KR100403809B1 - 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템 - Google Patents

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KR100403809B1 KR1019970004754A KR19970004754A KR100403809B1 KR 100403809 B1 KR100403809 B1 KR 100403809B1 KR 1019970004754 A KR1019970004754 A KR 1019970004754A KR 19970004754 A KR19970004754 A KR 19970004754A KR 100403809 B1 KR100403809 B1 KR 100403809B1
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Abstract

본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템은, 트랙오차 계산기와, 디지탈 신호 제어기와, D/A컨버터와, 액츄에이터와, 위치검출기와, A/D 컨버터를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 있어서, 상기 디지탈 신호 제어기의 출력신호를 입력받아 트랙별 이득 변동을 보상하기 위한 트랙별 이득차 보상기와; 상기 트랙별 이득차 보상기로부터의 출력신호를 입력받아 헤드별 이득 변동을 보상하기 위한 헤드별 이득차 보상기와; 상기 위치검출기로부터의 피드백 신호와 데이터 트랙의 런아웃 신호를 입력받아 상기 액츄에이터의 실제 운동량을 계산하기 위한 액츄에이터 실제 운동량 계산기; 및 상기 액츄에이터 실제 운동량 계산기 및 헤드별 이득차 보상기로부터의 출력신호를 각각 입력받아 트랙별 및 헤드별 이득을 보상하기 위한 반복 최소 제곱기를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 좌표변환 및 원주위치(sector) 정보를 이용하는 대역통과필터가 마련되므로, 필터 입력에 포함된 각종 고조파 성분이나 직류 성분은 제거되고, 스핀들 모터의 회전속도와 동기성분만 남아 스핀들 모터의 회전속도 변동과 무관하게 안정된 서보 제어를 실행할 수 있다. 또한, 반복 최소 제곱기에 의한 반복 최소 제곱 알고리즘의 수행으로 시스템에 혼입되는 잡음의 영향을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템
본 발명은 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 동일한 설계의 드라이브에 대해서는 운전 조건이나 주변 환경의 변화에 무관하게 균일한 서보 제어 기능을 발휘할 수 있는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 관한 것이다.
하드 디스크 드라이브는 컴퓨터의 보조기억장치들 중의 하나로서, 자기 헤드에 의해 자기 디스크에 저장된 정보를 독출하여 재생하거나, 자기 디스크에 정보를 기록하는 장치이다.
이와 같은 하드 디스크 드라이브는 최근 고속화, 고용량화 및 저진동화의 요구에 부응하기 위해 다양한 연구개발이 추진되고 있으며, 특히 고속화 및 저진동화를 위해 회전체를 지지하는 베어링 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 1은 일반적인 하드 디스크 드라이브의 구성을 개략적으로 나타내 보인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(100)는 기기의 프레임을 이루는 베이스 하우징(101)과, 정보의 저장을 위한 자기 디스크(102)와, 그 자기 디스크(102)에 정보를 기록하거나 디스크에 기록된 정보를 읽어내기 위한 헤드 스택 어셈블리(103) 및 헤드 스택 어셈블리(103)를 자기 디스크(102)의 반경방향으로 왕복 선회운동시키기 위한 구동력을 제공하는 보이스 코일 모터(voice coil motor)(104)로 구성된다.
여기서, 상기 자기 디스크(102)는 클램프(105)에 의해 허브(106)에 고정되고, 상기 헤드 스택 어셈블리(103)는 피봇(pivot)(103p)을 중심으로 선회운동이 가능하게 베이스 하우징(101)에 설치된다. 그리고, 이 헤드 스택 어셈블리(103)는 어셈블리의 주요 몸체를 이루는 액츄에이터(103a)와, 그 액츄에이터(103a)에 연장되어 결합된, 탄성력을 가지는 판재형의 서스펜션(suspension)(103b)과, 서스펜션(103b)의 단부에 고정되어 상기 자기 디스크(102)에 기록된 정보를 독출하거나 자기 디스크(102)에 정보를 기록하는 자기 헤드(103h)로 구성된다.
