ziel) berechnet. Die verbleibende Entfernung kann ermittelt werden, indem die Servodaten im Plattenlaufwerk verwendet werden. Die Servodaten geben die momentane Spurposition X1(momentan) beim momentanen Abtastzeitpunkt an. X1(Ziel) kann von X1(momentan) subtrahiert werden, um festzustellen, welcher Abstand verbleibt, bevor X1(Ziel) erreicht wird. Das Ergebnis dieser Differenz wird als X1(verbleibend) bezeichnet. X1(Ziel) wird im allgemeinen so gewählt, daß eine Anzahl von Spuren nach der Ankunft bei X1(Ziel) verbleibt, bevor die gewünschte Spur X1(gewünscht) erreicht ist, bei der Daten zu schreiben oder zu lesen sind. Dies ermöglicht für eine Zeit oder Entfernung, über die ein Strom kleiner als der Sättigungsstrom zur Verzögerung der Stellarmanordnung des Plattenlaufwerks verwendet werden kann, daß das im stand der Technik bekannte Verfahren des geschlossenen Regelkreises verwendet wird. Es ist jedoch zu beachten, daß X1(Ziel) so gewählt werden könnte, daß es gleich X1(gewünscht) ist. Der Beschleunigungsstrom im Sättigungsbetrieb wird auf den Verzögerungsstrom im Sättigungsbetrieb umgeschaltet, wenn der berechnete Wert von X1(min) innerhalb eines ausgewählten Werts oder nahe des ermittelten Werts für X1(verbleibend) liegt.
Der Term ACC oder die während der Verzögerungsphase verfügbare Beschleunigung wird in Gleichung 3 wie folgt ermittelt:

GLEICHUNG 4

mit
Kt - Drehmomentkonstante. Einheit - Newton-Meter/Ampere. 1
Newton = 1 Kilogramm-Meter/Sekunde ** 2
Lkopf - Entfernung zum Servokopf. Einheit - Meter
SPM - Anzahl von Spuren pro Meter. Einheit - Spuren/Meter
T - Abtastzeit. Einheit - Sekunden/Abtastung
J - Trägheitsmoment. Einheit - Kilogramm-Meter ** 2
ISpitze - Spitzenstrom, der von der Stromversorgung lieferbar ist. Einheit - Ampere. Die Formel zur Berechnung des Spitzenstroms ist:
Ispitze = Vvers/RSpule + RTreiber
mit
Vvers - Spannung der Stromversorgung. Einheit - Volt
Rspule - Widerstand der Schwingspule. Einheit - Ohm
Rtreiber - Widerstand aller anderen Elemente im System (z.B. Schwingspulentreiber-FETs, wenn vollständig eingeschaltet, Strommeßwiderstand, Leitungswiderstand des flexiblen Kabels, etc.). Einheit - Ohm
Igemk - Strom, der während der Verzögerung aufgrund der Gegen-EMK der sich bewegenden Schwingspule verfügbar ist. Einheit - Ampere. Da sich die Spule während der Verzögerung verlangsamt, nimmt der aus der Gegen-EMK verfügbare Strom ab. Deshalb konnte angenommen werden, daß der durchschnittliche Igemk gleich der Hälfte des Igemk ist, der bei jedem Abtastzeitpunkt, bei dem der Wert von X1(min) berechnet wird, verfügbar ist. Die Formel zur Berechnung des Stroms der Gegen-EMK ist:
Igemk =X2(momentan) * Ke * Kemk/2 * RSpule
mit
Ke - Der gleiche Wert wie Kt, wobei aber die Einheit Volt/Radiant/Sekunde ist.
Kemk - Kalibrierungsfaktor, um die Einheit des Zählers in Volt umzusetzen. Die Formel für Kemk ist:
Kemk = 1/SPM * LKopf * T
Die obigen Gleichungen zeigen, daß ACC von der Versorgungsspannung, dem Schwingspulenwiderstand und der Drehmomentkonstante abhängt. Bisher wurden ungünstigste Werte der Versorgungsspannung, des Schwingspulenwiderstands und der Drehmomentkonstante verwendet, um eine konservative Schätzung von ACC zu bewirken. Diese konservative Schätzung von ACC wird dann verwendet, um das konservative Geschwindigkeitsprofil 80 zu erzeugen. Aus Gleichung 3 ist zu sehen, daß je konservativer eine Schätzung von ACC oder je niedriger ihr Wert ist desto größer X1(min) sein muß. Anstelle einer Auswahl von ungünstigsten Werten für die Parameter der Versorgungsspannung, des Schwingspulenwiderstands und der Drehmomentkonstante können vernünftige Schätzungen dieser drei Parameter aus einer Messung des Stroms in der Schwingspule 28 während des Beschleunigungsabschnitts einer Suche, des Widerstands in der Schwingspule 28 und der Temperatur der Schwingspule 28 erhalten werden. Es ist gut bekannt, daß sich der Spulenwiderstand abhängig von der Temperatur ändert und in vielen Fällen die Anderung über den Betriebsbereich der Spule linear ist. Folglich ergibt die Messung der Schwingspulentemperatur eine Schätzung des Widerstands in der Spule.
Die Spulenstrommessung wird verwendet, um die Drehmomentkonstante für den Stellarm abzuschätzen. Es wird nun auf Fig. 6 und 7 Bezug genommen. Die zweimalige Messung des Spulenstroms und der entsprechenden Geschwindigkeit während der Beschleunigungsphase der Suche ermöglicht, die Anderung in Spulenstrom I(delta) und Geschwindigkeit X2(delta) aufgrund der Gegen-EMK der Schwingspule zu berechnen. Aus dem gemessenen Wert aus I(delta) kann ermittelt werden, wieviel Stromänderung aus der Geschwindigkeitsänderung X2(delta) folgt. In Kenntnis der Werte für I(delta) und X2(delta) kann eine Schätzung der Drehmomentkonstante unter Verwendung der folgenden Gleichung durchgeführt werden:
Kt = RSpule * Idelta/X2delta * Kemk

GLEICHUNG 5

Es wird noch einmal auf Fig. 6 und 7 Bezug genommen. Die Messung des Spulenstroms wird auch verwendet, um (ISpitze) zu ermitteln. Es werden der maximale Strom I(max) und die entsprechende maximale Geschwindigkeit X2(max) während der Beschleunigungsphase der Suche gemessen. Aus diesen beiden Werten kann der Spitzenstrom I(Spitze), der während der Verzögerungsphase verfügbar ist, unter Verwendung der folgenden Formel ermittelt werden:
ISpitze = Imax + X2max * Ke * Kemk/Rspule

