KR100255206B1 - Torque constant calibration method of voice coil motor - Google Patents

Torque constant calibration method of voice coil motor Download PDF

Info

Publication number
KR100255206B1
KR100255206B1 KR1019970022827A KR19970022827A KR100255206B1 KR 100255206 B1 KR100255206 B1 KR 100255206B1 KR 1019970022827 A KR1019970022827 A KR 1019970022827A KR 19970022827 A KR19970022827 A KR 19970022827A KR 100255206 B1 KR100255206 B1 KR 100255206B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
torque constant
gain
disk
section
reverse
Prior art date
Application number
KR1019970022827A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990000128A (en
Inventor
이중호
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970022827A priority Critical patent/KR100255206B1/en
Publication of KR19990000128A publication Critical patent/KR19990000128A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100255206B1 publication Critical patent/KR100255206B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02Driving or moving of heads
    • G11B21/08Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G11B21/085Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs with track following of accessed part
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553Details
    • G11B5/5534Initialisation, calibration, e.g. cylinder "set-up"
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553Details
    • G11B5/5547"Seek" control and circuits therefor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00Record carriers by type
    • G11B2220/20Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508Magnetic discs
    • G11B2220/2516Hard disks

Abstract

PURPOSE: A method for calibrating a torque constant of a VCM(Voice Coil Motor) is provided to multiply torque constant gains having different values by a control output value of the VCM. Therefore, it is possible to calibrate the difference between the measured torque constant and a torque constant used for a servo design. Also, the stability of a servo control can be accomplished. CONSTITUTION: A microprocessor successively seeks disk sections in a forward direction to generate torque constant gains each the first seeking section, and successively seeks the disk sections in a reverse direction to generate reverse torque constant gains each the second seeking section. The microprocessor performs a swapping for the torque constant gains in the forward/reverse directions, and calculates torque constant gain slopes of each section in the forward/reverse directions, then stores the calculated torque constant gain slopes. The microprocessor generates torque constant gains corresponding to cylinder information from the torque constant gain slopes, and multiplies the torque constant gains by a control output value, then calibrates torque constants.

Description

보이스 코일 모터의 토크상수 보상(CALIBRATION)방법Torque constant compensation method of voice coil motor

본 발명은 자기 디스크 구동장치의 서보제어계에 관한 것으로, 특히 디스크면의 각 실린더에 따라 서로 다른 값을 가지는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor)의 토크상수를 보상하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a servo control system of a magnetic disk drive apparatus, and more particularly, to a method for compensating torque constants of a voice coil motor having a different value according to each cylinder of a disk surface.

하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive), 플로피 디스크 드라이브(Floppy Disk Drive)등과 같은 자기 디스크 구동장치는 오늘날 컴퓨터시스템의 보조기억장치로서 널리 사용되고 있다. 그중에서도 특히 하드 디스크 드라이브는 대량의 데이타를 안정되게 저장할 수 있을 뿐만아니라 고속으로 데이타를 액세스(access)할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 통상적으로 하드 디스크 드라이브는 도 1에 도시한 바와 같이 내부의 스핀들모터(spindle motor)(22)에 의해 고속으로 회전하는 디스크(2)와, 상기 디스크(2)면의 트랙에 데이타를 기록 또는 기록된 데이타를 재생하기 위한 자기헤드(이하 헤드라함)(4)가 부착된 액츄에이터(actuator)(20)를 구비하고 있다. 상기 액츄에이터(20)는 피봇축(10)을 중심으로 회전 가능케 설치하고 그 일단에 설치된 보빈(bobbin)(12) 및 코일이 보이스코일모터(Voice Coil Motor:이하 VCM이라함)(18)의 작동에 의해 이동함에 따라 타측선단의 서스팬션(6) 종단에 부착된 헤드(4)가 디스크(2) 양단으로 이동하면서 디스크(2)면의 트랙에 데이타를 기록하거나 재생하게 된다. 이때 디스크(2)의 양단으로 이동하는 서스팬션(6) 종단에 부착된 헤드(4)는 디스크(2)의 고속회전으로 인해 발생되는 기류에 의해 상승되어 미세한 부상높이를 유지한체 이동한다.Magnetic disk drives, such as hard disk drives, floppy disk drives, and the like, are widely used as auxiliary storage devices in computer systems today. In particular, hard disk drives have the advantage of being able to stably store large amounts of data as well as accessing data at high speed. In general, a hard disk drive records or records data on a disk 2 that is rotated at high speed by an internal spindle motor 22 and a track on the surface of the disk 2, as shown in FIG. An actuator 20 is provided with a magnetic head 4 (hereinafter referred to as a head) 4 for reproducing the data. The actuator 20 is rotatably installed about the pivot shaft 10 and bobbin 12 and a coil installed at one end thereof operate the voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 18. As the head moves, the head 4 attached to the end of the suspension 6 at the other end moves to both ends of the disc 2, and records or reproduces data on the track of the disc 2 surface. At this time, the head 4 attached to the end of the suspension 6, which moves to both ends of the disk 2, is lifted by the airflow generated by the high speed rotation of the disk 2, and moves while maintaining a fine floating height.