또한, 상기 자기 헤드(103h)와 거의 180°반대방향의, 액츄에이터(103a)의 일측 단부에는 강자성체의 철편(107)이 설치되고, 그 철편(107)의 선회운동 궤적 상에는 하드 디스크 드라이브의 정지 시, 상기 철편(107)을 끌어당겨 흡착함으로써 상기 헤드 스택 어셈블리(103)를 고정시키기 위한 래치(latch)(108)가 설치된다. 여기서, 이 래치(108)는 영구자석(108m)과 그 영구자석(108m)을 고정시키는 고정부재(108s)로 구성된다. 참조 번호 109는 자기 헤드(103)와 회로부(미도시)를 전기적으로 연결하는 FPC(flexible printed circuit) 필름을 나타낸다.
한편, 도 2는 이상과 같은 하드 디스크 드라이브의 종래 서보 제어 시스템을 개략적으로 나타내 보인 시스템 구성도이다.
도 2를 참조하면, 종래 서보 제어 시스템은 자기 헤드(207)가 자기 디스크(208) 상의 트랙을 탐색함에 있어서 트랙 오차를 계산하기 위한 트랙오차 계산기(201)와, CPU(미도시)로부터의 디지탈 명령을 제어하기 위한 디지탈 신호 제어기(202)와, 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A(digital-to-analog) 컨버터(203)와, 보이스 코일 모터(205)를 구동하기 위한 전력증폭기(204)와, 자기 헤드(207)를 자기 디스크(208)의 반경 방향으로 왕복 이동시키는 액츄에이터(206)와, 자기 디스크(208) 상에서의 자기 헤드(207)의 위치를 검출하는 위치검출기(210)와, 자기 디스크(208)로부터 독출한 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 A/D(analog-to-digital)컨버터(211)를 구비한다. 참조 번호 209는 자기 디스크(208)를 회전시키는 스핀들 모터를 나타낸다.
이와 같은 구성을 가지는 종래 서보 제어 시스템에 있어서, CPU로부터 트랙 탐색 명령이 입력되면 디지탈 신호 제어기(202)는 그 명령을 제어하여 출력하고, D/A컨버터(203)는 디지탈 신호 제어기(202)를 거쳐 입력받은 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
한편, 전력증폭기(204)를 통해 전원을 입력받은 보이스 코일 모터(205)가 구동하면, 액츄에이터(206)가 작동하고, 액츄에이터(206)의 작동에 따라 자기 헤드(207)가 자기 디스크(208) 상의 목표 지점을 찾아 트랙킹 이동한다. 이 때, 물론 스핀들 모터(209)도 회전하여 자기 디스크(208)가 회전된다.
이와 같이 자기 헤드(207)가 자기 디스크(208) 상을 이동하면, 위치검출기(210)는 자기 헤드(207)의 위치를 일정 시간 주기로 검출하여 그 결과를 A/D변환기(211)를 거쳐 상기 트랙오차 계산기(201)로 피드백(feedback)한다. 그러면, 트랙오차 계산기(201)는 CPU로부터의 최초의 트랙 명령과 피드백된 트랙 데이터를 비교하여 그 오차를 계산하고, 그것을 서보 제어에 반영한다.
그런데, 이상과 같은 종래 서보 제어 시스템은 트랙 탐색이 진행되는 동안 시스템의 입력과 출력으로부터 전체 이득을 추정하므로, 즉 추정된 이득은 트랙 탐색중 이동한 전 트랙구간에서의 평균치이므로, 단일 트랙에 대한 이득 추정은 불가능하게 된다. 또한, 이득 추정치가 여러 트랙에 있어서의 각각의 이득에 대한 평균치이므로 보이스 코일 모터의 토크 상수의 변동처럼 트랙 위치에 따른 이득 변동량을 제대로 추정할 수 없다. 뿐만 아니라, 시스템의 운전 조건이나 주변 환경의 변화, 예컨대 온도나 습도 등의 변화에 의한 시스템의 특성변동에 능동적으로 대응하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 단일 트랙에 대한 이득 추정이 가능하고, 트랙 위치에 따른 이득 변동량을 추정할 수 있으며, 시스템의 운전 조건이나 특성변동에 능동적으로 대응할 수 있는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 하드 디스크 드라이브의 구성을 개략적으로 나타내 보인 평면도.
도 2는 일반적인 하드 디스크 드라이브의 종래 서보 제어 시스템을 개략적으로 나타내 보인 시스템 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템의 개략적인 시스템 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 있어서,정지좌표계와 회전좌표계에 의해 데이터 트랙의 운동량을 설명하는 벡터도.