GLEICHUNG 6

Mehrere der Werte, die erforderlich sind, um Abschätzungen nach den obigen Gleichungen zu erhalten, werden zu anderen Zeitpunkten als jedem regelmäßigen Abtastzeitpunkt aufgenommen. Der Widerstand der Schwingspule ändert sich nicht sehr schnell. Folglich wird der Wert des Schwingspulenwiderstand vor jeder Suche aktualisiert. Die Werte des Spitzenstromes (ISpitze) und der Drehmomentkonstante (Kt) werden bei jeder neuen langen Suche aktualisiert. Die Werte des Spitzenstromes (ISpitze) und der Drehmomentkonstante (Kt) können nur aktualisiert werden, wenn lange Suchvorgänge durchgeführt werden, da die Nachlaufrate der Spule verhindert, daß der Zustand von maximalem Strom und Gegen- EMK erreicht wird, wenn die Suche in der Beschleunigungsphase nicht ausreichend lange erfolgt. Da die Suche in der Beschleunigungsphase bei einer langen Suche eine ausreichend lange Zeit erfolgt, werden diese Werte dann gemessen.
Wenn die Messungen von Spulentemperatur, Spulenwiderstand oder Spulenstrom aufgrund von Kosten oder irgendwelchen anderen Gründen nicht verfügbar sind, kann eine zweite Ausführung der Erfindung verwendet werden. Die verbleibende Entfernung an derjenigen Stelle, an der sich die Stellgliedgeschwindigkeit und das konservative Geschwindigkeitsprofil 80 schneiden oder innerhalb eines ausgewählten Werts liegen, wird als X1(Ankunft) bezeichnet. In der zweiten Ausführung werden zwei Stellen verwendet, um im wesentlichen einen Bereich festzulegen, in den X1(Ankunft) fallen sollte. Die zwei Stellen sind X1(Ankunft min) und X1(Ankunft max). Drei Zustände können auftreten. Wenn X1(Ankunft) kleiner ist als X1(Ankunft min) oder davor auftritt, kann die nächste Suche im Sättigungsbetrieb während einer längeren Zeitdauer beschleunigen. Folglich wird der Zeitpunkt, an dem von Beschleunigung auf Verzögerung im Sättigungsbetrieb umgeschaltet wird, verzögert. Wenn andererseits X1(Ankunft) größer ist als X1(Ankunft max) oder danach auftritt, muß die nächste Suche im Sättigungsbetrieb während einer kürzeren Zeitdauer beschleunigen. Wenn diese Bedingung auftritt, liegt folglich der Zeitpunkt, an 4em von Beschleunigung auf Verzögerung im Sättigungsbetrieb umgeschaltet wird, früher. Wenn X1(Ankunft) zwischen X1(Ankunft min) und X1(Ankunft max) liegt, wird für den Zeitpunkt, an dem die Verzögerung im Sättigungsbetrieb beginnt, keine Korrektur vorgenommen. X1(Ankunft) wird bei jeder Suche überwacht. Auf diese Weise können die Wirkungen aller Faktoren, wie die Temperaturänderungen während des Betriebs, berücksichtigt werden.
Es ist festzustellen, daß der Zeitpunkt, an dem die Verzögerung des Stellarms beginnen sollte, durch die folgende Gleichung ermittelt werden kann:

GLEICHUNG 7

mit
ACC - ungünstigste Beschleunigung, die während der Verzögerungsphase verfügbar ist und verwendet wird, um ein konservatives Geschwindigkeitsprofil zu erzeugen.
ADJ - Korrekturterm. Einheit - Spuren
Es ist festzustellen, daß die unmittelbar vorher genannte Gleichung 7 ähnlich der oben angegebenen Gleichung 3 ist, wobei ein Korrekturterm ADJ addiert ist. Außerdem ist der Term ACC die ungünstigste Beschleunigung, die während der Verzögerungsphase verfügbar ist, anstelle desjenigen Terms, der oben gezeigt mit Bezug auf die erste Ausführung abgeschätzt worden ist. In der ersten Ausführung der Erfindung wird der Term ACC ermittelt oder abgeschätzt. In dieser Ausführung ist der Term ACC der konservative Term und X1(min) wird korrigiert.
Die Zeitabstände zum Weiterführen der Beschleunigung im Sättigungsbetrieb werden derart gewählt, daß ADJ gleich oder kleiner als die bei jeder Abtastung bewegte Anzahl von Spuren ist. Dies bedeutet folglich, daß Korrekturen von einer Suche zur anderen um nicht mehr als einen Abtastzeitpunkt erfolgen.
Die Größe der Korrektur hängt von der Länge der Suche ab. Bei langen Suchvorgängen wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Stellarms eine Konstante, und der Term ADJ bleibt für die langen Suchvorgänge, bei denen dies auftritt, gleich. Bei kürzeren Suchvorgängen nimmt die tatsächliche Geschwindigkeit des Stellarms zu, wenn die Suchvorgänge länger werden, und folglich ändert sich der Term ADJ, um der zunehmenden Geschwindigkeit Rechnung zu tragen.
Es wurde ein Verfahren zum Beschleunigen und Verzögern eines Stellarms in einem Plattenlaufwerk oder einer Speichereinrichtung mit direktem Zugriff beschrieben, das zu einer kürzeren Suchzeit als beim vorherigen Verfahren führt. Das Verfahren besteht darin, den Stellarm unter rückkopplungsfreier Steuerung durch Zuführen von Strom im Sättigungsbetrieb zu beschleunigen, bis die tatsächliche Geschwindigkeit den Geschwindigkeitswert aus dem Geschwindigkeitsprofil, die einer bestimmten zur Zielspur verbleibenden Entfernung zugeordnet ist, überschreitet. Entgegen Verfahren nach dem Stand der Technik wird Sättigungsstrom zur Beschleunigung des Stellarms über den Schnittpunkt mit dem Geschwindigkeitsprofil hinaus weiter zugeführt. Bei einer ausgewählten verbleibenden Entfernung wird die Stromrichtung umgeschaltet, und ein Verzögerungsstrom im Sättigungsbetrieb in umgekehrter Richtung wird dann zugeführt. Die zusätzliche Entfernung, während der Beschleunigung über das Geschwindigkeitsprofil hinaus angewandt wird, erlaubt eine Verringerung der Suchzeit gegenüber dem Stand der Technik. Die Anwendungszeitdauer von Verzögerungsstrom in Sättigungsbetrieb wird ebenfalls verlängert. Die ausgewählte Zeit über dem Schnittpunkt mit dem Geschwindigkeitsprofil hinaus wird derart gewählt, daß die Zuführung von Sättigungsstrom in umgekehrter Richtung die tatsächliche Geschwindigkeit des Stellarms bei einer Zielspur oder einem Bereich von Spuren innerhalb einer kurzen verbleibenden Entfernung vor dem Erreichen der gewünschten Spur zurück zum Geschwindigkeitsprofil bringt. Bei der kurzen verbleibenden Entfernung wird das herkömmliche Steuerungsverfahren verwendet, das dem Profil mit einem geschlossenen Regelkreis folgt, um den Stellarm zu verzögern, bis der befestigte Magnetwandler an der gewünschten Spur anhält.
Es sind die vorliegende Erfindung und die bestmöglichen Arten zu deren Ausführung beschrieben worden. Es versteht sich, daß die vorhergehende Beschreibung nur zur Darstellung dient und daß andere Mittel und Techniken angewandt werden können, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen vollständigen Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Bewegen einer Stellarmanordnung an eine gewünschte Position in einem Plattenlaufwerk, indem ein Strom an eine Spule eines dem Stellarm zugeordneten Elektromotors angelegt wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Auswählen einer Zielposition und einer dieser Zielposition zugeordneten Zielgeschwindigkeit;

Anlegen eines Beschleunigungsstroms an den Elektromotor, um die Stellarmanordnung zu beschleunigen;

Feststellen der Position der Stellarmanordnung und der Entfernung der Stellarmanordnung relativ zur Zielposition bei einer Vielzahl von Abtastzeitpunkten;

Feststellen der jeder der Positionen der Stellarmanordnung zugeordneten Geschwindigkeit bei jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten;

Feststellen einer minimalen Entfernung, um die Stellarmanordnung von der jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit zu verzögern, indem Verzögerungsstrom in Sättigung angelegt wird;

Vergleichen der festgestellten minimalen Entfernung mit der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition für jeden der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; und

Anlegen von in Sättigung wirkendem Verzögerungsstrom an den Motor, sobald die ermittelte minimale Entfernung innerhalb eines ausgewählten Entfernungsbereichs des Stellarms von der Zielposition für den speziellen Abtastzeitpunkt liegt, bis das gewünschte Ziel erreicht wird.

2. Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Zielposition eine vorbestimmte Anzahl von Spuren von der gewünschten Position entfernt ist.

3. Verfahren wie in irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2 beansprucht, wobei der Schritt des Feststellens der minimalen Entfernung, um die Stellarmanordnung in Sättigung zu verzögern, aus Werten von Spulenstrom und Spulenwiderstand abgeschätzt wird.

4. Verfahren wie in irgendeinem der Ansprüche 2 oder 3 beansprucht, das darüber hinaus die folgenden Schritte umfaßt:

Erzeugen eines konservativen Profils von Geschwindigkeit über Position, bei dem ungünstigste Bedingungen für die Verzögerung angenommen werden; und

Verfolgen des konservativen Profils von Geschwindigkeit über Position zwischen der Zielposition und der gewünschten Position.

5. Verfahren wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei die dem Schritt der Erzeugung zugeordnete Verzögerung durch die folgenden Formeln festgelegt wird: Ziel Nachlauf momentan

mit

X1(min) - Minimale Entfernung, die erforderlich ist, um den Stellarm auf eine vorgegebene Zielgeschwindigkeit zu verlangsamen. Einheit - Spuren

Ein Positionswert wird einmal pro Abtastzeitpunkt ausgelesen.

X1(Ziel) - Zielposition, bei der die Zielgeschwindigkeit erwartet wird. Einheit - Spuren.

X2(momentan) - Momentane Geschwindigkeit. Einheit - Spuren/Abtastwert.

X2(Ziel) - Geschwindigkeit, die an der Zielposition gewünscht ist. Einheit - Spuren/Abtastwert

Nachlauf - Korrekturfaktor, um die Stromnachlaufrate zu berücksichtigen. Einheit - Spuren. Die Formel zur Berechnung des Nachlaufs ist:

Nachlauf = X2(momentan) * S

S - Anzahl von Abtastwerten, die erforderlich sind, um den Strom von Beschleunigung auf Verzögerung umzukehren. Einheit - Abtastwerte

ACC - Beschleunigung, die während der Verzögerungsphase verfügbar ist. Einheit - Spüren/Abtastwert ** 2

und wobei ACC bestimmt wird aus: ISpitze

mit

Kt - Drehmomentkonstante. Einheit - Newton-Meter/Ampere. 1 Newton = 1 Kilogramm-Meter/Sekunde ** 2

LKopf - Entfernung zum Servokopf. Einheit - Meter

SPM - Anzahl von Spuren pro Meter. Einheit - Spuren/Meter

T - Abtastzeit. Einheit - Sekunden/Abtastung

J - Trägheitsmoment. Einheit - Kilogramm-Meter ** 2

ISpitze - Spitzenstrom, der von der Stromversorgung lieferbar ist. Einheit - Ampere. Die Formel zur Berechnung des Spitzenstroms ist:

ISpitze = VVers/RSpule + RTreiber

mit

VVers - Spannung der Stromversorgung. Einheit - Volt

RSpule - Widerstand der Schwingspule. Einheit - Ohm

RTreiber - Widerstand aller anderen Elemente im System (z.B. Schwingspulentreiber-FETs, wenn vollständig eingeschaltet, Strommeßwiderstand, Leitungswiderstand des flexiblen Kabels, etc.). Einheit - Ohm

Igemk - Strom, der während der Verzögerung aufgrund der Gegen-EMK der sich bewegenden Schwingspule verfügbar ist. Einheit - Ampere. Da sich die Spule während der Verzögerung verlangsamt, nimmt der aus der Gegen-EMK verfügbare Strom ab. Deshalb konnte angenommen werden, daß der durchschnittliche Igemk gleich der Hälfte des Igemk ist, der bei jedem Abtastzeitpunkt, bei dem wir den Wert von X1(min) berechnen, verfügbar ist. Die Formel zur Berechnung des Stroms der Gegen- EMK ist:

mit

Ke - Der gleiche Wert wie Kt, wobei aber die Einheit Volt/Radiant/Sekunde ist.