상술한 기구적 구성을 갖는 일반적인 하드 디스크 드라이브에서는 데이타의 기록과 재생을 위해 헤드(4)가 디스크(2)상의 특정 위치로 이동하고 그위치를 유지하는 능력이 요구된다. 또한 응용 프로그램의 크기기 커지고 탐색시간이 빨라지는 추세를 감안하면 하드 디스크 드라이브의 평균 탐색시간과 위치유지특성(즉, 트랙추종특성)은 제품의 전반적인 성능을 결정하는 중요한 요소로서 작용한다. 이러한 평균 탐색시간과 위치유지특성을 제어하는 요소로서, 기구적으로는 VCM(18)을 들 수 있고, 회로적으로는 펌웨어(firmware)를 포함하는 서보제어계를 들 수 있다. 그 중에서도 VCM(18)은 실제 데이타의 기록 및 재생을 담당하는 헤드(4)를 종단에 부착하고 있는 액츄에이터(20)의 이동을 담당하며, 자기장을 형성해 주는 영구자석과, 자기장의 통로가 되는 요크 플레이트와, 전류를 흘려 액츄에이터(20)의 움직임을 유발하는 권선 코일로 구성된다. 이러한 구성을 갖는 VCM(18)의 토크 상수(Torque Constant:이하 Kt라함)는 하기 수학식 1로서 표현되어진다.In a typical hard disk drive having the above-described mechanical structure, the ability for the head 4 to move to and hold a specific position on the disk 2 is required for recording and reproducing data. In addition, given the trend of larger applications and faster seek times, the average seek time and location maintenance (ie track tracking) of a hard disk drive are important factors in determining the overall performance of the product. As an element for controlling such average search time and position holding characteristic, VCM 18 can be mechanically mentioned, and a servo control system including firmware can be mentioned as a circuit. In particular, the VCM 18 is responsible for the movement of the actuator 20 attached to the end of the head 4, which is responsible for recording and reproducing the actual data, and a permanent magnet for forming a magnetic field, and a yoke that is a passage for the magnetic field. It consists of a plate and a winding coil which flows an electric current and induces the movement of the actuator 20. The torque constant (hereinafter referred to as Kt) of the VCM 18 having such a configuration is represented by the following equation (1).

Kt = Bg * Le * R * NcKt = Bg * Le * R * Nc

Bg:자속밀도,Bg: magnetic flux density,

Le:코일의 턴-당 유효길이Le: Effective length per turn of coil

R:토크-암(arm) 길이R: Torque-arm length

Nc:권선 코일의 턴(turn)수Nc: Number of turns of the winding coil

이상적인 VCM(18)의 토크상수 Kt는 디스크(2)면 전체에 대하여 균일해야 하나 영구자석에 의해 형성되는 자기장밀도의 불균일성, 스핀들모터(22)나 액츄에이터 FPC(Flexible Printed Circuit)에 의한 손실, 액츄에이터(20) 베어링의 마찰(friction)등 여러가지 외란요소에 의해 실제로는 토크상수 Kt가 액츄에이터(20) 회전각에 따라 차이가 발생하게 된다. 즉, 디스크(2)면의 데이타영역 양쪽 부근(ID,OD)에서는 토크상수 Kt가 작고 중앙부근에서는 토크상수 Kt가 최대가 된다. 이와 같이 디스크(2)면의 위치에 따라 서로 다른 값을 가지는 토크상수 Kt를 보상하기 위해 종래 하드 디스크 드라이브에서는 일정한 거리의 탐색동작을 여러 번 반복수행하여 소정 구간에서 토크상수 Kt의 평균값을 산출하였다. 그러나 일정한 거리의 탐색동작만을 반복수행하여 산출된 토크상수 Kt값은 해당 구간에서만 유효한 값으로서, 토크상수 Kt값이 디스크(2) 전 구간에 걸쳐 일정하지 않은 통상적인 드라이브에서는 서보제어의 불안정성을 피할 수 없게 된다. 그 이유는 서보 디자인시 VCM(18) 모델링의 기본값으로 사용되는 토크상수 Kt가 드라이브마다 동일할 수 없기(동일 드라이브에서도 각 실린더에 따라 차이가 있음) 때문이다. 따라서 실제 하드 디스크 드라이브의 토크상수 Kt가 서보 디자인시에 사용된 것과 차이가 많으면 추정기(estimator)에서 계산된 서보정보와 실제 시스템에서 재생된 서보정보 사이에는 커다란 오차가 발생하게 되므로 서보제어가 불가능하게 된다.The torque constant Kt of the ideal VCM 18 should be uniform over the entire surface of the disk 2, but the nonuniformity of the magnetic field density formed by the permanent magnet, the loss by the spindle motor 22 or the actuator flexible printed circuit (FPC), the actuator (20) Due to various disturbance factors such as friction of the bearing, a difference in torque constant Kt actually occurs depending on the rotation angle of the actuator 20. In other words, the torque constant Kt is small in both of the data areas (ID, OD) on the disk 2 surface, and the torque constant Kt is maximum in the vicinity of the center. As described above, in order to compensate torque constants Kt having different values according to the position of the disk 2 surface, in the conventional hard disk drive, the search value of the constant distance is repeatedly performed several times to calculate the average value of torque constants Kt in a predetermined section. . However, the torque constant Kt value calculated by repeating only a certain distance search operation is valid only in the corresponding section, and instability of servo control is avoided in a typical drive where the torque constant Kt value is not constant over the entire disc 2 section. It becomes impossible. This is because the torque constant Kt, which is used as a default for modeling the VCM 18 in the servo design, cannot be the same for each drive (even in the same drive, it is different for each cylinder). Therefore, if the torque constant Kt of the actual hard disk drive differs from that used in the servo design, a large error occurs between the servo information calculated by the estimator and the servo information reproduced in the actual system, thereby making the servo control impossible. do.