도 5는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 있어서, 액츄에이터의 실제 운동량 계산과 관련하여 디스크 상의 서보 섹터를 나타내 보인 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...하드 디스크 드라이브101...베이스 하우징
102...자기 디스크103...헤드 스택 어셈블리
103a...액츄에이터103b...서스펜션
103h...자기 헤드103p...피봇
104...보이스 코일 모터105...클램프
106...허브107...철편
108...래치108m...영구자석
108s...고정부재109...FPC
201,301...트랙오차 계산기202,302...디지탈 신호 제어기
203,303...D/A 컨버터204,304...전력 증폭기
205,305...보이스 코일 모터206,306...액츄에이터
207,307...자기 헤드208,308...자기 디스크
209,309...스핀들 모터210,310...위치 검출기
211,311...A/D 컨버터312...트랙별 이득차 보상기
313...헤드별 이득차 보상기314...제1대역통과필터
315...제2대역통과필터316...액츄에이터 실제 운동량 계산기
317...반복 최소 제곱기318...데이터 트랙의 런 아웃 테이블
319...트랙별 이득보상신호 테이블320...헤드별 이득보상신호 테이블
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템은, 자기 디스크 상의 트랙 탐색에 있어서의 트랙 오차를 계산하기 위한 트랙오차 계산기와, CPU로부터의 디지탈 명령을 제어하기 위한 디지탈 신호 제어기와, 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A컨버터와, 자기 헤드를 자기 디스크 상에서 트랙킹 이동시키는 액츄에이터와, 자기 디스크 상에서의 자기 헤드의 위치를 검출하는 위치검출기와, 자기 디스크로부터 독출한 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 있어서, 상기 디지탈 신호 제어기의 출력신호를 입력받아 트랙별 이득 변동을 보상하기 위한 트랙별 이득차 보상기와; 상기 트랙별 이득차 보상기로부터 출력된 이득차가 보상된 제어신호를 입력받아 헤드별 이득 변동을 보상하기 위한 헤드별 이득차 보상기와; 상기 위치검출기로부터의 피드백 신호와 데이터 트랙의 런아웃 신호를 입력받아 상기 액츄에이터의 절대좌표에 대한 실제 운동량을 계산하기 위한 액츄에이터 실제 운동량 계산기; 및 상기 액츄에이터 실제 운동량 계산기 및 헤드별 이득차 보상기로부터의 출력신호를 각각 입력받아 트랙별 및 헤드별 이득을 보상하기 위한 반복 최소 제곱기를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 좌표변환 및 원주위치(sector) 정보를 이용하는 대역통과필터가 마련되므로, 필터 입력에 포함된 각종 고조파 성분이나 직류 성분은 제거되고, 스핀들 모터의 회전속도와 동기성분만 남아 스핀들 모터의 회전속도 변동과 무관하게 안정된 서보 제어를 실행할 수 있다. 또한, 반복 최소 제곱기에 의한 반복 최소 제곱 알고리즘의 수행으로 시스템에 혼입되는 잡음의 영향을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템은 자기 헤드(307)가 자기 디스크(308) 상의 트랙을 탐색함에 있어서 트랙 오차를 계산하기 위한 트랙오차 계산기(301)와, CPU(미도시)로부터의 디지탈 명령을 제어하기 위한 디지탈 신호 제어기(302)와, 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A컨버터(303)와, 보이스 코일 모터(305)를 구동하기 위한 전력증폭기(304)와, 자기 헤드(307)를 자기 디스크(308)의 반경 방향으로 왕복 이동시키는 액츄에이터(306)와, 자기 디스크(308) 상에서의 자기 헤드(307)의 위치를 검출하는 위치검출기(310)와, 자기 디스크(308)로부터 독출한 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 A/D컨버터(311)를 구비한다. 참조 번호 309는 자기 디스크(308)를 회전시키는 스핀들 모터를 나타낸다.