Kemk - Kalibrierungsfaktor, um die Einheit des Zählers in Volt umzusetzen. Die Formel für Kemk ist:

6. Verfahren wie in Anspruch 5 beansprucht, das darüber hinaus den Schritt der Messung des Spulenwiderstands vor jeder Suche enthält.

7. Verfahren wie in irgendeinem der Ansprüche 5 oder 6 beansprucht, das darüber hinaus den Schritt deümessung des Spulenstroms während der Beschleunigungsphase der Suche wenigstens zweimal enthält, um I(delta) festzustellen.

8. Verfahren wie in Anspruch 7 beansprucht, wobei die der Position des Stellarms am Beginn und am Ende von I(delta) zugeordneten Geschwindigkeiten verwendet werden, um die Geschwindigkeitsänderung X2(delta) aufgrund der Stromänderung zu ermitteln, wobei die Werte von Spulenwiderstand, I(delta) und X2(delta) in der folgenden Formel zur Abschätzung der Drehmomentkonstante verwendet werden:

Kt = RSpule * Idelta/X2delta * Kemk

wobei die Drehmomentkonstante verwendet wird, um ACC abzuschätzen, das verwendet wird, um ein Profil von Geschwindigkeit über Position für die Verzögerung unter Sättigung zu erzeugen.

9. Verfahren wie in Anspruch 8 beansprücht, das darüber hinaus die folgenden Schritte umfaßt:

Messen des maximalen Stroms I(max) und der dem maximalen Strom zugeordneten Geschwindigkeit X2(max), während der Beschleunigungsstrom an die Spule angelegt wird; und

Ableiten von I(peak) unter Verwendung von I(max) und X2(max), wobei I(peak) verwendet wird, um den Ausdruck für ACC bei der Erzeugung des Profils von Geschwindigkeit über Position abzuschätzen:

Ispitze = Imax + X2max * Ke * Kemk/Rspule

10. Verfahren wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, das darüber hinaus den Schritt der Abschätzung der Verzögerung der Stellarmanordnung durch einen Verzögerungsstrom in Sättigung umfaßt, welcher umfaßt:

Messen des Widerstands der Spule vor der Suche;

Messen der Spulenstromänderung während des Beschleunigungsabschnitts der Suche;

Feststellen der Geschwindigkeitsänderung während des Beschleunigungsabschnitts der Suche;

Messen des maximalen Stroms in der Spule während des Beschleunigungsabschnitts der Suche; und

Feststellen der dem maximalen Strom in der Spule zugeordneten maximalen Geschwindigkeit während des Beschleunigungsabschnitts der Suche.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Abschätzen der Verzögerung unter Sättigung unter Verwendung der folgenden Formel festgestellt wird:

mit

Lkopf - Entfernung zum Servokopf. Einheit - Meter

SPM - Anzahl von Spuren pro Meter. Einheit - Spuren/Meter

T - Abtastzeit. Einheit - Sekunden/Abtastung

J - Trägheitsmoment. Einheit - Kilogramm-Meter ** 2

ISpitze = Vvers/Rspule + RTreiber

mit

Vvers - Spannung der Stromversorgung. Einheit - Volt

Rspule - Widerstand der Schwingspule. Einheit - Ohm

Igemk - Strom, der während der Verzögerung aufgrund der Gegen-EMK der sich bewegenden Schwingspule verfügbar ist. Einheit - Ampere. Da sich die Spule während der Verzögerung verlangsamt, nimmt der aus der Gegen-EMK verfügbare Strom ab. Deshalb konnte angenommen werden, daß der durchschnittliche Igemk gleich der Hälfte des Igemk ist, der bei jedem Abtastzeitpunkt, bei dem wir den Wert für X1(min) berechnen, verfügbar ist. Die Formel zur Berechnung des Stroms der Gegen- EMK ist:

Igemk = X2(momentan) * Ke * Kemk/2* RSpule

mit

Ke - Der gleiche Wert wie Kt, wobei aber die Einheit Volt/Radiant/Sekunde ist.

Kemk = 1/SPM * Lkopf * T

wobei die Drehmomentkonstante Kt unter Verwendung des gemessenen Spulenwiderstands, der gemessenen Spulenstromänderung während der Beschleunigungsphase und der festgestellten Geschwindigkeitsänderung gemäß der folgenden Formel abgeschätzt wird:

Kt = RSpule * Idelta/X2delta * Kemk

und wobei der Spitzenstrom I(peak) unter Verwendung des gemessenen maximalen Stroms und der festgestellten maximalen Geschwindigkeit für die Beschleunigungsphase der Suche gemäß der folgenden Formel abgeschätzt wird:

Ispitze = Imax + X2max * Ke * Kemk/Rspule

12. Verfahren nach Anspruch 11, das darüber hinaus den Schritt der Messung des Spulenstroms während der Beschleunigungsphase der Suche wenigstens zweimal umfaßt, um I(delta) festzustellen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die der Position des Stellarms am Beginn und am Ende von I(delta) zugeordneten Geschwindigkeiten verwendet werden, um die Geschwindigkeitsänderung X2(delta). aufgrund der Stromänderung zu bestimmen, wobei die Werte von Spulenwiderstand, I(delta) und X2(delta) in der folgenden Formel zur Abschätzung der Drehmomentkonstante verwendet werden:

Kt = RSpule * Idelta/X2delta * Kemk

14. Verfahren nach Anspruch 11, das darüber hinaus die folgenden Schritte umfaßt:

Abschätzen von I(peak) unter Verwendung von I(max) und X2(max), wobei I(peak) verwendet wird, um den Ausdruck für ACC bei der Erzeugung des Profils von Geschwindigkeit über Position abzuschätzen:

Ispitze = Imax + X2max * Ke * Kemk/Rspule

15. Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Stellarmanordnung (20) eines Plattenlaufwerks, wobei die Bewegung der Stellarmanordnung gesteuert wird, indem ein Strom an eine Spule (28) eines dem Stellarm zugeordneten Elektromotors angelegt wird, wobei die Vorrichtung umfaßt:

Mittel zum Auswählen einer gewünschten Zielposition (X1(Ziel)) und einer der gewünschten Zielposition zugeordneten gewünschten Zielgeschwindigkeit;

Mittel zum Anlegen eines Beschleunigungsstroms (1) an die Spule des Elektromotors, um die Stellarmanordnung zu beschleunigen;

Mittel zum Feststellen der Position (X1(momentan)) der Stellarmanordnung und der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition bei einer Vielzahl von Abtastzeitpunkten;

Mittel zum Feststellen der jeder der Positionen der Stellarmanordnung zugeordneten Geschwindigkeit bei jeder der Vielzahl von Abtastzeitpunkten;

Mittel zum Feststellen einer minimalen Entfernung (X1(min)), um die Stellarmanordnung von der jedem der Vielzahl von Abtastzeitpunkten zugeordneten Geschwindigkeit auf die Zielgeschwindigkeit zu verzögern, indem ein Verzögerungsstrom in Sättigung angelegt wird;

Mittel zum Vergleichen der festgestellten minimalen Entfernung mit der Entfernung der Stellarmanordnung von der Zielposition für jeden der Vielzahl von Abtastzeitpunkten; und

Mittel zum Anlegen von in Sättigung wirkendem Verzögerungsstrom an die Spule, sobald die festgestellte minimale Entfernung innerhalb eines ausgewählten Entfernungsbereichs des Stellarms von der Zielposition für den speziellen Abtastzeitpunkt liegt, bis das gewünschte Ziel erreicht wird.