따라서 본 발명의 목적은 자기 디스크 구동장치에 있어서 서보제어시 기본이 되는 VCM(18)의 토크상수를 전 실린더에 대하여 측정하고, 측정된 토크상수들과 서보 설계시 사용한 토크상수와의 차이(즉, 토크상수 게인)를 보상하여 서보제어의 안정을 기할 수 있는 토크상수 보상방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to measure the torque constant of the VCM 18, which is the basis for servo control in a magnetic disk drive, for all cylinders, and to determine the difference between the measured torque constants and the torque constant used in the servo design. And torque constant gain) to provide a stable torque constant compensation method.

기록매체인 디스크와, 상기 디스크면에 소정의 데이타를 기록하고 기록된 데이타를 재생하는 트랜듀서와, 상기 트랜듀서를 상기 디스크상에서 이동시키는 액츄에이터를 가지는 자기 디스크 구동장치에 있어서,A magnetic disk drive apparatus comprising a disk which is a recording medium, a transducer for recording predetermined data on the disk surface and reproducing the recorded data, and an actuator for moving the transducer on the disk.

다수개로 구획된 디스크 구간들을 정방향으로 순차 탐색하면서 제1탐색구간별 토크상수 게인을 산출하고, 상기 디스크 구간들을 역방향으로 순차 탐색하면서 제2탐색구간별 역방향 토크상수 게인을 산출하는 과정과,Calculating a torque constant gain for each first search section while sequentially searching a plurality of partitioned disk sections in a forward direction, and calculating a reverse torque constant gain for each second search section while sequentially searching the disk sections in a reverse direction;

상기 디스크의 각 구간에서 산출된 정방향 및 역방향 토크상수 게인들을 서로 스웹핑하여 각 구간에서의 정방향 및 역방향 토크상수 게인 기울기를 계산하여 저장하는 과정과,Swept the forward and reverse torque constant gains calculated in each section of the disk with each other to calculate and store forward and reverse torque constant gain gradients in each section;

서보제어시 상기 토크상수 게인 기울기로부터 현재 트랜듀서가 위치한 실린더정보에 대응되는 토크상수 게인을 산출하여 제어출력값에 승산함으로서 토크상수를 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.In the servo control, the torque constant gain is calculated from the torque constant gain inclination corresponding to the cylinder information at which the transducer is located and multiplied by the control output value to compensate for the torque constant.

도 1은 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 사시도.1 is a perspective view of a hard disk drive that is a magnetic disk drive.

도 2는 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 일반적인 블럭구성도.2 is a general block diagram of a hard disk drive that is a magnetic disk drive.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스크(2) 구획도.3 is a block diagram of a disk 2 according to an embodiment of the present invention.

도 4는 전원 온(Power On)시 수행되는 일반적인 초기화 수행흐름도.4 is a general initialization flow chart performed at power on.

도 5는 도 4중 본 발명의 일실시예에 따른 토크상수_게인 산출을 위한 탐색루틴 수행흐름도.5 is a search routine execution flowchart for calculating torque constant_gain according to an embodiment of the present invention of FIG. 4.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 토크상수(Kt) 보상과정을 설명하기 위한 마이크로 프로세서(30)의 제어흐름도.6 is a control flowchart of the microprocessor 30 for explaining the torque constant (Kt) compensation process according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명 및 첨부도면에서 디스크면의 분할 구간 갯수와, 탐색수행횟수 및 구체적인 처리흐름등과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명하다 할 것이다. 그리고 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the annexed drawings, many specific details are set forth in order to provide a more general understanding of the invention, such as the number of partition sections on the disk surface, the number of searches performed, and the specific processing flow. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In the following description, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 2는 자기 디스크 구동장치인 하드 디스크 드라이브의 일반적인 블럭구성도를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 마이크로 프로세서(30)는 상기 마이크로 프로세서(30)의 소정 제어 프로그램 및 추정기 알고리즘을 저장하고 있는 프로그래머블 롬(Programable Read Only Memory:이하 PROM이라함)(32)과, 스태틱 램(Static Random Access Memory:이하 sram이라함)(34)에 접속되어 드라이브의 전반적인 동작을 제어한다. 헤드(4)는 액츄에이터의 일단에 부착되어 기록매체인 디스크(2)상에서 수평운동을 수행하고 상기 디스크(2)면에/면으로부터 데이타를 기록 및 재생한다. 일단에 헤드(4)가 부착된 액츄에이터의 타단에 위치하는 VCM(Voice Coil Motor)(18)은 인가되는 전류레벨 및 방향에 대응하여 디스크(2)상에서 수평구동한다. 스핀들모터(22)는 모터구동기(40)로부터 입력되는 제어신호에 따라 구동축에 장착된 디스크(2)를 회전시킨다. VCM구동기(36)는 상기 VCM(18)에 연결되어 상기 VCM(18)의 구동을 제어한다. DAC(Digital-To-Analog Converter)(38)는 상기 마이크로 프로세서(30)와 상기 VCM구동기(36)에 연결되어 마이크로 프로세서(30)로부터 디지탈 제어입력신호 U(k)를 입력받아 이를 아나로그신호로 변환하여 상기 VCM구동기(36)로 출력한다.Figure 2 shows a general block diagram of a hard disk drive that is a magnetic disk drive. Referring to FIG. 2, the microprocessor 30 may include a programmable read memory 32 that stores a predetermined control program and an estimator algorithm of the microprocessor 30, and a static RAM (PROM). Static random access memory (hereinafter referred to as sram) 34 to control the overall operation of the drive. The head 4 is attached to one end of the actuator to perform horizontal movement on the disc 2, which is a recording medium, and to record and reproduce data on / from the disc 2 surface. The voice coil motor (VCM) 18 located at the other end of the actuator with the head 4 attached to one end is horizontally driven on the disk 2 in correspondence with the applied current level and direction. The spindle motor 22 rotates the disk 2 mounted on the drive shaft in accordance with a control signal input from the motor driver 40. The VCM driver 36 is connected to the VCM 18 to control the driving of the VCM 18. A digital-to-analog converter (DAC) 38 is connected to the microprocessor 30 and the VCM driver 36 to receive a digital control input signal U (k) from the microprocessor 30 and to output the analog signal. Convert to and outputs to the VCM driver (36).