또한, 상기 디지탈 신호 제어기(302)의 출력신호를 입력받아 트랙별 이득 변동을 보상하기 위한 트랙별 이득차 보상기(312)와, 그 트랙별 이득차 보상기(312)로부터 출력된 이득차가 보상된 제어신호를 입력받아 헤드별 이득 변동을 보상하기 위한 헤드별 이득차 보상기(313)와, 상기 트랙별 이득차 보상기(312) 및 헤드별 이득차 보상기(313)에 의해 트랙별 및 헤드별 이득차가 보상된 제어신호중 스핀들 모터(309)의 런 아웃(run out) 동기성분을 분리하기 위한 제1대역통과필터(band pass filter)(314)와, 상기 위치검출기(310)로부터의 헤드위치 검출신호와 상기 트랙별 이득차 보상기(312) 및 헤드별 이득차 보상기(313)에 의해 트랙별 및 헤드별 이득차가 보상된 제어신호중 스핀들 모터(309)의 런 아웃 동기성분을 분리하기 위한 제2대역통과필터(315)와, 상기 위치검출기(310)로부터 피드백되는 헤드위치 검출신호와 데이터 트랙의 런 아웃 테이블(318)로부터 제공되는 데이터 트랙의 런 아웃 신호를 입력받아 상기 액츄에이터(306)의 절대좌표에 대한 실제 운동량을 계산하기 위한 액츄에이터 실제 운동량 계산기(316)와, 그 액츄에이터 실제 운동량 계산기(316) 및 상기 제1대역통과필터(314)로부터의 출력신호를 각각 입력받아 트랙별 및 헤드별 이득을 보상하기 위한 반복 최소 제곱(recursive least square)기(317)를 구비한다. 그리고, 바람직하게는 상기 반복 최소 제곱기(317)로부터의 출력신호를 테이블로 저장하여 상기 트랙별 이득차 보상기(312) 및 헤드별 이득차 보상기(313)의 이득으로 제공하기 위한 트랙별 이득보상신호 테이블(319) 및 헤드별 이득보상신호 테이블(320)을 각각 더 구비한다.
그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템의 동작에 대해 설명해 보기로 한다.
CPU(미도시)로부터 정보의 기록 또는 재생 등을 위한 트랙 탐색 명령이 시스템에 입력되면 디지탈 신호 제어기(302)는 그 명령을 제어하여 출력하고, 그 출력신호를 입력받은 트랙별 이득차 보상기(312)는 트랙별 이득변동을 보상하여 이득차가 보상된 제어신호를 출력한다. 그러면, 헤드별 이득차 보상기(313)는 그 출력신호를 입력받아 헤드별 이득변동을 보상하여, 트랙별 및 헤드별 이득차가 보상된 제어신호를 출력한다. 여기서, 이와 같은 트랙별 및 헤드별 이득을 G1이라 하고, 서보 시스템의 전체 이득을 G라 하면, G1과 G는 각각 다음과 같은 수식으로 표현될 수 있다.
[수학식 1]
G1 = Kd/a × Kpwr × Kv × (1/m) × Wh × Ks × Ka/d
[수학식 2]
G = G1 × Kt × Kh
상기 수학식 1 및 수학식 2에서, Kd/a는 D/A컨버터(303)의 이득(V/bit), Kpwr은 전력증폭기(304)의 이득(A/V), Kv는 보이스 코일 모터(305)의 이득(Nm/A), m은 액츄에이터(306)의 질량(Kg), Wh는 자기 헤드(307)의 검출이득(V/m), Ks는 위치검출기(310)의 이득(V/V), Ka/d는 A/D컨버터(311)의 이득(bit/V), Kt는 트랙별 이득차 보상기(312)의 이득(bit/bit), Kh는 헤드별 이득차 보상기(313)의 이득(bit/bit)을 각각 나타낸다.
이상과 같은 이득에 있어서, 물론 최초의 명령 입력단계에서는 트랙별 혹은 헤드별 이득변동이 없으므로 이득차에 대한 보상없이 바로 명령이 전달된다.
한편, D/A컨버터(303)는 헤드별 이득차 보상기(313)를 거쳐 입력받은 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하고, 전력증폭기(304)를 통해 전원을 입력받은 VCM(305)의 구동과 함께 액츄에이터(306)가 작동하면, 자기 헤드(307)가 자기 디스크(308) 상의 목표 지점을 찾아 트랙킹 이동한다. 이때, 물론 스핀들 모터(309)도 회전하여 자기 디스크(308)가 회전된다.
