KR100630720B1 - 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착제어 방법 및 장치 - Google Patents

디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스크 드라이브 서보 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 시에 탐색 거리에 관계없이 향상된 안착 제어를 실행시키는 안착 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법은 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드 제어 방법에 있어서, 트랙 탐색 모드의 가감속 제어모드에서 안착 제어모드로 천이되는 시점의 헤드 움직임의 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시켜 상기 고유 벡터를 따라 상기 헤드를 목표 위치 및 속도 값으로 수렴하도록 제어함을 특징으로 한다.

Description

디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling adaptive settling mode of track seek in disk drive}
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 헤드 디스크 어셈블리의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 단일 모드 제어 프로세스를 설명하기 위한 안착 제어 시점의 헤드 운동의 초기 상태에 따른 시스템 반응 궤적의 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 헤드 움직임의 초기 상태를 고유 벡터 상의 목적 상태로 천이하는 예를 도시한 것이다.
도 5는 1 트랙 탐색 시 단일 모드 제어 ON/OFF에 따른 안착 제어 성능의 비교를 보여주는 그래프이다.
도 6은 7,000 트랙 탐색 시 단일 모드 제어 ON/OFF에 따른 안착 제어 성능의 비교를 보여주는 그래프이다.
도 7은 40,000 트랙 탐색 시 단일 모드 제어 ON/OFF에 따른 안착 제어 성능 의 비교를 보여주는 그래프이다.
본 발명은 디스크 드라이브 서보 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 시에 탐색 거리에 관계없이 향상된 안착 제어를 실행시키는 안착 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 디스크 드라이브의 서보 제어 기술로서 공개된 문헌으로는 미국특허공보 5,072,318 및 6,636,376 등이 있다.
일반적으로, 데이터 저장 장치의 하나인 하드 디스크 드라이브는 자기 헤드에 의해 디스크에 기록된 데이터를 재생하거나, 디스크에 사용자 데이터를 기록함으로써 컴퓨터 시스템 운영에 기여하게 된다. 이와 같은 하드 디스크 드라이브는 점차 고용량화, 고밀도화 및 소형화되면서 디스크 회전 방향의 기록 밀도인 BPI(Bit Per Inch)와 반경 방향의 기록 밀도인 TPI(Track Per Inch)가 증대되는 추세에 있으므로 그에 따라 더욱 정교한 메커니즘이 요구된다.
디스크에 정보를 기록하거나 또는 읽을 때, 하드 디스크 드라이브는 헤드를 한 트랙에서 다른 트랙으로 이동시키기 위한 시크 루틴(seek routine)을 실행한다. 시크 루틴 도중에 보이스 코일 모터는 헤드를 디스크 표면에서 새로운 트랙 위치로 이동시키는 전류에 의하여 여기 된다. 컨트롤러는 또한 헤드가 정확한 실린더 위치 및 트랙의 중앙으로 이동시키는 것을 보증하는 서보 루틴을 실행한다.
디스크(들)로부터 정보를 읽거나 기록하는데 필요한 시간의 양을 최소화시키는 것이 바람직하다. 그러므로, 드라이브에 의하여 실행되는 시크 루틴은 헤드를 가장 짧은 시간 내에 목표 트랙 위치로 이동시켜야 한다. 추가적으로, 헤드 짐벌 어셈블리의 안정 시간은 헤드가 빠르게 정보를 기록하거나 또는 읽을 수 있고, 한번에 목표 트랙에 인접되게 위치하도록 하기 위하여 최소화되어야 한다.
이러한 트랙 탐색 모드는 가감속 제어모드와 안착 제어모드로 구성된다. 가감속 제어모드는 헤드를 목표 트랙 근처로 신속하게 옮기기 위한 모드이고, 안착 제어모드는 가감속 제어모드 후에 헤드를 목표 트랙의 중앙으로 추종하기 위한 모드이다.