한편 모터구동기(40)는 스핀들모터(22)와 마이크로 프로세서(30)에 연결되며 상기 마이크로 프로세서(30)의 제어를 받아 스핀들모터(22)의 구동을 제어한다. 전치증폭기(Pre-Ampflier)(42)는 헤드(4)에 연결되어 재생된 신호를 증폭하여 출력하고 기록할 입력신호를 상기 헤드(4)로 출력한다. 리드/라이트 채널회로(44)는 마이크로 프로세서(30), 전치증폭기(42) 및 인터페이스 제어부(50)에 연결되며 상기 마이크로 프로세서(30)의 제어하에 상기 인터페이스 제어부(50)로부터 기록데이타를 입력받아 이를 인코딩하여 전치증폭기(42)로 출력한다. 또한 리드/라이트 채널회로(44)는 전치증폭기(42)로부터 입력되는 아나로그 재생신호를 디지탈 변환하여 엔코디드 리드 데이타(Encoded Read Data:ERD)로 출력한다. ADC(Analog-To-Digital Converter)(48)는 상기 리드/라이트 채널회로(44)에 연결되어 아나로그 서보재생신호를 입력받으며 이를 PES로 디지탈 변환하여 상기 마이크로 프로세서(30)로 출력한다. 게이트 어레이(Gate Array)(46)는 상기 리드/라이트 채널회로(44)에 연결되어 ERD신호를 입력받으며 상기 ERD신호로부터 상기 디스크(2)의 서보영역내 그레이코드등의 각 서보정보를 검출하여 출력한다. 인터페이스 제어부(50)는 외부데이타 입력장치(예를들면 호스트컴퓨터)와 디스크(2)사이에 데이타를 송수신한다.The motor driver 40 is connected to the spindle motor 22 and the microprocessor 30 and controls the driving of the spindle motor 22 under the control of the microprocessor 30. A pre-amplifier 42 is connected to the head 4 to amplify and output the reproduced signal and output an input signal to the head 4 to be recorded. The read / write channel circuit 44 is connected to the microprocessor 30, the preamplifier 42, and the interface controller 50 and receives recording data from the interface controller 50 under the control of the microprocessor 30. This is encoded and output to the preamplifier 42. The read / write channel circuit 44 digitally converts the analog reproduction signal input from the preamplifier 42 and outputs the encoded read data as encoded read data (ERD). An analog-to-digital converter (ADC) 48 is connected to the read / write channel circuit 44 to receive an analog servo reproduction signal, and digitally converts it to PES and outputs it to the microprocessor 30. A gate array 46 is connected to the read / write channel circuit 44 to receive an ERD signal and detects and outputs servo information such as gray codes in the servo region of the disk 2 from the ERD signal. do. The interface controller 50 transmits and receives data between an external data input device (for example, a host computer) and the disk 2.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디스크(2) 구획도를 도시한 것이다. 도 3에서 ID(Inner Diameter)와 OD(Outer Diameter)는 각각 디스크(2)면의 내주와 외주를 표시한 것이며, 각 디스크(2)면은 도 2에 도시한 바와 같이 6개의 구간으로 분할되어 있다. 그리고 디스크(2)면을 6개의 구간으로 분할하기 위해 사용된 넘버 1∼7은 후술하는 탐색루틴 수행을 위해 미리 설정되어 있는 이슈(issue)지점을 나타내는 위치정보 값이다. 한편 도 3에서 S.C(Segment Cylinder)는 각 구간의 중앙에 위치하는 실린더를 나타내며, 이는 산출된 토크상수_게인값(이하 Kt_게인값이라함)을 이용하여 해당 구간에서의 ID와 OD방향 슬로프(slope)를 구하는데 이용된다.3 shows a partition diagram of a disc 2 according to an embodiment of the invention. In FIG. 3, ID (Inner Diameter) and OD (Outer Diameter) indicate the inner circumference and outer circumference of the disk 2 surface, respectively, and each disk 2 surface is divided into six sections as shown in FIG. 2. have. Numbers 1 to 7 used for dividing the disk 2 surface into six sections are position information values indicating issue points that are set in advance for performing a search routine described later. Meanwhile, in FIG. 3, the SC (segment cylinder) indicates a cylinder located at the center of each section, and this is an ID and OD direction slope in the corresponding section using the calculated torque constant_gain value (hereinafter referred to as Kt_gain value). It is used to find the slope.