이와 같이 자기 헤드(307)가 자기 디스크(308) 상을 이동하면, 위치검출기(310)는 자기 헤드(307)의 위치를 일정 시간 주기로 검출하여 헤드위치 검출신호를 출력하며, 그 신호는 A/D변환기(311)를 거쳐 상기 트랙오차 계산기(301) 및 제2대역통과필터(315)로 각각 피드백된다. 그러면, 트랙오차 계산기(301)는 CPU로부터의 최초의 트랙 탐색 명령과 피드백된 헤드 위치 검출신호를 비교하여 트랙오차를 계산하고, 그 결과를 디지탈 신호 제어기(302)를 거쳐 트랙별 이득차 보상기(312)로 전송한다. 그러면, 트랙별 이득차 보상기(312)는 입력된 신호로부터 트랙별 이득변동을 보상하여 이득차가 보상된 제어신호를 출력하고, 그 신호를 입력받은 헤드별 이득차 보상기(313)는 헤드별 이득변동을 보상하여, 트랙별 및 헤드별 이득차가 보상된 제어신호를 출력한다.
한편, 제2대역통과필터(315)는 피드백된 헤드위치 검출신호와 상기 트랙별 이득차 보상기(312) 및 헤드별 이득차 보상기(313)에 의해 트랙별 및 헤드별 이득차가 보상된 제어신호중 스핀들 모터(309)의 런 아웃 동기성분을 분리하여 필터링된 위치신호를 출력한다. 여기서, 이 제2대역통과필터(315)의 동작에 대해 더 상세히 설명해 보기로 한다.
데이터 트랙의 편심량을 R0라 하고, 데이터 트랙의 운동량을 Er(θ)라 할 때, 디스크에 고정된 회전좌표계를 고려하면 데이터 트랙의 운동량 Er(θ)는 다음과 같이 표시될 수 있다.
[수학식 3]
Er(θ) = R0 (θ= 0일 때)
Er(θ) = 0 (θ≠ 0일 때)
또한, 데이터 트랙의 운동량을 스핀들에 고정된 정지좌표계로 관찰하면, 다음과 같은 관계가 성립한다.
[수학식 4]
Es(θ) = R0(cosθ + jsinθ)
한편, 도 4에 도시된 바와 같은 정지좌표계와 회전좌표계의 관계를 행렬식으로 표시하면, 각각 다음과 같다.
[수학식 5]
Figure kpo00001
[수학식 6]
Figure kpo00002
이상과 같은 수식에 있어서, 상기 수학식 4에서와 같이 정지좌표계에서 교번하는 신호는 상기 수학식 3처럼 회전좌표계에서는 직류 신호가 되며, 그 역도 성립된다.
상기 제2대역통과필터(315)는 상기 수학식 5와 수학식 6의 알고리즘과 극저역통과필터(미도시)로 구성된다. 여기서, 상기 수학식 5에 필요한 Esq와 Esd는 공간적으로 90°떨어진 두 개의 센서로 검출된 신호를 이용하여야 하나, 센서를 1개만 이용할 경우 1/4회전 주기에서 측정한 신호를 이용하면 된다. 그리고, 필터의 입력신호에 직류 성분과 회전속도 동기성분이 포함되는 경우 상기 수학식 5에 의해 직류 성분은 교류 성분으로 바뀌고 회전속도 동기성분은 직류 성분으로 바뀐다. 이 신호가 극저역필터를 통과하면 직류 성분만 남게 되고, 상기 수학식 6에 의해 교류 성분으로 다시 바뀌게 된다. 이와 같은 일련의 과정에 의해 필터 입력에 포함된 각종 고조파 성분이나 직류 성분은 제거되고, 회전속도와 동기성분만 남는다.
이와 같이 해서 제2대역통과필터(315)를 거쳐 필터링된 헤드위치 검출신호가 액츄에이터 실제 운동량 계산기(316)로 입력되면, 액츄에이터 실제 운동량 계산기(316)는 그 입력신호와 데이터 트랙의 런 아웃 테이블(318)로부터 공급된 데이터 트랙의 런 아웃 신호 비교/분석하여 상기 액츄에이터(306)의 절대좌표에 대한 실제 운동량을 계산한다. 이에 대해 부연해 보기로 한다.
헤드위치 검출신호는 액츄에이터(306)와 자기 디스크(308)의 상대운동에 의한 것이므로, 다음과 같은 수식으로 표현될 수 있다.