일반적으로 가감속 제어모드에서는 최적 시간 제어기와 같은 비선형 제어기가 사용되고, 안착 제어모드에서는 선형 제어기가 사용된다. 안착 제어모드에서의 반응 특성은 안착 제어모드가 시작되는 시점에서의 헤드 움직임의 초기 상태에 의하여 결정된다. 예를 들어 초기 속도가 큰 경우에는 오버슈트가 발생하여 탐색 시간이 증가될 수 있으며, 반면에 초기 속도가 지나치게 느린 경우에는 오버슈트는 발생되지 않지만 반응이 느리게 된다. 실제적으로 안착 제어모드가 시작되는 초기 상태는 트랙 탐색 거리에 따라 달라진다.
이로 인하여, 트랙 탐색 거리에 따라서 안착 제어 성능이 균일하지 못하게 됨으로써 트랙 탐색 서보 성능이 저하되며, 특히 트랙 탐색 시간이 길어지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 트랙 탐색 모드에서 안착 제어모드가 시작되는 시점의 헤드 움직임의 초기 상태가 상이하더라도 균일한 안착 제어 성능을 유지하기 위한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법은 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드 제어 방법에 있어서, 트랙 탐색 모드의 가감속 제어모드에서 안착 제어모드로 천이되는 시점의 헤드 움직임의 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시켜 상기 고유 벡터를 따라 상기 헤드를 목표 위치 및 속도 값으로 수렴하도록 제어함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 장치에 있어서, 위치 에러 신호로부터 헤드의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 헤드 움직임의 상태 정보 값을 추정하는 상태 추정기, 상기 상태 정보 값에 소정의 상태 궤환 이득을 곱한 상태 궤환 제어 정보를 생성시키는 상태 궤환 제어기, 트랙 탐색 모드의 안착 제어모드 시작 시점에서의 헤드 움직임의 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시키기 위한 소정의 정방 행렬을 상기 안착 제어모드 시작 시점의 상태 정보 초기 값에 곱한 초기 상태 보정 정보를 생성시키는 단일 모드 제어 회로, 상기 상태 궤환 제어 정보의 반전 값에 상기 초기 상태 보정 정보를 합산하여 출력하는 합산기 및 상기 합산기의 출력에 상응하는 구동 전류를 생성시켜 헤드를 이동시키고, 상기 위치 에러 신호를 생성시키는 보이스 코일 모터 드라이브 & 액츄에이터를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
하드 디스크 드라이브는 기구적인 부품들로 구성된 HDA(Head Disk Assembly)와 전기 회로의 결합으로 이루어진다.
도 1은 본 발명이 적용되는 하드 디스크 드라이브의 HDA(Head Disk Assembly; 10)의 구성을 보여준다. HDA(10)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 이상의 자기 디스크(12)를 포함하고 있다. HDA(10)는 디스크 표면에 인접되게 위치한 변환기(도면에 미도시)를 또한 포함하고 있다.
변환기는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 변환기는 각 디스크 표면에 결합되어 있다. 비록 단일의 변환기로 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 변환기와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 변환기로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 변환기는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다.
변환기는 헤드(16)에 통합되어 질 수 있다. 헤드(16)는 변환기와 디스크 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 헤드(16)는 헤드 스택 어셈블리(Head Stack Assembly; HSA, 22)에 결합되어 있다. 헤드 스택 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 액츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor; VCM, 30)를 특정하는 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 액츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 액츄에이터 암(24)의 회전은 디스크 표면을 가로질러 변환기를 이동시킬 것이다.
정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터를 포함하고 있다. 각 섹터는 데이터 필드(data field)와 식별 필드(identification field)를 포함하고 있다. 식별 필드는 섹터 및 트랙(실린더)을 식별하는 그레이 코드(Gray code)를 포함하고 있다. 변환기는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크 표면을 가로질러 이동된다.
도 2는 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치의 구성도를 보여준다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치는 상태 추정기(210), 상태 궤환 제어기(220), 단일 모드 제어기(230), 행렬 발생기(240), 합산기(250) 및 보이스 코일 모터 드라이버 & 액츄에이터(260)를 포함한다.