도 4는 전원 온(Power On)시 수행되는 일반적인 초기화 수행흐름도를 도시한 것으로, 전원이 "온"되면 마이크로 프로세서(30)는 60단계에서 드라이브동작에 필요한 변수들을 초기화시킨후 62단계로 진행한다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 62단계에서 파킹 존에 래치(latch)되어 있는 헤드를 언래칭(unlatching)시킨후 64단계로 진행하여 디스크(2)면 전 실린더에 대해 Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴(Seek Routine)을 수행한다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 상기 탐색루틴 수행후 일련의 초기화동작이 완료되었으면 대기모드로 전환한다. 이하 상기 Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 수행과정을 도 3 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a general initialization execution performed at power on. When the power is “on”, the microprocessor 30 initializes variables necessary for the drive operation in step 60 and proceeds to step 62. . After that, the microprocessor 30 unlatches the head latched in the parking zone in step 62, and then proceeds to step 64, and the search routine for calculating Kt_gain for all cylinders of the disk 2 surface. Perform (Seek Routine). After the completion of the search routine, the microprocessor 30 switches to the standby mode. Hereinafter, a search routine performing process for calculating Kt_gain will be described with reference to FIGS. 3 and 5.

도 5는 도 4중 본 발명의 일실시예에 따른 Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 수행흐름도를 도시한 것이다. 우선 도 5를 참조하면, 마이크로 프로세서(30)는 본 발명의 일실시예에 따른 Kt_게인 산출을 위해 70단계에서 제1기준지점(이슈지점 2)으로 이동한후 72단계로 진행하여 정방향(forward) 탐색을 시작한다. 이때 정방향 탐색의 의미는 도 3에 도시된 디스크(2) 구획도의 OD방향에서 ID방향으로의 탐색을 의미하는 것으로 기 설정된 제1구간별(2구간, 4구간, 6구간)로 정방향 탐색을 수행해 나가는 것이다. 즉, 마이크로 프로세서(30)는 72단계에서 이슈지점 2(X1)→4(X2)→6(X)순으로 정방향 탐색을 시작한다. 그리고 마이크로 프로세서(30)는 정방향 탐색시 74단계로 진행하여 구획된 각 구간들(2구간,4구간)에서 Kt_게인을 산출하고, 그 값을 각각 2구간과 4구간의 정방향 Kt_게인으로 저장한다. 상기 Kt_게인을 산출하는 방법은 일정거리동안 헤드(4)가 움직인 거리를 서보 디자인시 설정된 기준값으로 나누어 구할 수 있다. 즉, 탐색을 시작하기 전에 추정기의 스테이트(state) 업데이트된 헤드위치(이를 A1이라 하면)를 저장한후 일정한 수의 서보섹터 카운팅 완료후의 헤드위치(이를 A2라 하면)를 가져온다. 이러한 경우 액츄에이터(20)의 가속도는 절대치 |A2-A1|이 된다. 이후 서보 디자인시에 사용되었던 기준 가속도(

Figure kpo00001
)를 이용하여 하기 수학식 2에 의해 Kt_게인을 산출한다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a search routine execution for calculating Kt_gain according to an embodiment of the present invention. First, referring to FIG. 5, the microprocessor 30 moves to the first reference point (issue point 2) in step 70 to calculate Kt_gain according to an embodiment of the present invention. ) Start searching. In this case, the forward search means a search from the OD direction to the ID direction of the partition diagram of the disk 2 shown in FIG. 3, and the forward search is performed for each of the preset first sections (2 sections, 4 sections, 6 sections). It is to carry out. That is, the microprocessor 30 starts the forward search in the order of issue point 2 (X1)-> 4 (X2)-> 6 (X) in step 72. In the forward search, the microprocessor 30 proceeds to step 74 and calculates Kt_gain in each partitioned section (2 sections and 4 sections), and converts the value to the forward Kt_ gain of 2 sections and 4 sections, respectively. Save it. The method of calculating the Kt_gain may be obtained by dividing the distance that the head 4 moves for a predetermined distance by a reference value set in the servo design. That is, before starting the search, the state updated head position of the estimator (if A1) is stored and the head position after completion of a certain number of servo sector counting is obtained (this is A2). In this case, the acceleration of the actuator 20 becomes the absolute value | A2-A1 |. Since the reference acceleration used in servo design
Figure kpo00001
Kt_Gain is calculated by the following equation (2).