[수학식 7]
Rpes(#sector) = Rrro(#sector) - Rreal(#sector)
여기서, #sector는 도 5에 도시된 바와 같이 서보 위치 신호가 기록된 디스크 상의 절대 위치, Rpes는 #sector에서 헤드로 검출한 위치량, Rrro는 #sector에서 스핀들의 런 아웃 량, Rreal은 #sector에서 실제로 헤드(액츄에이터)가 이동한 량을 나타낸다.
따라서, 상기 수학식 7로부터 액츄에이터(306)의 실제 운동량을 구하면 다음과 같다.
[수학식 8]
Rreal(#sector) = Rrro(#sector) - Rpes(#sector)
한편, 이상에 의해 액츄에이터(306)의 실제 운동량이 구해지면, 반복 최소 제곱기(317)는 그 결과와 제1대역통과필터(314)의 출력신호를 입력받아 반복 최소 제곱 알고리즘을 수행한다. 여기서, 이 반복 최소 제곱 알고리즘은 프랭클린(G. Franklin) 등이 저술한 "Digital Control of Dynamic System"의 제8장에 기술된 반복 최소 제곱 알고리즘과 동일한 것으로서, 본 명세서에서는 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같은 반복 최소 제곱 알고리즘의 수행으로 트랙별 및 헤드별 이득이 각각 보상되고, 그 트랙별 및 헤드별 이득보상신호는 상기 트랙별 이득차 보상기(312) 및 헤드별 이득차 보상기(313)의 이득으로 제공하기 위해 트랙별 이득보상신호 테이블(319) 및 헤드별 이득보상신호 테이블(320)에 각각 저장된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템은 좌표변환 및 원주위치(sector) 정보를 이용하는 대역통과필터가 마련되어 있으므로, 필터 입력에 포함된 각종 고조파 성분이나 직류 성분은 제거되고, 스핀들 모터의 회전속도와 동기성분만 남아 스핀들 모터의 회전속도 변동과 무관하게 안정된 서보 제어를 실행할 수 있다. 또한, 반복 최소 제곱기에 의해 반복 최소 제곱 알고리즘이 수행되므로 시스템에 혼입되는 잡음의 영향을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 자기 디스크 상의 트랙 탐색에 있어서의 트랙 오차를 계산하기 위한 트랙오차 계산기와, CPU로부터의 디지탈 명령을 제어하기 위한 디지탈 신호 제어기와, 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A컨버터와, 자기 헤드를 자기 디스크 상에서 트랙킹 이동시키는 액츄에이터와, 자기 디스크 상에서의 자기 헤드의 위치를 검출하는 위치검출기와, 자기 디스크로부터 독출한 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하기 위한 A/D 컨버터를 구비하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에 있어서,
    상기 디지탈 신호 제어기의 출력신호를 입력받아 트랙별 이득 변동을 보상하기 위한 트랙별 이득차 보상기와;
    상기 트랙별 이득차 보상기로부터 출력된 이득차가 보상된 제어신호를 입력받아 헤드별 이득 변동을 보상하기 위한 헤드별 이득차 보상기와;
    상기 위치검출기로부터의 피드백 신호와 데이터 트랙의 런아웃 신호를 입력받아 상기 액츄에이터의 절대좌표에 대한 실제 운동량을 계산하기 위한 액츄에이터 실제 운동량 계산기; 및
    상기 액츄에이터 실제 운동량 계산기 및 헤드별 이득차 보상기로부터의 출력신호를 각각 입력받아 트랙별 및 헤드별 이득을 보상하기 위한 반복 최소 제곱기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드별 이득차 보상기와 반복 최소 제곱기 사이에 헤드별 이득차 보상기로부터의 출력신호중 자기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터의 런 아웃과 동기성분을 분리하기 위한 제1대역통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 액츄에이터 실제 운동량 계산기의 입력단에 상기 위치검출기 및 헤드별 이득차 보상기로부터의 출력신호중 자기 디스크를 회전시키는 스핀들 모터의 런 아웃과 동기성분을 분리하기 위한 제2대역통과 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 액츄에이터 실제 운동량 계산기에 데이터 트랙의 런아웃 신호를 제공하기 위한 데이터 트랙 런 아웃 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 반복 최소 제곱기로부터의 출력신호를 테이블로 저장하여 상기 트랙별 이득차 보상기 및 헤드별 이득차 보상기의 이득으로 제공하기 위한 트랙별 이득보상신호 테이블 및 헤드별 이득보상신호 테이블을 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템.
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