상태 추정기(210)는 위치 에러 신호(Position Error Signal; PES)로부터 아래의 수학식 1의 상태 방정식을 이용하여 헤드의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 헤드 움직임의 상태 변수 x(k) 값을 추정하는 프로세스를 실행한다.
상태 궤환 제어기(220)는 상태 추정기(210)에서 추정된 헤드 움직임의 상태 변수 x(k) 값에 상태 궤환 이득(K)을 곱한 상태 궤환 제어 정보를 생성시킨다.
단일 모드 제어기(230)는 트랙 탐색 모드의 안착 제어모드 시작 시점에서의 헤드 움직임의 초기 상태 x(0)를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시키기 위하여 정방 행렬 M을 안착 제어모드 시작 시점의 상태 x(0) 값에 곱한 초기 상태 보정 정보 uSM(k)를 생성시키는 아래 수학식 17과 같은 연산 프로세스를 실행한다. 여기에서, 고유 벡터는 시스템(하드 디스크 드라이브)을 구성하는 헤드 스택 어셈블리 특성에 따른 고유 벡터를 의미한다.
행렬 발생기(240)는 트랙 탐색 모드의 안착 제어모드 시작 시점에서 헤드 움직임의 초기 상태 x(0)를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시키는데 이용되는 정방 행렬 M을 발생시킨다. 위의 정방행렬 M은 초기 상태 x(0)를 고유 벡터의 선상의 직교 위치로 천이시키도록 결정하는 것이 효과적이다. 또한, 정방행렬 M의 값들을 내부 ROM(도면에 미도시)에 저장하여 이용하도록 설계하는 것이 효과적이다.
합산기(250)는 상태 궤환 제어기(220)에서 출력되는 상태 궤환 제어 정보의 반전 값에 단일 모드 제어기(230)에서 출력되는 초기 상태 보정 정보를 더하여 보이스 코일 모터 드라이버 & 액츄에이터(260)로 출력한다.
보이스 코일 모터 드라이버 & 액츄에이터(260)는 합산기(250)의 출력에 상응하는 구동 전류를 생성시켜 헤드를 이동시키고, 트랙 탐색 및 트랙 추종을 실행하면서 헤드의 움직임에 상응하는 위치 에러 신호를 생성시킨다.
그러면, 단일 모드 제어기(230)에서 실행되는 안착 제어모드 시점의 제어 프 로세스에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 전반적인 VCM 액츄에이터 제어 프로세스에 대하여 살펴보기로 한다. 일반적인 VCM 액츄에이터 제어 모델은 수학식 1과 같다.
Figure 112004056556937-pat00001
위의 상태변수 x(k)를 구성하는 x(k), v(k), u(k-1)는 각각 헤드의 위치, 속도, 이전 제어입력을 나타내고, 상수 Ka, Ts, Td 는 각각 가속도 상수, 샘플링 시간, 제어 지연시간을 의미한다. 상태 궤환 제어기(220)에서의 안착 제어 프로세스는 수학식 2를 이용한다.
Figure 112004056556937-pat00002
여기에서 K 는 상태 궤환 이득을 나타낸다. 그러면 안착 제어 프로세스를 위한 동적 식은 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112004056556937-pat00003
따라서 안착 제어 프로세스의 반응은 수학식 4에 표현된 초기 상태에 의하여 결정된다.
Figure 112004056556937-pat00004
초기 상태 x(0)는 탐색 거리마다 달라지게 된다.
따라서, 탐색 거리에 관계없이 초기 상태 x(0)를 일정하도록 보상하기 위하여 본 발명에서는 단일 모드 제어 보상 프로세스가 적용된다. 즉, 본 발명에 따른 단일 모드 제어 보상 프로세스의 핵심은 초기 상태 x(0)를 시스템의 고유 벡터 상으로 천이시키는 것이다.
그러면, 본 발명에 의한 안착 제어 시스템 설계에 관하여 설명하기로 한다.
우선, 안착 제어 시스템의 반응을 극점 해석하면 수학식 5와 같이 표현된다.