Figure kpo00002
/|A2-A1|
Figure kpo00002
/ | A2-A1 |

한편 마이크로 프로세서(30)는 76단계에서 정방향 탐색이 종료되었으면 78단계로 진행하여 역방향 탐색을 시작한다. 상기 역방향 탐색이란 디스크(2)면 ID에서 OD방향으로의 탐색을 의미한다. 역방향 탐색시 마이크로 프로세서(30)는 80단계로 진행하여 기 설정된 제2구간들(5구간,3구간)에서 Kt_게인을 산출하고, 그 값을 각각 5구간과 3구간의 역방향 Kt_게인으로 저장한다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 82단계로 진행하여 역방향 탐색이 종료되었는가를 검사하여 종료되었으면 84단계로 진행하여 정방향(혹은 역방향) 탐색수행횟수가 2 미만인가를 검사한다. 검사결과 정방향 탐색수행횟수가 2 미만이면 마이크로 프로세서(30)는 86단계로 진행하여 제2기준지점(이슈지점 1)으로 이동한후 72단계로 되돌아간다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 상술한 72단계 내지 82단계를 반복 수행함으로서 두번째 정방향 탐색으로 1구간, 3구간, 5구간의 정방향 Kt_게인을 산출할 수 있고, 두번째 역방향 탐색으로 6구간, 4구간, 2구간의 역방향 Kt_게인을 산출할 수 있게 된다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 84단계에서 정방향(혹은 역방향) 탐색수행 횟수가 2가 되므로 88단계로 진행하여 6구간의 정방향 Kt_게인과 1구간의 역방향 Kt_게인을 산출한다. 그 이유는 상술한 바와 같은 2회의 탐색수행으로 6구간의 정방향 Kt_게인과 1구간의 역방향 Kt_게인을 산출할 수 없기 때문이다. 따라서 마이크로 프로세서(30)는 88단계에서 6구간의 역방향 Kt_게인을 6구간의 정방향 Kt_게인으로 쉬프트시키고, 1구간의 정방향 Kt_게인을 1구간의 역방향 Kt_게인으로 쉬프트시킴으로서 6개로 구획된 디스크(20)면 전체에 대하여 정방향(ID방향) 및 역방향(OD방향)으로의 Kt_게인을 산출할 수 있게 된다. 이후 마이크로 프로세서(30)는 90단계로 진행하여 상기 과정들로부터 산출된 정방향 및 역방향 Kt_게인들을 스웹핑(swapping)하여 테이블에 저장한다. 그 이유는 다음과 같다.On the other hand, if the forward search is completed in step 76, the microprocessor 30 proceeds to step 78 to start the backward search. The backward search means a search in the OD direction from the disk ID surface ID. In the reverse search, the microprocessor 30 proceeds to step 80 to calculate Kt_gain in the preset second sections (5 sections and 3 sections), and converts the value into the reverse Kt_ gain of 5 sections and 3 sections, respectively. Save it. Thereafter, the microprocessor 30 proceeds to step 82 and checks whether the backward search is completed. If so, the microprocessor 30 proceeds to step 84 to check whether the number of forward (or reverse) search executions is less than two. As a result of the inspection, if the number of forward search execution times is less than 2, the microprocessor 30 proceeds to step 86, moves to the second reference point (issue point 1), and returns to step 72. Thereafter, the microprocessor 30 may calculate the forward Kt_gain of one section, three sections, and five sections by the second forward search by repeatedly performing the above steps 72 to 82, and the six reverse sections and the four sections by the second reverse search. It is possible to calculate the reverse Kt_gain of 2 sections. Since the number of forward (or reverse) searches is 2 in step 84, the microprocessor 30 proceeds to step 88 to calculate the forward Kt_ gain of 6 sections and the backward Kt_ gain of 1 section. This is because the forward Kt_gain of 6 sections and the reverse Kt_gain of 1 section cannot be calculated by the two search operations described above. Therefore, in step 88, the microprocessor 30 partitions the six-section backward Kt_gain into six sections of forward Kt_gain and shifts the one-section forward Kt_gain into one section of backward Kt_gain to six sections. Kt_gain in the forward direction (ID direction) and in the reverse direction (OD direction) can be calculated for the entire disk 20 surface. Thereafter, the microprocessor 30 proceeds to step 90 and swipes forward and backward Kt_gains calculated from the above processes and stores them in a table. The reason for this is as follows.

Kt_게인은 통상적으로 액츄에이터(20)의 감속모드(decel mode)와 등속모드(linear velocity mode)에서 주로 영향을 미치게 된다. 따라서 정방향 1구간에서 산출된 Kt_게인은 사실상 1구간에서 역방향 탐색시 감속과 등속모드 부분에서 사용해야 할 값이므로, 1구간의 정방향 Kt_게인은 1구간 역방향 Kt_게인으로 저장되어야 한다. 또한 역방향 6구간에서 산출된 Kt_게인은 6구간의 정방향 탐색시 감속과 등속모드에서 사용해야 하므로, 6구간의 역방향 Kt_게인은 6구간 정방향 Kt_게인으로 저장되어야 한다. 이와 같이 정방향과 역방향 탐색시에 산출된 Kt_게인들을 서로 스웹핑하여 테이블에 저장한 마이크로 프로세서(30)는 이후 92단계로 진행하여 각 구간에서의 정방향(ID)과 역방향(OD) 기울기를 계산하고 이를 SRAM(34)에 저장한다. 상기 기울기를 계산하는 방법은 각 구간의 중앙실린더를 세그먼트 실린더 S.C로 삼고 상기에서 산출한 Kt_게인을 이용하면 각 구간에서의 정방향(ID)과 역방향(OD) 기울기를 계산할 수 있으므로 디스크(2)면 전체 실린더의 Kt_게인을 산출할 수 있게 된다.The Kt_gain is typically mainly affected in the deceleration mode and the linear velocity mode of the actuator 20. Therefore, since the Kt_gain calculated in the forward 1 section is actually a value to be used in the deceleration and constant velocity mode parts in the reverse search in the 1 section, the forward Kt_ gain in the 1 section should be stored as the reverse Kt_ gain in the 1 section. In addition, the Kt_gain calculated in 6 reverse sections should be used in the deceleration and constant velocity modes during forward search of 6 sections. Therefore, the reverse Kt_gain of 6 sections should be stored as the forward Kt_ gain of 6 sections. As described above, the microprocessor 30 swept the Kt_gains calculated in the forward and reverse directions and stores them in a table, and then proceeds to step 92 to calculate the forward and backward gradients in each section. And store it in the SRAM 34. In the method of calculating the inclination, the center cylinder of each section is used as the segment cylinder SC, and using the Kt_gain calculated above, the inclination of the forward (ID) and the reverse (OD) in each section can be calculated. The Kt_gain of the entire cylinder can be calculated.

