KR100424268B1 - 자기기록을위한자기저항성판독헤드의슬라이딩모드제어시스템및방법 - Google Patents

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KR100424268B1
KR100424268B1 KR10-1998-0700292A KR19980700292A KR100424268B1 KR 100424268 B1 KR100424268 B1 KR 100424268B1 KR 19980700292 A KR19980700292 A KR 19980700292A KR 100424268 B1 KR100424268 B1 KR 100424268B1
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KR10-1998-0700292A
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폴 엠 로마노
루이스 수피노
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사이러스 로직, 인코포레이티드
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Abstract

음성 코일 모터에 의해 작동되는 자기저항성(MR) 판독 헤드의 동작을, 회전 자기 디스크 저장 매체 상에서 제어하기 위한 슬라이딩 모드 제어기에 관한 것이다. 상기 자기 디스크는, 사용자 데이터와 서보 데이터를 포함하는, 중심이 동일한 다수의 기록된 데이터 트랙을 포함한다. 상기 슬라이딩 모드 제어기는, 상기 위상 상태가 소정의 위상 상태 궤적을 따르도록 하기 위하여, 헤드 위치 에러 위상 상태와 헤드 위치 에러 속도 위상 상태를 각 스위칭 이득으로 곱함으로써 동작한다. 상기 위상 상태 궤적은 단일의 선형 세그먼트, 변하는 선형 세그먼트, 궤적의 전체 영역에 대한 복수의 선형 세그먼트, 또는 최적의 포물선 가속 및 감속 세그먼트에 의해 한정될 수 있다. 상기 위상 상태와 궤적 세그먼트 값(σ)에 응답하는 스위칭 논리 회로는, 상기 위상 상태를 현재의 궤적 세그먼트를 향해 구동시키기 위하여, 양 및 음의 피드백 이득 사이를 스위치한다. σ처리 블록은, 현재의 궤적 세그먼트로부터 다음의 궤적 세그먼트로 스위치할 때를 결정하기 위하여, 상기 위상 상태를 감시한다. 결과의 서보 제어 시스템은 소프트웨어나 또는 하드웨어로 실현하는데 상대적으로 값이 싸고, 파라미터 변화, 외부 부하 간섭, 및 MR 판독 헤드 제어에 고유한 비선형성에 실질적으로 민감하지 않다. 더욱이 기계적인 공진을 보상하기 위해 종래의 선형 제어기에서 통상 사용되는 노취(notch)필터가 요구되지 않는다.

Description

자기 기록을 위한 자기저항성 판독 헤드의 슬라이딩 모드 제어 시스템 및 방법{SLIDING MODE CONTROL OF A MAGNETORESISTIVE READ HEAD FOR MAGNETIC RECORDING}
자기 디스크 저장 시스템에 있어서, 변환 헤드(transducing head)는 디지털 데이터를 자기 저장 매체 상에 기록한다. 디지털 데이터는 판독/기록 헤드 코일 내의 전류를 변조시켜, 대응하는 자기 플럭스(flux) 변환의 시퀀스가 자기 매체 상에 일련의 동심 데이터 트랙으로 기록될 수 있도록 한다. 상기 기록된 데이터를 판독하기 위하여, 판독/기록 헤드는 상기 자기 매체를 가로질러 자기 변환(magnetic transition)을 아날로그 신호의 펄스로 변환시킨다. 그후 이들 펄스는 상기 디지털 데이터를 재생하기 위하여 판독 채널 회로에 의해 디코드된다.
상기 판독/기록 헤드는 통상적으로 음성 코일 모터(voice coil motor : VCM)에 의해 위치 고정되는 작동기 팔(arm) 상에 장착된다. 서보 시스템은 상기 VCM을 제어하고, 이에 의해 디스크 구동기가 연결된 컴퓨터로부터의 요구에 응답하여 정보의 판독 및 기록에 필요한 헤드의 위치를 제어한다. 상기 서보 시스템은 다음의두 가지 기능을 수행한다. 즉, 1) 상기 서보 시스템이 헤드를 선택된 트랙으로 이동시키는 "탐색" 또는 "액세스" 기능과, 2) 상기 헤드가 선택된 트랙에 도달하였을 때, 상기 서보 시스템은 "트랙 추적" 즉, "트랙킹(tracking)" 기능을 수행하고, 이 기능에서는 상기 헤드를 트랙의 중심선 위에 정확히 위치시키고, 상기 헤드에 의한 트랙 통과의 연속적인 부분으로서 그 위치를 유지한다. 데이터 내에 삽입된 서보 제어 정보는 내부-트랙 헤드 위치 정보를 제공하여, 추정된 헤드 위치와 원하는 헤드 위치 사이의 차이를 나타내는 헤드 위치 에러가 계산될 수 있게 한다. 상기 헤드 위치 에러에 응답하여, 상기 서보 제어 시스템은 헤드를 선택된 트랙의 중심선 위에 정렬시키기 위하여 VCM 제어 신호를 생성하고, 이에 의해 헤드 위치 에러를 영으로 조종한다.
종래의 서보 시스템은 비례-적분-미분(PID : Proportional-Intergral-Derivative) 피드백 또는 상태 추정기를 채용하는 전형적인 선형 제어기이다. 그러나 이들 형태의 선형 제어기에 대한 문제점은, 이들이 VCM 제어 시스템 내의 파라미터의 변동과 외부 부하 간섭에 민감하다는 것이다. 종래의 적응 선형 제어기는, 파라미터 변동과 부하 간섭을 보상하도록 연속적으로 제어기를 재 프로그래밍함으로써 이들 감도 문제를 극복하였다. 이들이 적절하기는 하지만, 적응 제어 시스템은 실현하기에 과도하게 복잡하고 값비싸게 된다. 더욱이, 적응 선형 제어기는 기계적인 공진을 보상하기 위하여 노치(notch) 필터를 추가로 필요로 한다. 요구되는 것은, 디스크 구동 작동기의 제어에서 고유한 감도 및 공진 문제에 대한 저비용 및 보다 덜 복잡한 해결책이다.
"뱅뱅(bang-bang)" 제어 규칙은 디스크 구동에서 작동기의 위치를 제어하기 위하여 종래 기술에 의해 제안된 다른 종래의 방법이다(예컨대, C. Denis Mee와 Eric D. Daniel이 저술한 "자기 기록 제 2권"(1988, 맥그로힐사 출판, 64-65쪽)을 참조). 이러한 형태의 제어 시스템에 있어서, 모터 지령 신호(motor command signal)는 속도 에러 입력 신호에 응답하여, 최대 양의 가속도와 최대 음의 감속도 사이에서 스위칭한다. 목표는 작동기가 목표 트랙을 향해 이동함에 따라 작동기의 속도가 소정의 궤도를 따르도록 하는 것이다. 그러나, "뱅뱅" 제어 시스템은, 최대 양 및 음의 값 사이에서 빠르게 스위칭함에 따라 야기되는 고유한 "채터(chatter)" 문제점 때문에, 종래 기술에서 사용되지 않는다. 채터링은 상당량의 바람직하지 않은 시스템 잡음을 야기한다. 부가적으로, 목표 근처에서의 제어는 최대 양의 값과 음의 값 사이를 교대하여 좋지 못한 트랙킹 결과를 야기한다. 그러므로, 스위칭 잡음을 최소화하고 적절한 트랙킹 성능을 제공할 수 있는 디스크 구동 작동기 제어 시스템이 요구된다.
자기 저항(MR : Magnetoresistive) 판독 헤드를 사용하는 자기 디스크 드라이브 저장 시스템은 서보 트랙킹에 다른 문제를 나타낸다. 유도 판독 헤드(inductive read heads)와는 달리, MR 판독 헤드는 자기 플럭스의 변화를 측정하기보다는 직접 디스크의 표면으로부터 자기 플럭스를 측정한다. 바이어스 자기장(biasing magnetic field)은 민감도를 최대화하기 위해 MR 헤드를 가로질러 분포된다. 그러나, 바이어스 자기장은 민감도, 즉 이득의 비선형 변동을 야기할 수 있는 헤드를 가로질러 균일하게 분포될 수 없다. 이 비선형 특징은 도 9B에 도시된것과 같이, 선택 트랙의 중심선을 따르도록 시도하는 때에, 도 9A에 도시된 것과 같이, 제어 시스템의 진동을 야기할 수 있다.
MR 판독 헤드와 관련된 비선형 특징을 보상하기 위해서 자기 디스크 서보 제어 시스템에서 다양한 기술이 적용되어 왔다. 대부분 경우에서, 더 복잡한 선형 제어 알고리즘이 도9B에 도시된 바와 같이, 더욱 선형적인 이송 기능을 달성하도록 이득 변동을 보상하는 데 사용된다. 그러나 이들 시스템은 처리 능력과 메모리를 더 요구한다. 따라서, MR 판독 헤드와 관련된 비선형 이득 변동을 보상할 수 있는 저가격이며, 더 효율적인 자기 디스크 서보 제어 시스템이 필요하다.
본 발명은 컴퓨터 기술에 관한 것으로, 특히 디스크 구동 장치에서의 판독/기록 헤드 작동기(actuator)의 제어에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 디스크 구동 제어 시스템의 블록도.
도 2A 및 도 2B는 삽입된 서보 필드를 갖는, 동심상의 다수의 데이터 트랙을 포함하는 자기 디스크의 데이터 포맷의 예를 도시하는 도면.
도 3A는 예의 슬라이딩 모드 제어기에 의해 제어되는 2차 시스템의 예를 도시하는 도면.
도 3B는 위치 에러를 위한 위상 평면 점들과, 도 3A에 도시된 제어 시스템의양 및 음의 피드백 모드를 위한 에러 속도 위상 상태를 도시하는 도면.
도 3C는 새로운 트랙으로의 순방향 탐색 도중 소정의 선형 위상 궤도를 향하여 위상 상태를 조종하는 슬라이딩 모드 제어기의 동작을 도시하는 도면.
도 3D는 슬라이딩 모드를 확장하기 위한 도 3C에서의 선형 위상 궤도의 기울기 변화의 영향을 도시하는 도면.
도 3E는 전체 편위(excursion) 영역을 보호하고 이에 의해 파라미터 변동에 민감할 수 있는 임의의 선형 모드 동작을 제거하는 위상 평면 궤도를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 양호한 위상 평면 궤도를 도시하는 도면.
도 5는 위치 에러 및 위치 에러 속도 위상 상태를 갖는 제 2차 시스템으로서 VCM 제어기를 도시하는 도면.
도 6은, 슬라이딩 모드 제어기가 위치 에러 및 위치 에러 속도 위상 상태에 응답하는, 본 발명의 디스크 구동 제어 시스템의 상세 블록도.
도 7A, 도 7B 및 도 7C는 도 6을 참조하여 슬라이딩 모드 제어기의 동작을 설명하는 흐름도.
도 8은 슬라이딩 모드 제어기가 작동기 위치 에러, 속도 에러 및 가속도 위상 상태에 응답하는 본 발명의 다른 실시예의 상세한 블록도.
도 9A는 측정된 위치 에러와 MR 판독 헤드용 실질적 트랙 오프셋 사이의 비선형 이득 변동을 도시하는 도면.
도 9B는 측정된 위치 에러와 MR 판독 헤드용 종래의 보상 방법에 의해 생성된 실질적 트랙 오프셋 사이의 선형관계를 도시하는 도면.
도 9C는 도 9A의 MR 판독 헤드로 사용된 종래의 선형 상태 추정기 제어 시스템의 트랙킹 성능을 도시하는 도면.
도 9D는 도 9A의 MR 판독 헤드로 사용된 본 발명의 슬라이딩 모드 컨트롤러의 트랙킹 성능을 도시하는 도면.
본 발명에 있어서, 스핀 모터는 판독/기록 헤드 아래의 자기 디스크를 회전시킨다. 상기 자기 디스크 상에 기록된 것은 삽입된 서보 정보를 갖는, 동심상의, 수 개의 데이터 트랙이다. 판독/기록 헤드에 연결된 판독 채널 회로는 디지털 기록된 데이터를 디코드하고, 서보 데이터를 상태 추정기에 전송한다. 상기 상태 추정기는 상기 서보 데이터를 처리하여 작동기 위치 신호를 생성하고, 이들 위치 신호는 기준 작동기 위치 신호로부터 감산되어 작동기 위치 에러 신호를 생성한다. 상기 작동기 위치 에러에 응답하는 슬라이딩 모드 제어기는, 모터 제어 신호를 생성하기 위하여, ("뱅뱅" 제어에서의 최대 양 및 음의 값이 아닌) 양 및 음의 피드백 이득 사이를 스위칭한다. 상기 모터 제어 신호는 증폭되어, 한 단부에 부착된 판독/기록 헤드를 구비한 작동기의 다른 단부에 연결된 VCM에 인가된다. VCM은 상기 판독/기록 헤드를 선택된 트랙 위에 위치시키기 위하여 작동기의 동작을 제어한다.
슬라이딩 모드 제어기는, 두 개의 위상 상태, 즉 작동기 위치 에러 위상 상태와 작동기 위치 에러 속도 위상 상태에 의해 한정된다. 작동기 위치 에러 위상 상태는 추정된 작동기 위치와 원하는 작동기 위치 사이의 차이(예컨대, 판독/기록 헤드가 위치한 현재의 트랙과 선택된 새로운 트랙 사이의 차이)이다. 작동기 위치 에러 속도 위상 상태는 작동기 위치 에러의 변화 속도이고, 작동기 위치 에러를 미분함으로써 또는 상태 추정기에 의해 생성될 수 있다. 상기 위치 에러 속도 또한 상기 작동기의 음의 속도이다.
양 및 음의 피드백 이득 사이를 스위칭함으로써, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 상기 위상 상태를 소정의 위상 평면 궤도를 향해 구동시키도록 작동한다. 그러므로 슬라이딩 모드 제어기는 디스크 구동의 물리적인 특성의 함수라기보다는 위상 상태의 함수이고, 그래서 상기 제어 시스템은 실질적으로 파라미터 변동 및 외부 부하 간섭에 민감하지 않다. 더욱이, 기계적인 공진을 보상하기 위해 사용되는 종래의 선형 제어기 내의 노치 필터는 본 발명의 슬라이딩 모드 제어기 내에서는 필요하지 않다. 나아가, 슬라이딩 모드 제어기는 MR 판독 헤드의 비선형 이득 변동에 민감하지 않으며, 결국 더 복잡한 제어 알고리즘의 필요성이 없이 트랙킹 정밀도를 향상시킨다. 상기 슬라이딩 모드 컨트롤러는 설치하는 데 비교적 간단하고 저렴하며, 전체적인 안정을 제공하기 위한 잘 정의된 방법이 존재한다.
양호한 실시예에 있어서, 위상 평면 궤도는 4 개의 세그먼트에 의해 한정된다. 즉, 선택된 트랙을 향한 작동기의 가속도를 한정하는 실질적으로 포물선의 가속 세그먼트, 상기 선택된 트랙을 향한 작동기의 등속도를 한정하는 일정한 선형 속도 세그먼트, 선택된 트랙을 향한 작동기의 감속을 한정하는 실질적으로 포물선의 감속 세그먼트 및 작동기의 트랙킹 모드를 한정하는 선형 트랙킹 세그먼트이다.
상기 슬라이딩 모드 제어기는, 양 및 음의 피드백 모드 사이를 스위칭하기 위하여 상기 위상 상태에 응답하는 스위칭 논리 회로를 포함하고, 상기 스위칭 논리 회로는 상기 위상 상태에 뒤따르는 현재의 궤도 세그먼트에 따라 동작한다. 슬라이딩 모드 제어기는, 위상 상태에 선행하는 궤도 세그먼트(σ)를 결정함으로써 스위칭 논리 회로의 동작 모드를 제어하기 위한, 역시 상기 위상 상태에 응답하는, σ처리 블록을 더 포함한다.
음 및 양의 피드백 이득 사이를 스위칭함으로써 야기되는 잡음을 줄이기 위하여, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 탐색 동작 도중 작동기 위치 에러 속도 위상 상태만을 사용하여 모터 제어 신호를 생성한다. 이것은 제어 신호의 크기를 줄이고, 이에 의해 상기 시스템 내의 스위칭 량을 줄이지만, 작동기가 올바른 방향으로 움직이기 시작하도록 하기 위하여 초기 에러 속도 기준 신호를 필요로 한다. 작동기가 실질적으로 선택된 트랙에 일단 도달하면, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 트랙킹 모드로 스위칭되고 작동기 위치 에러와 작동기 위치 에러 속도 위상 상태를 사용하여 모터 제어 신호를 생성한다. 작동기 위치 에러는 또한 적분되어, 안정된 상태의 에러를 영으로 조종하기 위하여 상기 모터 제어 신호에 더해진다.
다른 실시예에 있어서, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 작동기 위치 에러, 속도 에러 및 가속도 위상 상태에 응답한다. 상기 속도 에러는 추정된 속도를 기준속도로부터 감산함으로써 생성되며, 여기서 상기 기준 속도는 작동기 위치 에러의 함수로서 계산된다.
시스템 개요
도 1은 본 발명의 디스크 구동 제어 시스템의 개략도이다. 스핀 모터(2)는 판독/기록 헤드(6) 하부에서 기록된 컴퓨터 데이터를 갖는 자기 디스크(4)를 회전시킨다. 작동기(8)는 판독/기록 헤드(6)를 선택된 트랙 위에 위치시키고, 음성 코일 모터(VCM)(10)는 작동기(8)의 움직임을 제어한다. 판독/기록 헤드(6)로부터 아날로그 신호를 수신하도록 연결된 채널 판독 회로(12)는 자기 디스크 상에 기록된 디지털 데이터를 디코드하고, 서보 정보를 상태 추정기(14)에 전송한다. 상태 추정기(14)는, 작동기 위치 에러(X1)(22)를 생성하는 가산기(20)에서의 기준 작동기 위치(18)로부터 감산되는 추정된 작동기 위치(16)를 생성하기 위하여, VCM 제어 시스템을 구성한다. 기준 작동기 위치(18)는 데이터가 기록되거나 또는 판독되는 선택된 트랙의 위치이다. 작동기 위치 에러(X1)(22)에 응답하는 슬라이딩 모드 제어기(26)는, 판독/기록 헤드를 선택된 트랙 위에 위치시키기 위하여, 증폭기(30)에 의해 증폭되어, VCM(10)에 인가되는 가속도 모터 제어 신호(U)(28)를 계산한다. 또한, 상태 추정기(14)는 추정된 작동기 위치(16)를 생성하기 위하여 모터 제어 신호(U)(28)를 처리한다.
상태 추정기(14)는 기록 채널에서의 잡음에 의해 야기된 서보 위치 정보 내의 에러를 필터링하여 출력한다. 도 6에 도시된 슬라이딩 모드 제어기의 실시예에 있어서, 상태 추정기(14)는 작동기 위치 에러 속도 위상 상태(X2)를 생성하도록 미분기(102)를 대체할 수 있다. 상태 추정기는 미국 특허 제 4,679,103호에서 설명된 바와 같은 종래의 기술에서 공지된 것이고, 이의 내용은 본 명세서에서 참조로서 수용된다. 작동기 위상 상태를 생성하기 위한 상태 추정기 외에 본 발명에서 사용을 위한 다른 공지된 기술도 존재한다.
도 2A 및 도 2B를 참조하면, 도시된 것은 내측 데이터 트랙(32)과 외측 데이터 트랙(34)을 갖는, 동심상의 다수의 데이터 트랙을 포함하는 자기 디스크(4)의 데이터 포맷 예이다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 각 데이터 트랙은 다수의섹터(36)와 삽입된 다수의 서보 필드(38)를 포함한다. 서보 필드(38)는, 선택된 트랙을 탐색하면서 추정된 작동기 위치(16)를 생성하기 위하여, 상태 추정기(14)에 의해 처리된 트랙 번호 정보(40)를 포함한다. 판독/기록 헤드가 선택된 트랙에 근접함에 따라 소정의 속도 내로 속도가 일단 낮아지면, 상태 추정기(14)는, 데이터를 기록 및 판독하면서 헤드를 선택된 트랙의 중심선 위에 정렬시키기 위하여, 트랙 번호(40)와, 서보 필드 내의 서보 버스트(burst) 정보(42)를 처리한다. 서보 버스트는 트랙 중심선에 인접하여 정확한 위치에 기록된 다수의 펄스를 포함한다. 판독/기록 헤드에 의해 검출된 이들 서보 버스트 펄스의 크기는 헤드의 오프 트랙 위치를 나타낸다.
동작 이론
슬라이딩 모드 제어기(26)의 동작은 도 3A를 참조로 이해된다. 도면에 도시된 것은, 크기에서 동일할 필요는 없는 양의 이득(47)과 음의 이득(48) 사이를 스위칭하는(46) 슬라이딩 모드 제어기(45)의 예에 의해 제어되는 2차 시스템(44)의 예이다. 위치 에러(X1)(49)는 제어된 시스템의 추정된 위치(51)를 원하는 위치의 기준 명령(52)으로부터 감산함으로써 가산기(50)의 출력단에서 생성된다. 위치 에러(X1)(49)는 스위치(46)의 상태에 따라 양의 이득(47) 또는 음의 이득(48)에 의해 곱해져, 제어기 시스템(44)에 대한 입력으로서 가속도 지령(U)(53)을 생성한다. 적분기(54)의 출력은, 양의 에러 속도의 음의 값(-X2)(55)이 되기도 하는 제어된 시스템(44)의 속도이다. 스위치(46)가 양의 이득(47)을 선택할 때, 음의 피드백 시스템이 되고, 스위치(46)가 음의 이득(48)을 선택할 때 양의 피드백 시스템이 된다.이들의 개별적인 구조에 있어서, 시스템은 불안정하다. 그러나, 상기 두 개의 구조 사이에서 반복적으로 스위칭함으로써 시스템은 안정될 수 있다.
음의 피드백에서의 상태 공간 식은 다음과 같다.
[수학식 1]
수학식 1에 대한 일반적인 해는 다음과 같다.
[수학식 2]
[수학식 3]
수학식 2와 수학식 3을 결합하면 다음과 같다.
[수학식 4]
수학식 4의 위상 평면 궤적은 도 3B에 도시된 바와 같이 이심률(A 및A)을 갖는 한 세트의 타원이다.
양의 피드백에서의 상태 공간 식은 다음과 같다.
[수학식 5]
수학식 5에 대한 해는 다음과 같다.
[수학식 6]
수학식 5와 수학식 6을 결합하면 다음과 같다.
[수학식 7]
수학식 7의 위상 평면 궤적은 도 3B에 도시된 바와 같이 두 개의 점근선(asymptotes)을 갖는 한 세트의 쌍곡선이다.
수학식 4와 수학식 7의 두 개의 개별적인 위상 평면 궤적은 위상 상태가 원점에 도달하지 않기 때문에 불안정 시스템이 된다. 그러나 음 및 양의 피드백 궤적의 교선에서 정의되는 제 3의 궤적을 따라 위상 상태를 조정함으로서 원점에 도달하는 것이 가능하다. 이것은 현재의 위상 상태값에 따라 음 및 양의 이득 사이를 스위칭하여 위상 상태가 소정의 제 3의 위상 궤적을 따르게 함으로써 달성된다.
상기 스위칭 동작은 소정의 제 3의 궤적이 선형 세그먼트(60)로 도시된 도 3C를 참조하여 이해된다. 새로운 트랙이 선택될 때, 초기 작동기 위치 에러는점(A)에 위치하고, 제어 시스템은 초기에 양의 이득(즉, 음의 피드백)을 선택하도록 스위칭된다. 작동기가 선택된 트랙을 향하여 가속되기 시작함에 따라, 위상 상태는 음의 피드백 모드의 원호 궤적(64)을 따르게 된다. 위상 상태가 교차점(B)에서 제 3의 위상 궤적(60)의 시작점에 도달할 때, 슬라이딩 모드 제어기는 음의 이득으로 스위칭되고, 위상 상태는 양의 피드백 모드의 쌍곡선 궤적(66)을 따르기 시작한다. 위상 상태가 점(C)에서 제 3의 위상 궤적(60)을 횡단할 때, 제어기는 양의 이득으로 다시 스위칭되어, 위상 상태를 원호(68)를 따라 제 3의 위상 궤적(60)을 다시 향하도록 구동시킨다. 상기 스위칭 동작은 상기 위상 상태가 상기 위상 평면의 원점을 향해 선형 세그먼트(60)를 따라 슬라이딩하도록 반복된다. 상기 위상 상태가 상기 위상 평면의 원점으로부터 소정의 최소 거리 내에 있을 때, 상기 시스템은 상기 위상 평면의 원점 근처의 위상 상태를 유지하기 위하여 슬라이딩 모드 제어기(26)가 양 및 음의 피드백 사이를 반복적으로 스위칭하는 트랙킹 모드로 스위칭되고, 이에 의해 판독/기록 헤드(6)가 상기 선택된 트랙의 중심선 위에 정렬되도록 한다.
상기 위상 상태가 도 3C의 슬라이딩 선을 따를 때, 상기 제어 시스템의 시간 영역 응답은 다음과 같다.
[수학식 8]
여기에서 t1은 상기 위상 상태가 점(B)에서 슬라이딩 라인에 도달할 때의 시간이다. 수학식 8은 슬라이딩 라인을 따른 시스템의 평균 응답이고, 이것은 실질적으로파라미터(k) 내의 변동 또는 외부 부하 간섭에 영향을 받지 않는다. 결과적으로 K값을 결정하기 위하여 시스템의 정확한 파라미터를 알지 못하여도 상관없다. 수학식 8은 다음의 수학식 11과 함께 상기 시스템이 슬라이딩 모드 영역 내에서 전체적으로 안정됨을 증명한다.
슬라이딩 모드 제어기는 위상 상태값을 관찰함으로써 양 및 음의 이득 사이를 스위칭할 때를 결정한다. 도 3C의 선형 위상 궤적은 다음과 같이 정의된다.
[수학식 9]
여기에서 상수(C)는 선형 세그먼트(60)의 기울기이다. 상기 위상 상태를 관찰함으로써, 슬라이딩 모드 제어기는 이득을 스위칭시켜, 다음의 식이 성립한다.
[수학식 10]
슬라이딩 모드 제어기는, 상기 위상 상태를 상기 선형 궤적을 향하도록 조종하기 위하여, σ·X1> 0 일 때 양의 이득으로 전환되고, σ·X1< 0 일 때, 음의 이득으로 스위칭된다.
시스템의 전체적인 응답은, 슬라이딩 라인의 기울기를 증가시킴으로써(즉, C를 증가시킴으로써), 보다 빠르게 구성된다. 그러나 슬라이딩 모드 제어에 있어서의 중요한 한계점은, 제 3의 위상 궤적이 양 및 음의 피드백 위상 궤적이 반대 방향으로 교차하는 위상 평면 내의 영역에 제한되어야만 한다는 점이다. 이러한 점은, 도 3C로부터, 슬라이딩 라인의 기울기가로 제한되어야만 하는 것에 따른 것이다. 이러한 제한으로부터 유도되는 또 다른 관계는 다음과 같다.
[수학식 11]
수학식 11은 존재식(existence equation)으로 공지된 것이고, 양 및 음의 이득값을 결정하기 위해 사용된다.
도 3C의 선형 슬라이딩 모드 궤적(60)은, 초기에 선형 피드백 모드에서 동작하고 초기 원호 궤적(64)은 파라미터 변동과 외부 부하 간섭에 변동될 수 있다는 단점을 갖는다. 이러한 문제점은 동작의 슬라이딩 모드 영역을 확장함으로써 감소된다. 이를테면, 위상 궤적 조정기는 도 3D에 도시된 바와 같이, 선형 세그먼트의 기울기를 연속적으로 조정할 수 있다. 위상 상태가 제 1의 슬라이딩 라인(65)에 도달하고 소정 양의 시간동안 이를 따른 뒤, 상기 위상 궤적 조정기는 상수(C)를 증가시켜 기울기를 슬라이딩 라인(67)으로 증가시킨다. 상기 시스템은 내부 세그먼트 천이 도중에서만 선형 모드(비슬라이딩 모드) 내에서 동작한다. 결국, 기울기는 위상 상태가 라인(69)을 따라 상기 위상 평면의 원점을 향하는 슬라이딩 라인(69)에서 소정의 최대값으로 증가된다.
보다 바람직한 구현 방법은 위상 궤적이 편위 운동의 전체 영역을 포함하도록 한정하는 것이다. 이것은 상기 위상 궤적인 세 개의 선형 세그먼트{σ1(72), σ2(74) 및 σ3(76)}로 다음과 같이 구성되는 도 3E에 도시되었다.
[수학식 12]
X1 = 작동기 위치 에러 위상 상태,
X2 = 작동기 위치 에러 속도 위상 상태,
C1 = 제 1 세그먼트의 기울기,
C2 = 제 3 세그먼트의 기울기,
XI = 초기 작동기 위치 에러 및
X2I = 소정의 상수 위치 에러 속도이다.
제 1 선형 세그먼트(σ1)(72)는 작동기(8)의 가속도를 나타내고, 제 2 선형 세그먼트(σ2)(74)는 작동기(8)의 등속도를 나타내며, 제 3 세그먼트(σ3)(76)는 작동기(8)의 선택된 트랙을 향한 감속도를 나타낸다.
상술한 바와 같이, C2는로 제한되지만, 세 개의 세그먼트 모두는 또한 VCM(10)의 최대값 가속도, 등속도 및 감속도 제한에 의해 제한된다. 위상 궤적이 일단 VCM의 물리적인 한계 내로 선택되면, 제어기는 실질적으로 파라미터 변동과 외부 부하 간섭에 독립적으로 작동한다.
최적의 위상 평면 궤적과 본 발명의 양호한 실시예는 도 4에 도시되었다. 이러한 궤적은 실질적으로 포물선의 가속 세그먼트(σ1)(80), 선형적인 등속도 세그먼트(σ2)(82), 제 2의 실질적으로 포물선의 감속 세그먼트(σ3)(84), 및 선형 감속 세그먼트(σ4)(86)로 구성된다.
[수학식 13]
[수학식 14]
[수학식 15]
[수학식 16]
여기에서,
X1 = 작동기 위치 에러 위상 상태,
X2 = 작동기 위치 에러 속도 위상 상태,
C1 = 소정의 가속 상수,
X1I = 초기 작동기 위치 에러,
X2I = 소정의 일정 위치 에러 속도,
C2 = 소정의 감속 상수, 및
C3 = 선형 감속 세그먼트의 소정의 기울기이다.
선형 감속 세그먼트(σ4)(86)가 필요한데, 이 이유는 포물선의 감속 세그먼트(σ3)(84)의 기울기가 슬라이딩 모드를 지원하기에는 원점 근처에서 너무 가파르기 때문(즉, 감속이 너무 크기 때문)이다. 선형의 등속도 세그먼트(σ2)(82)는 트랙간 검색 거리가 충분히 짧다면 필요하지 않다(즉, 위상 상태는 초기 위치 에러가 소정의 임계값보다 적다면 σ1로부터 σ3으로 직접 전이한다).
도 5는 2차 설비로 설계된 디스크 작동기 제어 시스템을 도시한다. 슬라이딩 모드 제어기의 출력(U)(28)은 증폭되어(30), VCM(10)으로 입력된다. VCM(10)의 파라미터는,
Kt = 토크 상수,
Kv = 점성의 댐핑 계수 및
J = 관성이다.
모터에 대한 입력(90)은 가속 지령이고, 출력(92)은 속도이다. 그러므로 모터 자체는 적분기(94)로 설계된다. 서보 필드(38), 판독 채널 회로(12), 및 상태 추정기(14) 역시 적분기(96)로 설계되는데, 이 이유는 VCM(10)의 출력 속도(92)를 적분함으로써 작동기의 위치(16)를 생성하기 때문이다.
위치 에러 위상 상태(X1)(22)는 가산기(20)의 출력에서 관찰되고, 위치 에러 속도 위상 상태(X2)는 VCM(10) 속도(92)의 음의 값으로서 관찰된다. 다른 방식으로, 위치 에러 속도 위상 상태(X2)는 위치 에러 신호(X1)(22)를 미분함으로써 생성되거나 또는 상태 추정기(14)에 의해 생성될 수 있다. 도 5로부터, 위상 상태 식은 다음과 같이 쓰여질 수 있다.
[수학식 17]
U = ±K·X1에 대해, 상기 위상 상태 식은 수학식 1과 수학식 5와 유사하고, 위상 궤적은 도 3B에 도시된 것과 유사하다.
위치 에러(X1)만으로도 슬라이딩 모드를 실현하기에 충분하다 할지라도, 상기 위치 에러 속도(X2)가 피드백 루프에 더해질 때, 추가의 제어가 달성된다. 사실, 본 발명의 디스크 구동 작동기 제어 시스템은 탐색 도중의 제어 신호 만으로서의 위치 에러 속도(X2)를 가지고 최적으로 동작한다, 그 이유는 위치 에러(X1)가 초기에 위치 에러 속도(X2)보다 훨씬 크기 때문이다. 탐색 도중에 피드백 루프로부터 위치 에러(X1)를 제거하는 것은 스위칭 잡음의 양을 감소시킨다. 위상 상태가 위상 궤적 상의 소정의 점에 도달할 때, 상기 시스템은 위상 에러(X1) 위상 상태가 제어 루프로 되돌아가도록 스위칭한다.
하드웨어 설명
도 6은 본 발명의 디스크 구동 작동기 슬라이딩 모드 제어 시스템의 상세한 도면이다. 작동기 위치 에러(X1)(22)는 슬라이딩 모드 제어기(26)에 입력되고, 미분기(102)는 작동기 위치 에러 속도 신호(X2)(100)를 생성하기 위하여 작동기 위치 에러(X1)(22)를 미분한다. 도시되지 않은 다른 방식의 실시예에 있어서는, 상태 추정기(14)는 위치 에러 속도(X2)를 생성한다. 두 개의 스위칭 이득 회로(104, 106)는 위치 에러 (~X1)(22)와 에러 속도(~X2)(100) 제어 신호를 각각 증가시킨다. 위상 상태(~X1, X2)와 현재의 궤적 세그먼트(σi)에 응답하는 곱셈기(108, 110)는 이득 회로의 스위칭 동작을 제어한다. 최종 곱셈의 부호는, 위상 상태(X1, X2)를 도 4에 도시된 소정의 슬라이딩 라인 궤적을 향하도록 구동하도록, 스위치의 상태를 결정한다. 위상 상태(X1, X2)에 응답하는 σ 처리 블록(112)은, 위상 상태가 위상 궤적의 어느 세그먼트(σi)를 따를지를 결정하는 궤적 세그먼트 스위칭 논리 회로를 실현한다. σ 처리 블록(112), 적분기(116), 기준 에러 속도 생성기(114), 및 멀티플렉서(118, 120 및 122)의 동작은 이후에 보다 상세히 논의된다.
스위칭 이득 블록(104, 106)에서의 이득값(αi, βi, γi,ζi)은 위상 상태에 의해 추적되는 현재의 궤적 세그먼트에 따라서 적절한 값으로 프로그램될 수 있게 설정된다. 또한 이득값은 제어기가 순방향 또는 역방향의 검색을 실행하는 지에 따라 소정의 값으로 프로그램된다. 존재식(수학식 11)과 위상 궤적식(수학식 13, 14, 15, 및 16)을 사용하여, 도 4에 도시된 위상 궤적의 각 세그먼트에 대한 이득값은 이제 계산될 수 있다.
σ = σ1(탐색 가속)에 대해, 수학식 13을 시간에 대해 미분하고 수학식 13을 곱하면,의 식이 얻어진다. 수학식 17로부터 σ1·X2를 인수처리하면 다음의 식이 얻어진다.
[수학식 18]
수학식 5 및 6으로부터, 탐색 중 상당히 적으므로 Ψ3을 무시하면, 다음 식이 얻어진다.
[수학식 19]
여기에서
[수학식 20]
[수학식 21]
수학식 18과 19로부터, 중요하지 않을 정도로 적으므로, 항을 무시하면,
[수학식 22]
존재식(수학식 11)을 만족하기 위하여(즉, 임의의 X1, X2에 대해 수학식 22가 음의 값), 이득 상수는 다음의 부등식을 만족해야만 한다.
σ= σ2(등속도로 탐색)에 대해, 수학식 14를 시간에 대해 미분하여, 수학식 14로 곱하면,이 얻어진다. 수학식 17로부터,이 얻어지고, 수학식 19로부터다음의 수학식이 얻어진다.
[수학식 23]
존재식(수학식 11)(즉, 임의 X1과 X2에 대해 수학식 23은 음의 값)을 만족하기 위하여, 이득 상수는 다음의 부등식을 만족해야만 한다.
σ=σ3(감속 탐색)에 대해, 수학식 15를 시간에 대해 미분하고, 수학식 15를 곱함으로써이 얻어진다. 수학식 17로부터, σ1·X2를 인수처리하면, 다음의 수학식이 얻어진다.
[수학식 24]
수학식 18 및 19로부터 대수롭지 않게 적은 항을 무시하면, 다음의 수학식이 얻어진다.
[수학식 25]
존재식(수학식 11)을 만족시키기 위하여(즉, 임의 X1과 X2에 대해 수학식 25는 음의 값), 이득 상수는 다음의 부등식을 만족시켜야만 한다.
σ= σ4(트랙킹)에 대해, 수학식 16을 시간에 대해 미분하여, 수학식 16으로 곱하면,이 얻어진다. 수학식 17로부터,이 얻어지고, 수학식19로부터 다음의 수학식이 얻어진다.
[수학식 26]
존재식(수학식 11)(즉, 임의 X1과 X2에 대해 수학식 26은 음의 값)을 만족하기 위하여, 이득 상수는 다음의 부등식을 만족해야만 한다.
흐름도 설명
도 6에 도시된 슬라이딩 모드 제어기의 동작은 이제 도 7A, 7B 및 7C를 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 서보 제어 시스템이 초기에 도 7A의 트랙킹모드(200)에 있다고 가정하면, 작동기(8)는 순방향 또는 역방향 탐색 지령이 수신될 때까지 현재 선택된 트랙을 트랙킹한다(204). 순방향 탐색이 시작될 때, 탐색 ？(206)은 YES가 되고, 작동기 기준 위치(18)은 새로 선택된 트랙으로 갱신된다. 가산기(20)의 출력에서의 초기 작동기 위치 에러(X1)(22)는 상태 추정기(14)로부터의 출력되는 현재 트랙(16)과 새로 선택된 트랙 사이의 차이이다. 상기 초기 위치 에러는 X1I에서 궤도 세그먼트(σ=σ1)(80)의 시작으로서 도 4에도 도시되었다. 세그먼트(σ=σ1)(80)는 선택된 트랙을 향한 작동기의 원하는 가속도를 나타내는 포물선 궤적이다.
탐색 가속(σ=σ1)(208)의 시작에서, 슬라이딩 모드 제어기는 복수의 파라미터를 초기화한다(210). 도 6의 블록(104, 106) 내의 이득 상수는 가속 궤적(σ=σ1)(80)에 대응하는 값으로 갱신된다. 탐색 동작 중의 스위칭 잡음을 줄이기 위하여, 위치 에러 위상 상태(X1)(22)는 스위칭되어 슬라이딩 모드 제어로부터 빠져 나온다. σ 처리 블록(122)은 라인(126) 위에서 멀티플렉서(122)의 출력으로서 접지 평면을 선택한다. 결과적으로, 배율기(110)의 스위칭 동작을 불가능하게 하고, 가산기(103)의 출력에서 VCM 지령(U)(28)의 계산으로부터 Ψ1의 영향을 제거하기 위하여, ~X1(130)은 0으로 설정된다. 위치 에러 위상 상태(~X1)(130)가 불가능이 되기 때문에, 속도 위상 상태(~X2)(132)는, 작동기가 원하는 방향(즉, 선택된 트랙에 대한 역의 방향)으로 움직이기 시작하는 것을 보장하기 위하여, 소정의 값으로 초기화된다. 이것을 달성하기 위하여 σ 처리 블록(112)은 라인(124) 위에서 멀티플렉서(120)의 출력으로서 X2Ref(114)를 선택한다. 또한 σ 처리 블록(112)은라인(124) 위에서 멀티플렉서(118)의 출력 가산기(103)의 제 3의 입력(Ψ3)(109)으로 소정의 상수(C)(134)를 선택한다. 소정의 상수(C)(134)와 적분기(116)의 기능은 다음에 보다 상세하게 논의된다.
제어 파라미터가 가속 궤적(σ=σ1)(80)에 대해 초기화된 후, 슬라이딩 모드 제어기(26)는 VCM 지령 신호(U)(28)를 연속적으로 계산하여 가산기(103)의 출력단에서 출력한다. 흐름도(212)를 참조하면, σ1은 수학식 13에 따라 갱신되고, σi(128)는 σ1에 할당된다. (피연산자 부호 비트의 단순한 XOR로 실현될 수 있는)배율기(108)는 σi를 X2로 곱하여, 결과가 양이면 이득 블록(104)을 γi로 스위칭하고, 결과가 음이면 ζi로 스위칭한다. 이득 블록(104)은 ~X2(132){X2Ref(114)}를 상기 선택된 이득에 곱하여, Ψ2를 생성한다. 가산기(103)는 Ψ1, Ψ2 및 Ψ3을 더하여 VCM 지령(U)(28)을 생성한다. Ψ1은 가속 도중 '0'이고, Ψ3은 무시할 수 있을 정도로 적기 때문에, VCM 지령 신호(U)(28)는 주로 Ψ2와 동일하다.
증폭기(Kpa)(30)는 지령 신호(U)(28)를 증폭하여 이를 VCM(10)에 인가한다. 작동기(8)가 선택된 트랙을 향한 역의 방향으로의 가속을 시작함에 따라, 판독/기록 헤드(6)는 다음의 인접 트랙의 서보 데이터를 통과하고 대응하는 트랙 어드레스를 판독한다. 판독 채널 회로(12)는 트랙 어드레스를 디코드하고, 이를 상태 추정기(14)에 전송하며, 상기 상태 추정기(14)는 트랙 어드레스와 현재의 VCM 지령(28)에 응답하여 작동기 위치 신호(16)를 갱신시킨다. 가산기(20)는 새로운 위치 에러(X1)(22)를 출력하고, 미분기(102)는 X1(N) - X1(N-1)로서 새로운 속도 위상 상태(X2)(100)를 계산한다.
σ 처리 블록(112)은 작동기의 속도가 소정의 값에 도달할 때를 결정하기 위하여 연속적으로 체크한다. X2 ≤ X2Ref ?(214)가 NO인 경우에는, 슬라이딩 모드 제어기 루프가 구성되고, 흐름도(212)에 따라 다음의 VCM 지령 신호(U)(28)를 계산한다. X2 ≤ X2Ref ?(214)가 YES인 경우에는, σ 처리 블록(112)은 라인(124) 위에서 멀티플렉서(120)의 출력으로 X2(100)를 선택한다{~X2 = X2로 설정(216)}. 즉, 작동기(8)의 속도(X2)(100)가 일단 소정의 속도(X2Ref)(114)에 도달하면, 슬라이딩 모드 제어기(26)는 속도 위상 상태(X2)(100)의 함수로서 흐름도(218)에서 VCM 지령 신호(U)(28)를 생성한다.
이제, 도 7B에 도시된 흐름도(218)를 참조하면, σ 처리 블록(112)은 수학식 13, 14 및 15에 따라 σ1, σ2 및 σ3을 각각 갱신시킨다. σ 처리 블록(112)의 출력(σi)(128)은 σ1에 할당된다. σi와 X2에 응답하여, 배율기(108)는 위상 궤적(σ1)(80)을 향해 X1 및 X2를 구동시키기 위하여 스위칭 이득 블록(104)의 상태를 설정한다. 다음의 지령(U)(28)이 생성되고, 선택된 트랙을 향해 작동기(8)의 이동을 지속시키기 위하여 VCM(10)에 인가된다.
σ 처리 블록(112)은, 다음의 궤적 세그먼트로 스위칭할 때를 결정하기 위하여, 가속 궤적(σ1)(80)에 대한 위상 상태의 위치를 연속적으로 체크한다. 다음의 궤적 세그먼트는 등속도 세그먼트(σ2)(82)가 될 수 있거나, 또는 탐색 거리가 충분히 짧다면, 가속 세그먼트(σ3)(84)가 될 수 있다. σ 값을 비교함으로써, σ 처리 블록(112)은 다음의 궤적으로 스위칭할 때를 결정한다. σ1≤σ3 ?(220)이 YES이면, σ 처리 블록(112)은 감속 궤적(σ3)(84)으로 스위칭한다. 그렇지 않고, σ1≤σ2 ?(222)가 YES 이면, σ 처리 블록(112)은 등속도 궤적(σ2)(82)으로 스위칭한다. 그렇지 않을 경우, 슬라이딩 모드 제어기(26) 루프가 구성되어 흐름도(218)에 따라 다음의 VCM 지령(U)(28)을 계산한다.
이제 도 7C에 도시된 등속도 흐름도(226)를 참조하면, 먼저 스위칭 이득 블록(104, 106)을 위한 이득 상수가 도 4의 등속도 궤적(σ2)(82)에 대응하는 값으로 갱신된다(228). 그후, 흐름도(230)에서, σ 처리 블록(112)은 수학식 14와 15에 따라 σ2와 σ3을 각각 갱신시킨다. σ 처리 블록(112)의 출력(σi)(128)은 σ2로 할당된다. 또 다시, σi와 X2에 따라서, 배율기(108)는 위상 궤적(σ2)(82)을 향해 X1 및 X2를 구동시키기 위하여 스위칭 이득 블록(104)의 상태를 설정한다. 다음의 지령(U)(28)이 생성되고, 선택된 트랙을 향해 작동기(8)의 이동을 지속시키기 위하여 VCM(10)에 인가된다.
σ 처리 블록(112)은, 감속 궤적 세그먼트(σ3)(84)로 스위칭할 때를 결정하기 위하여, 등속도 궤적(σ2)(82)에 대한 위상 상태의 위치를 연속적으로 체크한다. σ2≤σ3 ?(232)이 YES인 경우에는, σ 처리 블록(112)은 감속 궤적(σ3)(84)으로 스위칭한다. 그렇지 않을 경우, 슬라이딩 모드 제어기(26) 루프가 구성되어 흐름도(230)에 따라 다음의 VCM 지령(U)(28)을 계산한다.
이제 흐름도(234)를 계속 참조하면, 먼저 스위칭 이득 블록(104, 106)을 위한 이득 상수가 도 4의 감속 궤적(σ3)(84)에 대응하는 값으로 갱신된다(236). 그후, 흐름도(238)에서, σ 처리 블록(112)은 수학식 15와 16에 따라 σ3과 σ4를 각각 갱신시킨다. σ 처리 블록(112)의 출력(σi)(128)은 σ3으로 할당된다. 다시,σi와 X2에 따라서, 배율기(108)는, 위상 궤적(σ3)(84)을 향해 X1 및 X2를 구동시키기 위하여, 스위칭 이득 블록(104)의 상태를 설정한다. 다음의 지령(U)(28)이 생성되고, 선택된 트랙을 향해 작동기(8)를 감속시키기 위하여, VCM(10)에 인가된다.
σ 처리 블록(112)은, 트랙킹 궤적 세그먼트(σ4)(86)로 스위칭할 때를 결정하기 위하여, 감속 궤적(σ3)(84)에 대한 위상 상태의 위치를 연속적으로 체크한다. σ4≤σ3 ?(232)이 YES인 경우에는, σ 처리 블록(112)은 트랙킹 궤적(σ4)(86)으로 스위칭한다. 그렇지 않을 경우, 슬라이딩 모드 제어기(26) 루프가 구성되어 흐름도(238)에 따라 다음의 VCM 지령(U)(28)을 계산한다.
슬라이딩 모드 제어기(26)가 트랙킹 모드로 스위칭할 때, 판독 채널 회로는, 중심선에 대한 작동기(8)의 옵셋 위치를 생성하기 위하여, 선택된 트랙의 중심선에 인접하여 기록된 서보 버스트 정보(42)를 처리한다. 옵셋 위치와 지령 신호(U)(28)에 따라서, 상태 추정기(14)는 선택된 기준 트랙 위치(18)로부터 감산된 추정 작동기 위치(16)를 생성하여, 위치 에러(X1)(22)를 생성한다.
도 7A의 흐름도(200)를 다시 참조하면, 스위칭 이득 블록(104, 106)을 위한 이득 상수는 도 4의 트랙킹 궤적(σ4)(86)에 대응하는 값으로 갱신된다(202). σ 처리 블록(122)은, 라인(126)을 경유하여, 멀티플렉서(118)의 출력(즉, Ψ3)으로서 적분기(116)의 출력을 선택한다. σ 처리 블록(112)은 또한, 라인(126)을 통해 선택함으로써, 멀티플렉서(122)의 출력으로서 위치 에러 위상 상태(X1)(22)를 슬라이딩 모드 계산으로 다시 스위칭시키고, 위치 에러 위상 상태(X1)(22)를 멀티플렉서(110)의 입력으로서도 스위칭시킨다. 또 다시, 상기 위치 에러 위상 상태(X1)(22)는 스위칭 잡음 감소시키기 위하여 탐색 도중에는 사용되지 않는다.
흐름도(204)를 참조하면, σ 처리 블록(112)은, 수학식 16에 따라 σ4를 갱신한다. σ처리 블록(112)의 출력(σi)(128)은 σ4에 할당된다. σi, X1 및 X2에 따라서, 위상 궤적(σ4)(86)을 향해 X1 및 X2를 구동시키기 위하여, 배율기(108, 110)는 스위칭 이득 블록(104, 108)의 상태를 각각 설정한다. 다음의 지령(U)(28)이 생성되고, 선택된 트랙의 중심선의 추적을 지속하기 위하여 VCM(10)에 인가된다.
선택된 트랙에 도달한 후, 수 개의 바이어싱(biasing) 힘이 작동기(8)가 중심선으로부터 안정된 상태의 DC 옵셋을 갖게 할 수 있다. 통상적인 바이어싱 힘은 회전하는 디스크에 의해 야기되는 바람의 방사(radial) 성분, 디스크 스택의 기울기, 플렉시블 케이블 내의 바이어스, 및 전기적인 옵셋을 포함할 수 있다. 이들 바이어싱 힘을 보상하고, 안정된 상태의 위치 에러를 '0'으로 하기 위하여, 적분기(116)는 위치 에러 위상 상태(X1)(22)를 적분하고, 이의 출력(109)은 슬라이딩 모드 제어기(26)의 출력(28)에 합해진다(103).
바이어싱 힘은 시간에 대해 변화하지 않지만, 작동기(8)의 방사 방향에 대해 변화한다. 그러므로, 각 트랙을 위한 바이어싱 힘에 대응하는 안정된 상태의 적분값(109)은 메모리에 저장된다. 선택된 새로운 트랙을 탐색할 때, 적분기(116)는 기능이 억제되고, 선택된 새로운 트랙에 대응하는 메모리에 저장되어 있는 안정된 상태의 적분값이 상수(134)로서 제어 신호(28)에 더해진다(103). 작동기(8)가 선택된 새로운 트랙에 도달하고 헤드가 충분히 안정될 때, 적분기(116)는 다시 기능할 수있게 되고, 그 출력은 제어 신호(28)에 다시 더해진다(103).
역방향 탐색에 대해, 슬라이딩 모드 제어기(26)는, 부등식이 반전되는 것을 제외하고, 도 7A, 7B 및 7C의 흐름도에서 설명된 바와 같이 동작한다. σ 처리 블록(112)은 도 3D에 도시된 바와 같이 선형 위상 궤적 세그먼트의 기울기를 조정할 수도 있다. σ 처리 블록(112)의 다른 실시예는, 저장된 값이 도 4에 도시된 위상 평면 궤적을 나타내는, 룩업 테이블 내에 저장된 값과 위치 에러 및 속도 위상 상태를 비교할 수 있다.
가속도 실시예
본 발명의 슬라이딩 모드 제어기에 대한 다른 실시예는 도 8에 도시되었다. 등속도 탐색 모드(σ=σ2)와 트랙킹 모드(σ=σ4) 중의 슬라이딩 모드 동작은 도 6의 것과 동일하다. 그러나, 탐색 가속(σ=σ1)과 탐색 감속(σ=σ3) 중에 있어서, 상태 공간은 평면(Xv, Xα)내에서 한정되고, 여기에서 Xv는 작동기 속도 에러 위상 상태이며 Xα는 작동기 가속 위상 상태이다.
탐색 가속 및 탐색 감속 도중에 있어서, 기준 속도(Vref)는 도 4에 도시된 속도 프로파일{σ1(80),σ3(84)}에 대응하는 위치 에러(X1)의 함수로 생성된다. 기준 속도 생성기는 룩업 테이블 또는 다항식으로 실현될 수 있다. 작동기 속도 에러 위상 상태(Xv)는 기준 속도(Vref)로부터 추정된 작동기 속도(~X2)를 감산함으로써 생성된다. 작동기 가속 위상 상태(Xα)는 위치 에러(X1)의 2차 미분을 취함으로써 생성된다. 위상 상태(Xv, Xα)는, 제어 신호(Ψ2, Ψ4)를 생성하기 위하여, 각 스위칭 이득 블록으로 곱해진다. 도 6 및 도 7을 참조로 설명된 바와 같이, 제어 신호(Ψ1)는 탐색 중에 기능하지 않게 되고, Ψ3은 무시할 수 있을 정도로 적다. 따라서 모터 제어 신호(U)는, 탐색 가속 및 탐색 감속 도중에 있어서, Ψ2 및 Ψ4의 함수이다. 등속도(σ=σ2) 및 트랙킹(σ=σ4)에서의 탐색 도중에 있어서, Vref는 '0'으로 설정되어, Xv=X2가 되고, Ψ4는 스위칭 이득 블록 내의 이득(δ,θ)을 0으로 설정함으로써 기능하지 않게 된다. 이러한 방식으로, 도 8의 슬라이딩 모드 제어기는, 등속도 및 트랙킹에서의 탐색 도중, 도 6 및 7에서 논의된 바와 같이 동작한다.
도 8의 σ 처리 블록에 의해 사용되는 궤적 세그먼트(σi)는 다음과 같이 정의된다.
σ1 = [Xv - C1·α];
σ2 = X2 - X2I ;
σ3 = -[Xv - C2·α];
σ4 = X2 + C3·X1 ; 여기에서
C1 = 소정의 가속 상수, X1I = 초기 작동기 위치 에러, X2I = 소정의 일정한 위치 에러 속도, C2 = 소정의 감속 상수, 및 C3 = 선형 감속 세그먼트의 소정의 기울기이다. σ 처리 블록은 다음의 부등식에 따라 궤적 세그먼트 사이를 스위칭한다.
도 1의 판독 헤드(6)가 유도성이 아닌 자기저항성(MR : magnetoresistive)이라면, 본 발명의 슬라이딩 모드 제어기는 적절한 트랙킹 성능을 제공하고, MR 판독 헤드와 관련된 고유의 비선형 이득 변동에 실질적으로 민감하지 않다. 종래의 선형 상태 추정기 제어 시스템에 있어서, 도 9A에 도시된 비선형 특성을 구비한 MR 판독 헤드는, 도 9C에 도시된 바와 같이, 선택된 트랙의 중심선 주위에서 진동한다. 그러나, 슬라이딩 모드 제어기에 대해, MR 헤드는 진동하지 않고 그 대신, 도 9D에 도시된 바와 같이 실질적으로 트랙 상에서 유지된다.
형태와 상세 사항에서 많은 변화가 본 발명의 사상과 범주에서 벗어남이 없이 이루어질 수 있고, 여기에서 개시된 특정 실시예에 한정되지 않는다. 예컨대, 슬라이딩 모드 제어기는 하드웨어 또는 소프트웨어로 실현될 수 있고, 개시된 특정한 위상 상태를 대신하거나 이에 덧붙여 보다 높은 차수의 위상 상태가 사용될 수도 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 도 2A에 도시된 바와 같이 사용자 데이터의 섹터 내의 모든 디스크 상에 삽입된 서보 데이터가 아닌, 디스크 열 내의 지정된 서보 디스크 상에 서보 데이터가 기록될 수 있다. 개시된 실시예로부터 유도되는 이들 및 다른 변형은 다음의 특허청구범위로부터 적절하게 해석되는 본 발명의 의도된 범주 내에 속한다.

Claims (23)

  1. 디지털 데이터를 기록하기 위한 자기 디스크 구동 저장 시스템으로서,
    (a) 동심상의 다수의 기록된 데이터 트랙을 포함하고, 상기 데이터 트랙은 사용자 데이터와 서보 데이터를 포함하는, 적어도 하나의 회전 자기 디스크와;
    (b) 상기 자기 디스크로부터 상기 디지털 데이터를 판독하기 위한, 상기 자기 디스크 위에 위치한 자기저항성(magnetoresistive : MR) 판독 헤드와;
    (c) 상기 MR 판독 헤드를 선택된 트랙 위에 위치시키기 위한, 상기 MR 판독 헤드에 연결된 작동기(actuator)와;
    (d) 상기 작동기에 연결되고, 모터 제어 신호를 수신하기 위한 입력단을 가지는, 상기 작동기의 동작을 제어하기 위한 모터와;
    (e) 상기 서보 데이터에 응답하여 적어도 하나의 위상 상태 신호를 생성하기 위한 위상 상태 생성기와;
    (f) 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 응답하여 상기 모터 제어 신호를 생성하고 출력하기 위한 슬라이딩 모드 제어기로서, 탐색 모드에서는 현재의 트랙으로부터 선택된 트랙으로 MR 판독 헤드를 이동시키고, 트랙킹(tracking) 모드에서는 상기 사용자 데이터를 판독하는 동안 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙의 중심선 상에 정렬하게 유지시키도록 동작하는, 슬라이딩 모드 제어기를 포함하고,
    여기서,
    (가)상기 자기 디스크 구동 저장 시스템은 적어도 두 개의 위상 상태를 가지며,
    (나)상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 1 구조와 제 2 구조 사이에서 스위칭하며,
    (다)상기 제 1 구조는 상기 두 개의 위상 상태를 제 1 위상 궤적을 따라가도록 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (라)상기 제 2 구조는 상기 두 개의 위상 상태를 제 2 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (마)상기 제 1 및 제 2 위상 궤적은 상기 위상 평면의 적어도 일부분에서 반대 방향(opposite direction)으로 교차하며,
    (바)상기 제 1 구조 및 상기 제 2 구조에서 스위칭함으로써, 상기 슬라이딩 모두 제어기는 상기 두 개의 위상 상태를 소정의 제 3 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (사)상기 제 3 위상 궤적은 상기 제 1 및 제 2 위상 궤적이 교차하는 상기 위상 평면의 일부분 내에 존재하는,
    자기 디스크 구동 저장 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위상 상태 생성기는 상태 추정기를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 상태 추정기는,
    추정된 작동기 위치를 출력하기 위하여 상기 서보 데이터와 상기 모터 제어 신호에 응답하고,
    작동기 위치 에러 위상 상태 신호를 생성하기 위하여, 기준 작동기 위치로부터 상기 추정된 작동기 위치를 감산하기 위한 가산기를 더 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    (a) 상기 서보 데이터는 트랙 번호 정보와 서보 버스트(burst)를 포함하고,
    (b) 상기 위상 상태 생성기는, 상기 선택된 트랙을 탐색할 때, 상기 트랙 번호 정보에 따라, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호를 생성하고,
    (c) 상기 위상 상태 생성기는, 상기 선택된 트랙의 중심선을 추적할 때, 상기 서보 버스트에 따라, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호를 생성하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는, 원하는 작동기 위치와 추정된 작동기 위치 사이의 차이에 비례하는 작동기 위치 에러 신호를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는, 작동기 위치 에러의 미분값에 비례하는 작동기 위치 에러 속도 신호를 포함하는, 자기 디스크 구동저장 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는, 기준 작동기 속도와 추정된 작동기 속도 사이의 차이에 비례하는 작동기 속도 에러 신호를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는, 작동기 속도의 미분값에 비례하는 작동기 가속 신호를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는,
    (a) 원하는 작동기 위치와 추정된 작동기 위치 사이의 차이에 비례하는 작동기 위치 에러 신호와;
    (b) 상기 작동기 위치 에러의 미분값에 비례하는 작동기 위치 에러 속도 신호를,
    포함하는 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호는,
    (a) 원하는 작동기 위치와 추정된 작동기 위치 사이의 차이에 비례하는 작동기 위치 에러 신호와;
    (b) 기준 작동기 속도와 추정된 작동기 속도 사이의 차이에 비례하는 작동기속도 에러 신호와;
    (c) 상기 추정된 작동기 속도의 미분값에 비례하는 작동기 가속 신호를,
    포함하는 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 두 개의 위상 상태는 작동기 위치 에러 위상 상태와 작동기 위치 에러 속도 위상 상태를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    (a) 상기 제 1 구조는, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 양의 이득 항을 곱하기 위한, 제 1의 배율기(multiplier)를 포함하고,
    (b) 상기 제 2 구조는, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 음의 이득 항을 곱하기 위한, 제 2의 배율기를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    (a) 상기 제 3의 위상 궤적은, 시작 단부와, 제 1의 선형 세그먼트의 시작 단부에 연결된 종료 단부를 갖는 제 1의 포물선 세그먼트를 포함하고,
    (b) 상기 제 1의 선형 세그먼트는, 제 2의 포물선 세그먼트의 시작 단부에 연결된 종료 단부를 갖고,
    (c) 상기 제 2의 포물선 세그먼트는, 제 2의 선형 세그먼트의 시작 단부에 연결된 종료 단부를 갖고,
    (d) 상기 제 2의 선형 세그먼트의 한 부분은 상기 위상 평면의 원점 근처에 존재하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    (a) 상기 제 1의 포물선 세그먼트는 상기 MR 판독 헤드의 가속도을 나타내고,
    (b) 상기 제 1의 선형 세그먼트는 상기 MR 판독 헤드의 등속도를 나타내고,
    (c) 상기 제 2의 포물선 세그먼트와 상기 제 2의 선형 세그먼트는 상기 MR 판독 헤드의 감속도를 나타내는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  15. 제 13항에 있어서,
    (a) 상기 두 개의 위상 상태는 작동기 위치 에러 위상 상태와 작동기 위치 에러 속도 위상 상태를 포함하고,
    (b) 상기 제 1의 포물선 세그먼트는 C1*X22+ X1 - X1I에 비례하는데, 여기서 C1은 소정의 가속도 상수이고, X1은 상기 작동기 위치 에러 위상 상태이고, X1I는 초기 작동기 위치 에러이고, X2는 상기 작동기 위치 에러 속도 위상 상태이며,
    (c) 상기 제 1의 선형 세그먼트는 X2 - X2I에 비례하는데, 여기서 X2I는 소정의 일정한 작동기 위치 에러 속도이고,
    (d) 상기 제 2의 포물선 세그먼트는 - C2*X22+ X1에 비례하는데, 여기서 C2는 소정의 감속도 상수이고,
    (e) 상기 제 2의 선형 세그먼트는 X2 + C3*X1에 비례하는데, 여기서 C3은 상기 제 2의 선형 세그먼트의 소정의 기울기인, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  16. 제 13항에 있어서,
    (a) 상기 슬라이딩 모드 제어기는, 탐색 모드에서 상기 MR 판독 헤드를 현재의 트랙으로부터 선택된 트랙으로 이동시키고, 트래킹 모드에서 상기 사용자 데이터 및 서보 데이터를 판독하는 동안 상기 선택된 트랙의 중심선 위에 정렬되게 상기 MR 판독 헤드를 유지하도록 동작하며,
    (b) 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙으로 이동시키기 위하여 상기 슬라이딩 모드 제어기가 탐색 모드로 스위칭할 때, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 1 스위칭 알고리즘에 따라 상기 제 1 및 제 2 구조 사이에서 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 1의 포물선 세그먼트를 따르게 하여 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙을 향해 가속시키고,
    (c) 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 1의 선형 세그먼트의 상기 시작 단부에 도달할 때, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 2 스위칭 알고리즘에 따라 상기 제 1 및 제 2 구조 사이에서 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 1의 선형 세그먼트를 따르게 하여 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙을 향해 거의 등속도로 이동시키고,
    (d) 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 2의 포물선 세그먼트의 시작 단부에도달할 때, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 3 스위칭 알고리즘에 따라 상기 제 1 및 제 2 구조 사이에서 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 2의 포물선 세그먼트를 따르게 하여 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙을 향해 감속시키고,
    (e) 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 2의 선형 세그먼트의 시작 단부에 도달할 때, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 4 스위칭 알고리즘에 따라 상기 제 1 및 제 2 구조 사이에서 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태가 상기 제 2의 선형 세그먼트를 따르게 하여 상기 MR 판독 헤드를 상기 선택된 트랙을 향해 감속시키고,
    (f) 상기 두 개의 위상 상태가 상기 위상 평면의 원점 근처에서 상기 제 2의 선형 세그먼트의 부분으로부터 소정의 최소 거리 내에 있을 때, 상기 슬라이딩 모드 제어기는 상기 트랙킹 모드로 스위칭한 후 상기 두 개의 구조 사이애서 계속하여 반복적으로 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태를 상기 위상 평면의 원점 근처에서 유지하여 상기 선택된 트랙의 중심선 근처에 상기 MR 판독 헤드를 유지시키는,
    자기 디스크 구동 저장 시스템.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 제 2의 세그먼트는 영(zero)의 길이를 갖는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 구조 사이의 스위칭을 제어하는 스위칭 논리 회로를 더 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 스위칭 논리 회로는 상기 제 3의 위상 평면 궤적에 대한 위상 상태값을 적어도 하나의 위상 상태 신호로 곱하여 그 곱(product)을 생성하기 위한 배율기로서, 상기 곱이 '0'보다 클 때 상기 제 1 구조로 스위칭하고, 상기 결과가 '0'보다 적을 때 상기 제 2 구조로 스위칭하는, 배율기를 포함하는, 자기 디스크 구동 저장 시스템.
  20. 제 16항에 있어서,
    (a) 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 구조 사이의 스위칭을 제어하는 스위칭 논리 회로로서, 상기 두 개의 위상 상태가 따르는 현재의 궤적의 현재의 세그먼트에 대응하는 소정의 모드에서 동작하는, 스위칭 논리 회로와,
    (b) 상기 적어도 하나의 위상 상태 신호에 응답하여 상기 스위칭 논리 회로의 동작 모드를 제어하는 σ처리 블록을 더 포함하는,
    자기 디스크 구동 저장 시스템.
  21. 자기 디스크 저장 시스템의 회전 자기 디스크 저장 매체 위에 위치한 MR 판독 헤드의 동작을 제어하기 위한 폐루프 서보 제어 시스템으로서,
    상기 자기 디스크는, 사용자 데이터와 서보 데이터를 포함하는, 상기 자기 디스크 상에 기록된 동심상의 다수의 기록된 데이터 트랙을 포함하며, 상기 MR 판독 헤드를 모터가 작동시키며, 헤드 위치 에러 위상 상태와 헤드 위치 에러 속도 위상 상태를 갖는 폐루프 서보 제어 시스템에 있어서,
    (a) 선택된 헤드 위치를 수신하기 위해 연결된 입력단과;
    (b) 헤드 위치 에러 신호를 생성하기 위해 상기 선택된 헤드 위치로부터 추정 헤드 위치를 감산하기 위한 가산기와;
    (c) 상기 MR 판독 헤드를 선택된 트랙 위에 위치시키도록 상기 모터에 모터 제어 신호를 출력하기 위하여, 상기 헤드 위치 에러 신호에 응답하는 슬라이딩 모드 제어기를,
    포함하고,
    여기서, 상기 폐루프 서보 제어 시스템은 탐색 모드에서 현재의 트랙으로부터 선택된 트랙으로 상기 MR 판독 헤드를 이동시키고, 트랙킹 모드에서 상기 사용자 데이터 및 서보 데이터를 판독하는 동안 상기 선택된 트랙의 중심선 상에 정렬되게 상기 MR 판독 헤드를 유지시키도록 동작하며,
    여기서,
    (가)상기 자기 디스크 구동 저항 시스템은 적어도 두 개의 위상 상태를 가지며,
    (나)상기 슬라이딩 모드 제어기는 제 1 구조와 제 2 구조 사이에서 스위칭하며,
    (다)상기 제 1 구조는 상기 두 개의 위상 상태를 제 1 위상 궤적을 따라가도록 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (라)상기 제 2 구조는 상기 두 개의 위상 상태를 제 2 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (마)상기 제 1 및 제 2 위상 궤적은 상기 위상 평면의 적어도 일부분에서 반대 방향(opposite direction)으로 교차하며,
    (바)상기 제 1 구조 및 상기 제 2 구조에서 스위칭함으로써, 상기 슬라이딩 모두 제어기는 상기 두 개의 위상 상태를 소정의 제 3 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (사)상기 제 3 위상 궤적은 상기 제 1 및 제 2 위상 궤적이 교차하는 상기 위상 평면의 일부분 내에 존재하는,
    폐루프 서보 제어 시스템.
  22. 제 21항에 있어서,
    (a) 상기 서보 데이터는 트랙 번호 정보와 서보 버스트(burst)를 포함하고,
    (b) 상기 추정 헤드 위치는, 상기 선택된 트랙을 탐색할 때, 상기 트랙 번호 정보로부터 유도되고,
    (c) 상기 추정 헤드 위치는, 상기 선택된 트랙의 중심선을 트랙킹할 때, 상기 서보 버스트로부터 유도되는, 폐루프 서보 제어 시스템.
  23. 자기 디스크 저장 시스템에서 회전 자기 디스크 저장 매체 위에 위치한 MR 판독 헤드의 동작을 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 자기 디스크는 상기 자기 디스크 상에 기록된 동심상의 다수의 데이터 트랙을 포함하고, 여기서 각 데이터 트랙은 사용자 데이터 및 서보 데이터를 포함하며, 상기 MR 판독 헤드를 모터가 작동시키며, 폐루프 서보 제어 시스템은 헤드 위치 에러 위상 상태 및 헤드 위치 에러 속도 위상 상태를 갖는하는, MR 판독 헤드의 동작 제어 방법으로서,
    (a) 상기 모터의 위상 상태를 나타내는 적어도 하나의 위상 상태 신호를 생성하는 단계와;
    (b) 상기 위상 상태 신호를 소정의 위상 궤적에 대한 위상 상태값과 비교하는 단계와;
    (c) 단계(b)에서 제 1의 비교 결과에 따라 상기 위상 상태 신호를 제 1의 이득 값을 곱하고, 단계 (b)에서의 제 2의 비교 결과에 따라 상기 위상 상태 신호에 제 2의 이득 값을 곱함으로써 모터 제어 신호를 생성하는 단계와;
    (d) 탐색 모드 도중 및 트랙킹 모드 도중, 상기 MR 판독 헤드를 상기 자기 디스크 상에서 작동시키기 위하여, 상기 모터 제어 신호를 상기 모터에 인가하는 단계를 포함하며,
    여기서,
    (가)상기 자기 디스크 저장 시스템은 적어도 두 개의 위상 상태를 가지며,
    (나)상기 제 1 이득값을 곱함으로써, 상기 두 개의 위상 상태를 제 1 위상 궤적을 따라가도록 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (다)상기 제 2 이득값을 곱함으로써, 상기 두 개의 위상 상태를 제 2 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화시키고,
    (라)상기 제 1 및 제 2 위상 궤적은 상기 위상 평면의 적어도 일부분에서 반대 방향으로 교차하며,
    (바)상기 제 1 이득값 및 및 상기 제 2 이득값 사이에서 스위칭함으로써, 상기 두 개의 위상 상태가 소정의 제 3 위상 궤적을 따라가도록 상기 위상 평면에 대해 변화하고,
    (사)상기 제 3 위상 궤적은 상기 제 1 및 제 2 위상 궤적이 교차하는 상기 위상 평면의 일부분 내에 존재하는,
    MR 판독 헤드의 동작 제어 방법.
KR10-1998-0700292A 1995-07-14 1996-07-12 자기기록을위한자기저항성판독헤드의슬라이딩모드제어시스템및방법 KR100424268B1 (ko)

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