Figure 112004056556937-pat00005
여기서, 상수 λ1, λ2, λ3은 극점으로서 행렬 A- BK 의 고유치(Eigen value)에 해당하고, 벡터 p 1 , p 2 , p 3 은 고유벡터(Eigen vector)에 해당된다. 그리고 행렬 P는 고유벡터 p 1 , p 2 , p 3 로 구성되는 행렬이고, 벡터 q 1 , q 2 , q 3 은 P의 역행렬 P -1의 가로벡터에 해당된다. 따라서 고유벡터 p 1 , p 2 , p 3 와 가로벡터 q 1 , q 2 , q 3 에는 수학식 6과 같은 수직 혹은 평행 관계가 성립한다.
Figure 112004056556937-pat00006
수학식 5로부터 안착 제어시스템의 반응에는 일반적으로 세 개의 극점 λ1, λ2, λ3들 및 초기상태 x(0)가 관여하게 됨을 알 수 있다.
그런데, 만일 초기상태가 어떤 고유벡터 선상에 있다면 안착 제어 시스템의 반응에는 해당하는 극점만 나타나게 된다. 예를 들어, 초기상태가 두 번째 고유벡터 선상에 있다면 즉 어떤 상수 α에 대하여 x(0)=αp 2 임이 성립하다면, 수학식 5와 6에 의하여 안착 제어 시스템 반응에는 수학식 7과 같이 두 번째 고유치인 λ2 이 나타나게 되고, 시스템 상태는 항상 그 고유벡터 선상에 있으면서 원점으로 수렴하게 된다. 그리고, 수렴 속도는 고유치 λ2에 따라 결정된다.
Figure 112004056556937-pat00007
위상 평면 해석(Phase Plane Analysis)을 사용하면 이러한 개념을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 3에 초기상태에 따른 시스템 반응 궤적의 세 가지 예를 도시하였다. 수학식 1과 같이 시스템 차수가 3이므로 원래는 3차원 공간이 필요하지만 개념 전달의 간결성을 위하여 위치와 속도로 구성되는 3차원 평면을 사용하였다. 초기속도가 큰 경우(A 경우)에는 세 개의 극점 λ1, λ2, λ3이 시스템 반응에 나타나 일반적으로 시스템 상태 궤적이 곡선이 되고 오버슈트가 발생하게 된다. 반면 초기속도가 작은 경우(C 경우)에는 마찬가지로 세 개의 극점이 유발되어 시스템 상태 궤적이 곡선이 되고 오버슈트는 발생되지 않지만 반응이 느리게 된다. 그런데 초기상태가 고유벡터 선상에 있는 경우(B 경우)에는 시스템 상태 궤적은 고유 벡터 직선이 되며, 그 고유벡터 직선을 따라 원점으로 수렴하게 된다. 따라서 오버슈트와 같은 현상을 피할 수 있고 또한 그 고유벡터의 고유치가 매우 크다면 시스템 상태가 원점으로 수렴하는 속도가 빨라지게 된다. 결국 속도가 빠른 고유벡터 선상에 초기상태가 있을 경우 가장 훌륭한 안착 제어 시스템의 성능을 얻을 수 있다고 예측할 수 있다.
그런데, 초기 상태는 온도 등 주변 환경에 따라 달라지고, 특히 탐색거리에 따라 두드러지게 달라진다. 따라서 초기 상태에 무관하게 고속 정밀한 안착 제어 성능을 얻기 위해서는 초기 상태를 고유벡터 선상으로 천이시키기 위한 제어 입력을 추가로 사용할 필요가 있게 된다.
위에서 언급한 바와 같이, 시스템 상태가 고유벡터에서 출발하는 경우 단일 극점만이 시스템 반응에 나타나므로 이러한 기능을 수행하는 제어기를 본 발명에서는 단일 모드 제어기(230)라 부르기로 한다.
단일 모드 제어기(230)를 포함하는 전체 안착 제어기는 수학식 8과 같이 표현된다.
Figure 112004056556937-pat00008
여기에서, uSM(k)는 단일 모드 제어입력을 나타내고, 이 경우 전체 시스템의 동적 식은 수학식 9와 같다.
Figure 112004056556937-pat00009
수학식 9의 시스템 차수가 3이고 제어가 가능하므로 초기 상태 x(0)를 임의의 목적 상태 x final로 3 샘플만에 천이시킬 수 있는 제어 입력이 존재하게 된다. 이러한 3 샘플동안의 제어 입력을 수학식 10과 같이 정의하자.
Figure 112004056556937-pat00010
그러면 수학식 9에 의하여 x final은 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112004056556937-pat00011
시스템 목적 상태 x final은 고유벡터 선상에 있게 하려면 어떤 상수 α에 대하여 수학식 12를 만족시켜야 한다.
Figure 112004056556937-pat00012
수학식 11 및 12에 의하여 초기 상태 x(0)를 고유벡터 선상으로 천이시킬 수 있는 단일 모드 제어입력 값은 수학식 13과 같이 계산된다.
Figure 112004056556937-pat00013
여기에서, Q, R은 수학식 14와 같이 정의된 행렬이다.
Figure 112004056556937-pat00014
이제 남아있는 것은 목적상태를 유일하게 정하는 문제 즉, 수학식 12의 상수 α를 정하는 문제이다. 본 발명에서는 단일 모드 제어입력이 최소화되도록 목적 상태를 결정하였다. 도 4에 초기 상태에서 목적 상태로 천이하는 3가지 경우의 예를 제시하였다. 목적 상태가 초기 상태에서 가장 가까운 경우(B 경우) 상태 천이에 필요한 제어입력이 최소화된다는 것을 알 수 있다. 최적화에 필요한 가격 함수(Cost Function)를 수학식 15에서와 같이 제어입력의 크기로 정의한다.
Figure 112004056556937-pat00015
수학식 15를 최소화하는 α 값은 수학식 16과 같이 표현된다.
Figure 112004056556937-pat00016
그러면 수학식 12와 수학식 16에 의하여 최적화된 단일 모드 제어입력은 수학식 17과 같이 결정된다.
Figure 112004056556937-pat00017
수학식 17에 표현된 정방행렬 M은 미리 계산되어 행렬 발생기(240)의 ROM(도면에 미도시)에 저장되어 사용된다. 결국 안착 제어모드가 출발하는 시점에서 초기 상태 x(0)를 상태 추정기(210)로부터 얻어내고, 초기 상태 x(0)에 정방행렬 M을 곱하면 3 샘플 동안의 단일 모드 제어입력 u* SM(0), u* SM(1), u* SM(2)이 결정된다. 이러한 3개의 입력 값을 시스템 순차적으로 인가하면 초기 상태는 고유 벡터의 직교 선상으로 천이된다.
본 발명에서 제시한 단일 모드 제어기(230)를 사용하는 경우의 안착 제어 성능이 향상됨을 보여주는 실험 결과를 제시한다.
트랙 밀도, 트랙 폭, 디스크 회전 속도가 각각 130,000 TPI, 0,19 μm, 7,200 rpm 인 드라이브를 실험에 사용하였다. 먼저 1 트랙 탐색 시 시스템 반응을 도 5에 도시하였다. 1 트랙 탐색 시에는 가감속 모드 없이 바로 안착 제어 모드에 서 출발한다. 따라서 초기 속도가 거의 0인 경우로서 도 3의 C 경우에 해당된다. 도 5로부터 본 발명의 단일 모드 제어기를 사용하지 않은 경우에는 반응이 느려져서 1트랙 탐색 시간이 길어짐을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 단일 모드 제어기를 사용하면 시스템 반응이 빨라져서 탐색 시간을 0.4msec 정도 단축할 수 있음을 확인할 수 있다. 트랙 탐색 거리가 70,000 트랙인 경우의 성능 비교를 도 6에 제시하였다. 가감속 모드에 의하여 초기 속도가 큰 경우로 도 3의 A 경우에 해당된다. 본 발명의 단일 모드 제어기를 사용하지 않은 경우에는 오버슈트가 발생되어 안착 시간이 길어지게 됨을 알 수 있다. 반면에 단일 모드 제어기를 사용한 경우에는 오버슈트가 억제되어 안착 시간을 0.6msec 정도 단축시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 트랙 탐색 거리가 40,000 트랙인 경우의 성능 비교를 도 7에 제시하였다. 이번 경우도 가감속 모드에 의하여 초기 속도가 큰 경우로 도 3의 A 경우에 해당된다. 본 발명의 단일 모드 제어기를 사용하면 안착 시간을 0.8msec 정도 단축시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어 질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, 이레이져블 ROM(EROM : Erasable ROM), 플로피 디스크, 광 디스크, 하드디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다. 즉, 본 발명은 하드디스크 드라이브를 포함하는 각종 디스크 드라이브에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 종류의 데이터 저장 장치에 적용될 수 있음은 당연한 사실이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 트랙 탐색 제어에서 안착 제어모드가 시작되는 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시키고 고유 벡터 선상으로 따라 원점으로 수렴하도록 제어함으로써, 탐색 거리에 관계없이 향상되고 균등한 안착 제어를 실행할 수 있는 효과가 발생되며, 특히 트랙 탐색 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 발생된다.

Claims (9)

  1. 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드 제어 방법에 있어서,
    트랙 탐색 모드의 가감속 제어모드에서 안착 제어모드로 천이되는 시점의 헤 드 움직임의 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시켜 상기 고유 벡터를 따라 상기 헤드를 목표 위치 및 속도 값으로 수렴하도록 제어함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고유 벡터는 상기 시스템을 구성하는 헤드 스택 어셈블리 특성에 따른 고유 벡터임을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 상기 초기 상태의 변수 값에 소정의 정방행렬을 곱하여 상기 초기 상태의 위치에서 상기 고유 벡터의 선상의 위치로 천이시킴을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 헤드의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 상기 초기 상태의 변수 값에 소정의 정방행렬을 곱하여 상기 초기 상태의 위치에서 상기 고유 벡터의 선상의 직교 위치로 천이시킴을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정방행렬 M은
    Figure 112004056556937-pat00018
    임을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 방법.
  6. 디스크 드라이브의 트랙 탐색 제어 장치에 있어서,
    위치 에러 신호로부터 헤드의 위치, 속도 및 제어 입력 정보를 포함하는 헤드 움직임의 상태 정보 값을 추정하는 상태 추정기;
    상기 상태 정보 값에 소정의 상태 궤환 이득을 곱한 상태 궤환 제어 정보를 생성시키는 상태 궤환 제어기;
    트랙 탐색 모드의 안착 제어모드 시작 시점에서의 헤드 움직임의 초기 상태를 시스템의 고유 벡터 선상으로 천이시키기 위한 소정의 정방 행렬을 상기 안착 제어모드 시작 시점의 상태 정보 초기 값에 곱한 초기 상태 보정 정보를 생성시키는 단일 모드 제어 회로;
    상기 상태 궤환 제어 정보의 반전 값에 상기 초기 상태 보정 정보를 합산하여 출력하는 합산기; 및
    상기 합산기의 출력에 상응하는 구동 전류를 생성시켜 헤드를 이동시키고, 상기 위치 에러 신호를 생성시키는 보이스 코일 모터 드라이브 & 액츄에이터를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단일 모드 제어 회로는
    상기 안착 제어모드 시작 시점에서 상기 소정의 정방 행렬을 발생시키는 행 렬 발생기; 및
    상기 안착 제어모드 시작 시점에서의 상태 정보 초기 값에 상기 소정의 정방 행렬을 곱한 초기 상태 보정 정보를 생성시키는 단일 모드 제어기를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 소정의 정방 행렬은 상기 상태 정보 초기 값을 상기 고유 벡터 선상의 직교 위치로 천이시키도록 결정함을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 소정의 정방 행렬 M은
    Figure 112004056556937-pat00019
    임을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 트랙 탐색 모드에서의 적응적 안착 제어 장치.
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