상술한 바와 같이 디스크(2)면 전체 실린더의 Kt_게인을 산출한 마이크로 프로세서(30)는 초기화루틴으로 리턴하여 일련의 초기화동작에 따른 동작을 수행한후 대기모드로 전환한다. 이하 디스크(2)면 전체 실린더에 대해 산출된 Kt_게인을 이용하여 토크상수 Kt를 보상하는 과정을 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.As described above, the microprocessor 30 that calculates the Kt_gain of the entire cylinder of the disk 2 surface returns to the initialization routine and performs an operation according to a series of initialization operations, and then switches to the standby mode. Hereinafter, a process of compensating the torque constant Kt by using the Kt_gain calculated for the entire cylinder of the disk 2 surface will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 토크상수 Kt보상과정을 설명하기 위한 마이크로 프로세서(30)의 제어흐름도를 도시한 것으로, 토크상수 Kt 보상과정은 탐색이 시작되는 부분부터 온-트랙(on-track)되기 직전까지 매 서보 인터럽트 발생시마다 이루어진다. 즉, 트랙탐색모드에서 마이크로 프로세서(30)는 94단계를 통해 서보 인터럽트가 발생하는가를 검사한다. 검사결과 서보 인터럽트가 발생하면 마이크로 프로세서(30)는 96단계로 진행하여 현재 헤드의 위치정보를 이용하여 상기 Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 결과를 보간(interpolation)하여 해당 실린더에 대응되는 Kt_게인을 산출한다. 그리고 마이크로 프로세서(30)는 다시 98단계로 진행하여 산출된 Kt_게인을 제어출력값 U(k)에 승산하여 출력한다. 이와 같이 서보 인터럽트 발생시마다 현재 헤드의 위치에 대응되는 Kt_게인을 승산하여 VCM(18)에 출력함으로서 헤드(4)의 위치에 따라 서로 다른 값을 가지는 토크상수의 차이를 보상할 수 있다.FIG. 6 illustrates a control flow diagram of the microprocessor 30 for explaining the torque constant Kt compensation process according to an embodiment of the present invention, and the torque constant Kt compensation process is performed on-track from the beginning of the search. until each servo interrupt occurs until just before it is tracked. That is, in the track search mode, the microprocessor 30 checks whether a servo interrupt occurs in step 94. As a result of the test, when the servo interrupt occurs, the microprocessor 30 proceeds to step 96 and interpolates the search routine result for calculating the Kt_gain using the current head position information, and then Kt_gain corresponding to the corresponding cylinder. To calculate. The microprocessor 30 then multiplies the control output value U (k) by outputting the Kt_gain calculated in step 98 again. As such, by multiplying the Kt_gain corresponding to the current head position every time the servo interrupt is generated and outputting it to the VCM 18, it is possible to compensate for the difference in torque constants having different values according to the position of the head 4.

한편 제어출력값 U(k)에 승산되는 Kt_게인은 현재의 드라이브모드에 따라 가변된다. 즉, 헤드(4)의 언래칭 탐색부터 Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 수행 전까지는 디폴트 테이블(default table)을 사용하여 만든 Kt_게인을 이용하고, Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 수행중에는 등속모드와 정착모드에서 1.1을 승산하여 제어출력값 U(k)를 출력하고, Kt_게인 산출을 위한 탐색루틴 완료후에는 당해 탐색루틴에서 업데이트된 테이블값으로 보간처리된 Kt_게인을 제어출력값 U(k)에 승산하여 출력함으로서 트랙탐색시의 토크상수 Kt를 보상할 수 있다.On the other hand, the Kt_gain multiplied by the control output value U (k) varies depending on the current drive mode. That is, from the unlatching search of the head 4 until the search routine for calculating the Kt_gain is used, the Kt_gain made using the default table is used, and the constant velocity is performed during the search routine for the Kt_gain calculation. In mode and fixation mode, 1.1 is multiplied to output the control output value U (k) .After completion of the search routine for calculating Kt_gain, the output output U (k) interpolated with the updated table value is converted to the control output value U (k). By multiplying by k) and outputting it, the torque constant Kt at the time of track search can be compensated.

상술한 바와 같이 본 발명은 탐색방향에 따라 서로 다른 값을 가지는 토크상수_게인을 보이스 코일 모터의 제어출력값에 승산함으로서 서보제어계 디자인시 설정된 토크상수와의 차이를 보상하여 서보제어의 정확성을 기할 수 있는 잇점이 있다.As described above, the present invention multiplies the torque constant_gain having a different value according to the search direction by the control output value of the voice coil motor to compensate for the difference from the torque constant set when designing the servo control system, thereby ensuring the accuracy of the servo control. There is an advantage.

Claims (3)

기록매체인 디스크와, 상기 디스크면에 소정의 데이타를 기록하고 기록된 데이타를 재생하는 트랜듀서와, 상기 트랜듀서를 상기 디스크상에서 이동시키는 액츄에이터를 가지는 자기 디스크 구동장치에 있어서,A magnetic disk drive apparatus comprising a disk which is a recording medium, a transducer for recording predetermined data on the disk surface and reproducing the recorded data, and an actuator for moving the transducer on the disk. 다수개로 구획된 디스크 구간들을 정방향으로 순차 탐색하면서 제1탐색구간별 토크상수 게인을 산출하고, 상기 디스크 구간들을 역방향으로 순차 탐색하면서 제2탐색구간별 역방향 토크상수 게인을 산출하는 과정과,Calculating a torque constant gain for each first search section while sequentially searching a plurality of partitioned disk sections in a forward direction, and calculating a reverse torque constant gain for each second search section while sequentially searching the disk sections in a reverse direction; 상기 디스크의 각 구간에서 산출된 정방향 및 역방향 토크상수 게인들을 서로 스웹핑하여 각 구간에서의 정방향 및 역방향 토크상수 게인 기울기를 계산하여 저장하는 과정과,Swept the forward and reverse torque constant gains calculated in each section of the disk with each other to calculate and store forward and reverse torque constant gain gradients in each section; 서보제어시 상기 토크상수 게인 기울기로부터 현재 트랜듀서가 위치한 실린더정보에 대응되는 토크상수 게인을 산출하여 제어출력값에 승산함으로서 토크상수를 보상하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 토크상수 보상방법.Torque constant compensation method comprising the step of compensating the torque constant by multiplying the control output value by calculating the torque constant gain corresponding to the cylinder information of the current transducer is located from the torque constant gain slope during servo control. 제1항에 있어서, 상기 토크상수 게인은 서보제어계 설계시 단위시간동안 상기 액츄에이터가 이동한 거리를 각 탐색구간에서 단위시간동안 상기 액츄에이터가 실제 이동한 거리로 나누어 산출함을 특징으로 하는 토크상수 보상방법.The torque constant compensation as claimed in claim 1, wherein the torque constant gain is calculated by dividing a distance traveled by the actuator during a unit time by a distance traveled by the actuator for a unit time in each search section. Way. 제2항에 있어서, 상기 정방향 및 역방향 토크상수 게인의 기울기는 상기 디스크의 각 구간의 중앙값을 세그먼트 실린더로 설정한후 해당 구간별 산출된 양방향 토크상수를 이용하여 정방향 및 역방향 토크상수 게인의 기울기를 산출함을 특징으로 하는 토크상수 보상방법.3. The slope of the forward and reverse torque constant gains according to claim 2, wherein the slope of the forward and reverse torque constant gains is set by using a bidirectional torque constant calculated for each section after setting the median value of each section of the disc as a segment cylinder. Torque constant compensation method characterized in that the calculation.
KR1019970022827A 1997-06-03 1997-06-03 Torque constant calibration method of voice coil motor KR100255206B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970022827A KR100255206B1 (en) 1997-06-03 1997-06-03 Torque constant calibration method of voice coil motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970022827A KR100255206B1 (en) 1997-06-03 1997-06-03 Torque constant calibration method of voice coil motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990000128A KR19990000128A (en) 1999-01-15
KR100255206B1 true KR100255206B1 (en) 2000-05-01

Family

ID=19508409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970022827A KR100255206B1 (en) 1997-06-03 1997-06-03 Torque constant calibration method of voice coil motor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100255206B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990000128A (en) 1999-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6115203A (en) Efficient drive-level estimation of written-in servo position error
KR100194021B1 (en) How to control repeat tracking error of hard disk drive
US6445521B1 (en) Write current optimization in a disc drive system
CN100358009C (en) Low frequency disturbance compensation control device and disk drive using the same
KR100305953B1 (en) How to reduce the transmission of track shape errors and register devices
US5986845A (en) Apparatus for positioning magnetic head and method of the same
KR100277073B1 (en) The velocity and position estimator of a magnetic head in a magnetic disk drive
KR100290604B1 (en) Method of controlling intelligent track pitch in magnetic disk drive
US6594106B1 (en) Adaptive servo estimator and compensator for coil and carriage deformation in voice coil motor driven hard disk drive
KR100238135B1 (en) Method for compensating gain of servo unit in hard disk drive
US20060119978A1 (en) Method, medium, and apparatus controlling track seek in a recording and/or reproducing apparatus
US7369352B2 (en) Apparatus, medium, and method with seek servo control considering temperature change
KR100604891B1 (en) Method and apparatus for compensating torque variation according to temperature in seek servo
JP3043609B2 (en) Head position detection method for disk drive recording device
US6011668A (en) Method and apparatus for gain calibration in a disk drive servo control system and disk drive recording apparatus with gain calibration function
US5731924A (en) Track following method by using off-track and on-track offset adjusting method in magnetic disk driving device
KR100255206B1 (en) Torque constant calibration method of voice coil motor
US6414815B1 (en) Apparatus and method for controlling on-track operation of an actuator in a hard disk drive
JP4807498B2 (en) Method for correcting torque constant in seek servo with multiple sine waveform and disk drive
KR0124992B1 (en) Servo gain adjust method in a disk drive recording apparatus
JP4359230B2 (en) Seek servo torque compensation method and apparatus, torque correction constant generation method, program
US6714378B1 (en) Positioning method, positioning device and disk device
JPH0696538A (en) Head-positioning control device for data recording and reproduction apparatus
KR100532468B1 (en) Method for measuring a value of compensation to the short search of hard disc drive and method for compensating bias thereof
KR0175259B1 (en) Method for detecting head position of disc driving record device using disk media with three bursts

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100114

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee