KR20030043769A - 디스크 기억 장치 및 디스크 기억 장치 제어 방법 - Google Patents

디스크 기억 장치 및 디스크 기억 장치 제어 방법 Download PDF

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KR20030043769A
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drive
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KR1020020074661A
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이나지도시오
고소히로시
미야타게이조
우메다마코토
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마쓰시타 덴키 산교 가부시끼 가이샤
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Abstract

디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터를 구동하는 구동 수단과, 상기 액츄에이터를 구동할 때 유도된 전압 신호를 검출하는 전압 검출 수단과, 구동 신호와 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 로드 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 출력하는 외란 추정 유닛과, 상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하고 필터 신호를 출력하는 필터 유닛과, 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 위치 검출 유닛과, 상기 위치 오차 신호에 기초하여 위치 제어 신호를 생성하는 위치 제어 유닛과, 상기 위치 제어 신호 및 상기 필터 신호에 기초하여 구동 신호를 출력하는 보정 유닛을 포함하고, 액츄에이터의 구동 코일의 저항값 변동 및 저항값 변화에 대항하여 헤드의 안정된 위치 결정을 제어한다.

Description

디스크 기억 장치 및 디스크 기억 장치 제어 방법{DISK STORAGE APPARATUS AND DISK STORAGE APPARATUS CONTROL METHOD}
본 발명은 기록 매체로 사용되는 디스크의 목표 트랙에 헤드를 위치 결정하는 디스크 기억 장치에 관한 것이고, 특히 디스크 기억 장치가 받기 쉬운 외란에 기인한 헤드의 트랙 변위를 금지하는 기술에 관한 것이다.
위치 제어 시스템은 헤드를 이용하여 디스크에 미리 기록되어 있는 서보 정보를 판독하여 목표 트랙에 대한 위치 오차 신호를 최소화한다. 이 경우에, 위치결정의 정밀도를 개선하기 위하여, 제어 주파수를 고레벨로 설정함으로써 트랙 추적 동작을 가속화하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 제어 주파수를 높게 설정하는 경우, 위치 제어 시스템은 헤드의 액츄에이터에 있어서의 고유한 기계적 진동 때문에 불안정하게 된다. 따라서, 제어 주파수의 증가에 제한을 받는다. 이러한 단점을 감안하여, 액츄에이터에 작용하는 외란(예를 들면, 피봇 베어링 마찰, 탄성력, 충격/진동에 기인하는 관성력 등)을 감소시키는 것이 제안되고 있다. 즉, 서보 정보로부터 얻은 헤드 위치 신호 및 액츄에이터에 대한 구동 신호에 기초하여 외란을 추정(estimation)하고 피드 포워드 제어 방식으로 보상한다. 이렇게 함으로써, 헤드 위치 결정의 정밀도가 향상된다.
그러나, 디스크에 이산적으로 기록되어 있는 서보 정보에 기초한 헤드 위치 신호는 연속 신호가 아니다. 외란 추정 수단이 외란을 추정할 수 있는 제어 대역은 섹터 서보의 샘플링 주파수에 의해 영향을 받으며, 상한을 갖는다. 외란을 정확하게 추정하여 제어 시스템의 실제 사용시 외란이 영향을 미치지 않도록 외란을 보상하는 것은 곤란하다. 더욱이, 액츄에이터의 구동 코일의 저항이 변동하거나, 구동 전류가 구동 코일에 인가되어 구동 코일을 가열한 후의 온도 상승에 따라 저항이 변화하면, 외란 추정 수단을 포함한 위치 제어 시스템은 바람직스럽지 않게 불안정해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단의 외란 추정 동작을 설명하기 위한 블록도.
도 3b는 도 3a의 블록도를 등가적으로 변형하여 얻어진 블록도.
도 3c는 도 3a의 블록도를 집합적으로 도시하는 블록도.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치에 부여된 외란을 억제하는 동작을 설명하기 위한 블록도.
도 4b는 도 4a의 블록도를 등가적으로 변형하여 얻어진 블록도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치에 부여된 외란에 대한 차단 주파수 특성 그래프.
도 6a는 본 발명에 따른 제1 실시예의 시간 응답에 대하여 외란 추정 수단으로부터 출력된 외란 추정 신호와 디스크 기억 장치에 부여된 외란의 변동의 파형도.
도 6b는 외란 추정 수단으로부터 출력된 외란 추정 신호가 보정 수단으로 입력된 경우와 외란 추정 신호가 보정 수단으로 입력되지 않은 경우의 시간 응답에 대한 구동 전류의 파형도.
도 6c는 외란의 변동을 무효화시키기 위해, 외란 추정 수단으로부터 출력된 외란 추정 신호가 보정 수단으로 입력된 경우의 시간 응답에 대한 트랙 오차의 파형도.
도 7a는 본 발명에 따른 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단이 구동 코일의 인덕턴스를 고려한 경우의 위치 제어 시스템의 개루프의 주파수 이득 특성도.
도 7b는 도 7a에 대응하는 주파수 대 위상 특성도.
도 8a는 본 발명에 따른 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단이 구동 코일의 인덕턴스를 고려하지 않은 경우의 위치 제어 시스템의 개루프의 주파수 이득 특성도.
도 8b는 도 8a에 대응하는 주파수 대 위상 특성도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 구동 코일에 병렬 접속된 커패시터와 저항의 회로 구성도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단의 변경 부분을 도시하는 블록도.
도 11a는 필터가 외란 추정 수단의 출력과 보정 수단의 입력 사이에 배치되지 않은 경우(실선으로 표시됨)와 외란 추정 수단이 구동 코일의 인덕턴스를 고려하지 않은 경우(파선으로 표시됨)의 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 개루프의 주파수 이득 특성도.
도 11b는 도 11a에 대응하는 주파수 위상 특성도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 16a는 구동 코일의 저항값이 본 발명에 따른 제3 실시예의 외란 추정 수단의 공칭값과 동일하지 않은 경우의 위치 제어 시스템의 개루프의 주파수 이득 특성도.
도 16b는 도 16a에 대응하는 주파수 위상 특성도.
도 17a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 17b는 도 17a의 블록도를 등가적으로 변형하여 얻어진 블록도.
도 17c는 구동 코일의 저항값이 공칭값과 동일하지 않은 경우의 위치 제어시스템의 변경된 부분을 도시하는 블록도.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치(도 14 참조)의 구성을 재조정한 블록도.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템(도 15 참조)의 전체 구성을 재조정한 블록도.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 22는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치(도 14 참조)의 구성을 재조정한 블록도.
도 23은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템(도 15 참조)의 전체 구성을 재조정한 블록도.
도 24는 본 발명에 따른 제1 실시예와 제3 실시예를 조합한 실시예의 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
도 25는 본 발명에 따른 제2 실시예와 제4 실시예를 조합한 실시예의 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 자기 디스크
2 : 자기 헤드
3 : 아암
4 : 베어링
5 : 구동 코일
6 : 고정자
7 : 액츄에이터
10 : 구동 수단
11 : 전압 검출 수단
12, 12A : 외란 추정 수단
13 : 위치 검출 수단
14 : 위치 제어 수단
15, 15A : 보정 수단
16 : 필터 수단
전술한 단점들을 해소하기 위하여, 본 발명은 이하 설명하는 기술을 취하고있다. 액츄에이터 수단에 부여되는 피봇 베어링 마찰, 탄성력, 충격/진동에 의한 관성력 등에 의해 야기되는 외란을 무효화하기 위하여 외란의 크기가 추정된다. 외란의 크기를 추정할 때는 2가지 요소가 사용된다. 첫째로, 액츄에이터 수단을 구동할 때에 유도되는 전압을 검출함으로써 얻어지는 전압 신호가 사용된다. 둘째로, 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단의 구동 신호가 사용된다. 구동 수단의 구동 신호는 구동 수단에 입력될 수도 있고 구동 수단으로부터 출력될 수도 있다. 이와 다르게, 구동 수단의 구동 신호 대신에 구동 신호의 생성 근거가 되는 위치 제어 신호가 사용될 수도 있다. 즉, 외란의 크기를 추정하기 위한 외란 추정 수단이 제공된다. 외란 추정 수단은 액츄에이터 수단을 구동할 때에 유도된 전압을 전압 검출 수단에 의해 검출함으로써 얻어진 전압 신호와, 상기 구동 수단의 구동 신호 또는 위치 제어 신호를 수신하여 외란 추정 신호를 생성한다. 상기 2가지 요소에 근거하여 생성된 외란 추정 신호는 헤드에 부여된 외란의 크기를 정확히 추정한다. 그 결과, 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 크기를 정확하게 추정할 수 있다. 추정에 관련된 외란은 외란 추정 신호에 의해 표시된다. 외란 추정 수단은 구동 신호 또는 위치 제어 신호와 액츄에이터 수단을 구동할 때에 유도된 전압 신호에 근거하여 외란 추정 신호를 생성한다. 액츄에이터 수단 구동시에 유도된 전압은 연속 신호이다. 이 때문에, 디스크에 이산적으로 기록된 서보 정보를 판독한 결과로써 불연속 헤드 위치 신호를 사용하여 외란을 추정하는 종래 기술에 비하여 정확하게 외란을 추정할 수 있게 된다.
한편, 구동 코일의 저항값의 변동(fluctuation) 및 저항값의 변화(change)가있는 경우에는, 제어 시스템이 불안정하게 됨으로써, 개루프 이득을 제로로 만드는 이득 교차 주파수를 가진 위상이 위상 여유를 갖지 못하게 된다. 이러한 단점을 해소하기 위하여, 본 발명에 따르면, 구동 신호는 헤드 위치용의 위치 제어 신호와 외란 추정 신호에 근거하여 생성되고, 외란 추정 신호의 고주파수 성분은 필터 수단에 의해 차단되어 필터 신호를 생성한다. 그 후, 헤드 위치용의 위치 제어 신호가 필터 신호와 합성되어 구동 신호를 생성한다.
이와 같이 구성함으로써, 필터 저역 차단 주파수보다 더 높은 주파수의 고주파수 성분이 필터 수단에 의해 차단된다. 외란 추정 신호로부터 출력된 외란 추정 신호의 고주파수 성분은 구동 신호에 동일하게 포함되지 않는다. 그 결과, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하더라도, 이득 교차 주파수를 갖는 위상 여유를 보장하고 안정된 헤드 위치 제어 시스템을 구성할 수 있게 된다.
보정 수단은 필터링 후의 외란 추정 신호(필터 신호)와 위치 제어 수단으로부터의 위치 제어 신호를 합성함으로써, 상기 정확하게 추정된 외란 추정 신호를 이용하여 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 구동 신호를 생성한다. 이 구동 신호를 이용하여 헤드의 액츄에이터 수단을 구동함으로써, 액츄에이터 수단에 부여되는 피봇 베어링 마찰, 탄성력 또는 관성력 등의 외란을 안정되게 무효화할 수 있다. 즉, 액츄에이터 수단에 작용하는 외란을 보상할 수 있다. 그러므로, 액츄에이터 수단에 작용하는 외란의 변동이 목표 트랙을 향한 추적 동작 중에 크더라도 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것을 안정되게 제어할 수 있다. 더나아가, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 의해 변화하더라도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것을 안정되게 제어할 수 있다. 즉, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다. 또한, 이러한 개선의 효과로써, 트랙 밀도를 실질적으로 증가시킬 수 있고, 대용량 디스크 기억 장치의 실시를 가속화 할 수 있다.
상기 단점을 해소하기 위한 다른 수단으로써, 본 발명은 이하에 설명하는 기술을 취하고 있다. 외란 추정 수단은 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산함으로써 얻어진 신호와 전압 신호에 기초하여 외란 추정 신호를 생성한다. 보정 수단은 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산함으로써 얻어진 신호와 위치 제어 신호를 합성하여 구동 신호를 생성한다. 이렇게 함으로써, 헤드 위치에 대한 위치 오차 신호로부터 개루프 이득의 변화는 작게 되도록 억제될 수 있다. 그 결과, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하더라도, 위치 제어 시스템을 안정화시킬 수 있다. 이 경우에, 필터 수단을 사용하면 더 바람직한 효과를 얻을 수 있다.
전술한 본 발명을 더 구체적으로 설명하겠다.
제1 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 구동 신호와 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하고 필터 신호를 출력하는 필터 수단과; 상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 위치 제어 신호를 상기 필터 신호와 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 이 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다. 이 구성에서, 구동 수단의 구동 신호는 구동 수단에 입력되는 신호 또는 구동 수단으로부터 출력되는 신호일 수 있다. 이것은 나중에 적용한다.
상기 제1 해결 수단의 기능을 이하 설명한다. 외란 추정 수단은 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 크기를 상기 액츄에이터 수단을 구동하기 위해 상기 구동 수단에 인가된 구동 신호 및 상기 액츄에이터 수단으로부터 검출된 전압 신호에 기초하여 정확하게 추정할 수 있다. 추정에 관련된 외란은 외란 추정 신호이다. 여기에서 특히 중요한 것은, 헤드가 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에, 구동 신호와 전압 신호로부터 액츄에이터 수단에 부여된 외란의 크기를 정확하게 추정할 수 있는 것이다. 그 이유는 다음과 같다. 액츄에이터 수단으로부터 검출된 전압 신호는 액츄에이터 수단 구동시에 유도된 전압이다. 이 신호는 디스크에 이산적으로 기록된 서보 정보와는 달리 연속 신호이다.
외란 추정 신호의 고주파수 성분이 상기와 같이 정확하게 추정된 외란 추정 신호를 이용하여 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 필터 수단을 통해 차단된 후에, 그 결과 신호는 위치 제어 수단으로부터 출력된 위치 제어 신호와 합성되어 구동 신호를 생성한다. 이 구동 신호를 이용하여 액츄에이터 수단을 구동함으로써, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 안정되게 무효화할 수 있다. 즉, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 보상할 수 있기 때문에, 목표 트랙을 향한 헤드의 위치 제어는, 헤드가 상기 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에 외란의 변동이 크다 하더라도, 안정될 수 있다. 특히 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 의해 변화하는 경우에도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 안정되게 제어될 수 있다. 즉, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다.
제1 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 위치 결정하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여된 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다. 이 디스크 기억 장치 제어 방법은 전술한 것과 동일한 기능을 나타낼 수 있다.
제2 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 전압 신호와 상기 위치 제어 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하고 필터 신호를 출력하는 필터 수단과; 상기 위치 제어 신호를 상기 필터 신호와 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 이 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다.
상기 제2 해결 수단의 기능을 이하 설명한다. 외란 추정 수단은 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 크기를 상기 액츄에이터 수단을 구동하기 위해 상기 구동 수단에 인가된 구동 신호 및 상기 액츄에이터 수단으로부터 검출된 전압 신호에 기초하여 정확하게 추정할 수 있다. 여기에서 특히 중요한 것은, 헤드가 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에, 구동 신호와 전압 신호로부터 액츄에이터 수단에 부여된 외란의 크기를 정확하게 추정할 수 있는 것이다. 그 이유는 다음과 같다.액츄에이터 수단으로부터 검출된 전압 신호는 디스크에 이산적으로 기록된 서보 정보와는 달리 연속 신호이다.
외란 추정 신호의 고주파수 성분이 상기와 같이 정확하게 추정된 외란 추정 신호를 이용하여 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 필터 수단을 통해 차단된 후에, 그 결과 신호는 위치 제어 수단으로부터 출력된 위치 제어 신호와 합성되어 구동 신호를 생성한다. 이 구동 신호를 이용하여 액츄에이터 수단을 구동함으로써, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 안정되게 무효화할 수 있다. 즉, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 보상할 수 있다. 그 때문에, 헤드가 상기 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에 외란의 변동이 크다 하더라도, 또한 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하는 경우에도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 안정되게 제어될 수 있다. 즉, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다.
제2 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호 및 헤드의 위치 결정을 위하여 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여된 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다. 이 디스크 기억 장치 제어 방법은 전술한 것과 동일한 기능을 나타낼 수 있다.
제3 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다.
상기 제3 해결 수단의 기능은 다음과 같다. 제1 해결 수단으로부터 얻어지는기능과 동일한 기능 외에, 구동 신호가 k1(k1≫ 1)과 승산된 후 외란 추정 수단에 인가되고 외란 추정 신호가 1/k2(k2≫ 1)과 승산된 후 보정 수단에 인가되기 때문에, 헤드에 대한 위치 오차 신호로부터 개루프 이득의 변화를 작게 억제할 수 있다. 그 결과, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변동되는 경우에도 위치 제어 시스템을 안정화시킬 수 있다. 즉, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다. 이 경우에, 제1 해결 수단에 의해 제공된 필터 수단을 사용하면 더 바람직한 효과를 얻을 수 있다.
제3 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드의 위치 결정을 행하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다. 이 디스크 기억 장치 제어 방법은 전술한 것과 동일한기능을 나타낼 수 있다.
제4 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다.
이 구성으로, 외란 추정 수단은 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 크기를 상기 액츄에이터 수단을 구동하기 위해 상기 구동 수단에 인가되도록 위치 제어 수단으로부터 출력된 위치 제어 신호 및 상기 액츄에이터 수단으로부터 검출된 전압 신호에 기초하여 정확하게 추정할 수 있다. 특히, 헤드가 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에, 위치 제어 신호와 전압 신호로부터 액츄에이터 수단에 부여된 외란의 크기를 정확하게 추정할 수 있다. 외란 추정 신호는 상기와 같이 정확하게 추정된 외란 추정 신호를 이용하여 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 위치 제어 수단으로부터 출력된 위치 제어 신호와 합성되어 구동 신호를 생성한다. 이 구동 신호를 이용하여 헤드의 액츄에이터 수단을 구동함으로써, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 안정되게 무효화할 수 있다. 즉, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 보상할 수 있다. 그 때문에, 헤드가 상기 목표 트랙을 추적하게 하는 추적 동작 중에 외란의 변동이 크다 하더라도, 또한 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하는 경우에도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 안정되게 제어될 수 있다. 즉, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다.
제4 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 헤드의 위치 결정을 위해 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다. 이 디스크 기억 장치 제어 방법은 전술한 것과 동일한 기능을 나타낼 수 있다.
대안으로써, 상기 제1 해결 수단을 상기 제3 해결 수단과 합성할 수도 있다. 상기 제2 해결 수단을 상기 제4 해결 수단과 합성할 수도 있다. 이와 같이 합성하여 얻어진 것이 각각 제5 및 제6 해결 수단이다.
제5 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하며, 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고, 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다.
제5 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드의 위치 결정을 행하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 제6 해결 수단으로써, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치는 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과; 입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과; 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과; 상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과; 상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과; 상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하며, 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고, 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단을 포함한다.
제6 해결 수단을 이하와 같은 디스크 기억 장치 제어 방법으로써 설명한다. 즉, 이 제어 방법은 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 헤드의 위치 결정을 위해 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와; 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와; 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 구동 신호를 생성하는 단계와; 상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함한다.
상기 제5 해결 수단 및 상기 제6 해결 수단은 상승 효과를 갖는다. 즉, 구동 코일의 저항값의 변화폭이 매우 큰 경우에도 더 높은 제어 주파수 대역에 걸쳐 안정된 헤드 위치 결정 제어를 행할 수 있다.
상기 제3 내지 제6 해결 수단에 있어서, 계수 k1과 k2는 서로에 대해 거의 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
그렇게 함으로써, 위치 제어 신호로부터 액츄에이터 수단에 대한 구동 전류까지의 실질적인 전달 함수에 있어서, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값과 관련된 성분들은 무시될 수 있다. 따라서, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 의해 변화하는 경우에도 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 충분히 안정되게 제어될 수 있다.
구동 신호 및 위치 제어 신호 외의 구동 신호가 외란 추정 수단에 인가되는 상기 제1, 제3 또는 제5 해결 수단에 있어서, 외란 추정 수단은 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 외란 추정 수단은 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과; 구동 신호 또는 이 구동 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과; 상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과; 상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과; 상기 제2 승산 수단의 출력과 상기 제1 적분 수단의 출력의 합산값을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고, 상기 비교 수단은 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하도록 구성된다.
이 구성으로부터 얻어지는 기능은 다음과 같다. 구동 신호 또는 이 구동 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 입력하는 제1 승산 수단의 출력은 액츄에이터 수단에 작용하는 구동 토크에 대응하는 구동 토크 추정 신호로 된다. 제2 적분 수단의 출력은 전압 검출 수단으로부터 입력된 전압 신호에 대한 피드백 요소로 된다. 전압 신호와 상기 제2 적분 수단으로부터의 피드백 요소 사이의 차이를 구하는 비교 수단의 출력은 제1 적분 수단 및 제2 승산 수단에 인가된다. 상기 차이를 적분하는 제1 적분 수단의 출력은 액츄에이터 수단에 부여되는 외란에 대응하는 외란 추정 신호로 된다. 상기 차이를 소정의 계수와 승산하여 구해진 제2 승산 수단의 출력은 외란 추정 신호에 합산된다. 그 합산된 값은 상기 구동 토크 추정 신호로부터 감산되고, 그 결과는 제2 적분 수단에 인가된다.
결국, 제1 적분 수단으로부터 출력된 외란 추정 신호는 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 정확한 추정치에 대응한다. 또한, 상기와 같이 정확히 추정된 외란 추정 신호를 이용하여, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 피드 포워드 제어가 실행된다. 그러므로, 추적 동작 중에 액츄에이터 수단에 작용하는 외란을 보상할 수 있다. 상기 추적 동작 중에 액츄에이터 수단 내의 외란의 변동이 큰 경우에도, 및 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하는 경우에도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 안정되게 제어될 수 있고, 더 많은 여러가지 조건 변화에 대하여 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다.
구동 신호 및 위치 제어 신호 외의 위치 제어 신호가 외란 추정 수단에 인가되는 상기 제2, 제4 또는 제6 해결 수단에 있어서, 외란 추정 수단은 다음과 같이 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 외란 추정 수단은 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과; 위치 제어 신호 또는 이 위치 제어 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과; 상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과; 상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과; 상기 제2 승산 수단의 출력을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고, 상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력한다.
이 구성으로부터 얻어지는 기능은 다음과 같다. 위치 제어 수단으로부터의 위치 제어 신호 또는 이 위치 제어 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 입력하는 제1 승산 수단의 출력은 액츄에이터 수단에 작용하는 구동 토크에 대응하는 구동 토크 추정 신호로 된다. 제2 적분 수단의 출력은 전압 검출 수단으로부터 입력된 전압 신호에 대한 피드백 요소로 된다. 전압 신호와 상기 제2 적분 수단으로부터의피드백 요소 사이의 차이를 구하는 비교 수단의 출력은 제1 적분 수단 및 제2 승산 수단에 인가된다. 상기 차이를 적분하는 제1 적분 수단의 출력은 액츄에이터 수단에 부여되는 외란에 대응하는 외란 추정 신호로 된다. 상기 차이를 소정의 계수와 승산하여 구해진 제2 승산 수단의 출력은 상기 구동 토크 추정 신호로부터 감산되고, 그 결과는 제2 적분 수단에 인가된다.
결국, 제1 적분 수단으로부터 출력된 외란 추정 신호는 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 정확한 추정치에 대응한다. 또한, 상기와 같이 정확히 추정된 외란 추정 신호를 이용하여, 액츄에이터 수단에 부여된 외란을 무효화하도록 피드 포워드 제어가 실행된다. 그러므로, 추적 동작 중에 액츄에이터 수단에 작용하는 외란을 보상할 수 있다. 상기 추적 동작 중에 액츄에이터 수단 내의 외란의 변동이 큰 경우에도, 및 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 또는 온도 상승에 따라 변화하는 경우에도, 헤드를 목표 트랙에 대하여 위치 결정하는 것이 안정되게 제어될 수 있고, 위치 결정의 정밀도를 개선할 수 있다. 그 외에, 제1 해결 수단에서 필요로 하였던 제1 적분 수단 및 제2 승산 수단의 합산이 불필요하다. 따라서, 합산 수단이 생략 가능하여 구성이 단순화된다.
또한, 전술한 본 발명에 있어서, 외란 추정 수단에 의해 생성된 외란 추정 신호의 추정 주파수는 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 큰 값으로 설정되는 것이 바람직하다.
그 구성으로부터 얻어지는 기능은 다음과 같다. 위치 제어 시스템의 제어 주파수 대역를 넓게 한다는 것은 비례 이득을 증가시킨다는 의미이다. 그러나, 이득은 디스크 기억 장치의 섹터 서보의 샘플링 주파수 및 액츄에이터 수단의 고유한 기계적 공진 주파수에 의하여 상한을 갖는다. 이와 대조적으로, 외란 추정 수단은 디스크 기억 장치의 섹터 서보의 샘플링 주파수에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 외란 추정 수단에 있어서, 외란 추정 수단에 의해 생성된 외란 추정 신호의 추정 주파수 대역를 위치 제어 시스템의 제어 주파수 대역보다 더 높게 설정하는 것이 가능하다. 그 결과, 헤드가 더 높은 제어 주파수 대역에 결쳐 목표 트랙을 정확히 추적하게 할 수 있다.
전술한 본 발명에 있어서, 필터 수단의 차단 주파수는 위치 제어 수단의 제어 대역보다 더 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
그 구성으로부터 얻어지는 기능은 다음과 같다. 통상적으로, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값에는 변동이 존재한다. 또한, 구동 전류를 구동 코일에 전도시킴으로써, 구동 코일이 가열되어 온도를 상승시키고, 이 온도 상승은 저항값을 변화시킨다. 결국, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값의 변화는 시스템을 위치 제어 수단의 제어 대역 근처의 주파수로 발진시킴으로써, 외란 추정 수단을 포함한 위치 제어 시스템이 불안정하게 만든다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 구동 신호는 헤드 위치용의 위치 제어 신호 및 외란 추정 신호에 근거하여 생성된다. 외란 추정 신호의 고주파수 성분은 필터 수단에 의해 차단되어 필터 신호를 생성한다. 헤드 위치용의 위치 제어 신호는 필터 신호와 합성되어 구동 신호를 생성한다. 이 경우에, 필터 수단 또는 보정 수단에 의한 필터 신호의 차단 주파수가 위치 제어 수단의 제어 대역보다 더 낮게 설정되면, 상기 차단 주파수보다 더 높은 주파수 성분을 가진 외란 추정 신호는 필터 수단에 의해 차단되고 위치 제어 시스템에 피드백되지 않는다. 그러므로, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 저항값이 저항 변동 도는 온도 상승에 따라 변화되는 경우에도 위치 제어 시스템을 안정화시킬 수 있다.
또한, 전술한 본 발명에 있어서, 액츄에이터 수단은 공동을 통하여 서로 대향하는 한 쌍의 요크의 공동 내에 있는 한 쌍의 요크 중 적어도 하나의 요크에 고착된 영구 자석 및 이 영구 자석과 상기 요크에 의해 형성된 자기 공동(magnetic cavity) 내에 설치된 구동 코일로 구성되고, 커패시터와 저항의 직렬 접속 회로가 상기 구동 코일에 병렬로 접속되는 것이 바람직하다.
이 구성으로부터 얻어지는 기능은 다음과 같다. 통상적으로, 액츄에이터 수단을 구성하는 구동 코일은 저항 성분뿐만 아니라 인덕턴스 성분도 포함한다. 인덕턴스 성분은 코일 저항보다 더 작기 때문에 그 회로를 정확히 구성하는 것이 곤란하다. 또한, 인덕턴스 성분은 유도적 요소이기 때문에 노이즈에 의해 영향을 받는 경향이 있다. 그 결과, 외란 추정 수단의 제어 대역이 높게 설정되면, 상기 인덕턴스의 영향으로 제어 시스템이 불안정하게 된다. 이 때문에 외란 추정 수단의 제어 대역 증가에 제한을 받는다. 이러한 단점을 감안하여, 커패시터와 저항의 직렬 접속 회로를 구동 코일에 병렬로 접속하고, 이것에 의해 구동 코일의 인덕턴스의 영향을 제거할 수 있고 그 제어 대역이 위치 제어 시스템의 제어 대역보다 더 높게 설정될 수 있다. 그 결과, 헤드를 더 높은 제어 대역에 걸쳐서 목표 트랙에 정확히 추적시킬 수 있다. 또한, 회로를 구성함에 있어서, 높은 정밀도를 요구하는 인덕턴스 성분을 고려할 필요가 없게 됨으로써 전압 검출 수단이 단순화될 수 있다.
더욱이, 전술한 본 발명에 있어서, 상기 구동 코일에 병렬로 접속된 커패시터와 저항은 식 C=La/Ra2및 r=Ra로 표현되는, 또는 상기 식 C=La/Ra2및 r=Ra와 근사하게 표현되는 용량값 C와 저항값 r을 각각 갖도록 설정되는 것이 바람직하며, 여기에서, Ra는 구동 코일의 저항값이다.
그와 같이 설정함으로써, 구동 코일의 임피던스 및 병렬 회로의 임피던스의 복합 임피던스는 구동 코일의 저항과 실질적으로 동일하게 되어, 구동 코일의 인덕턴스 성분을 등가적으로 무효화시킬 수 있다. 따라서, 유도적 요소이기 때문에 노이즈에 의해 영향을 받는 경향이 있는 인덕턴스 성분에 변동이 존재하는 경우에도, 노이즈에 의해 영향을 받음이 없이 위치 결정 제어를 안정되게 실시할 수 있게 된다.
전술한 내용으로부터 명백한 바와 같이, 디스크 기억 장치의 구성 요소인 위치 제어 수단, 외란 추정 수단, 보정 수단 및 필터 수단은 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 구성될 수 있다.
또한, 전술한 내용으로부터 명백한 바와 같이, 디스크 기억 장치의 구성 요소인 비교 수단, 각각의 승산 수단 및 각각의 적분 수단은 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 구성될 수 있다.
비록, 본 발명이 자기 디스크 기억 장치에 적용할 경우 가장 유익하게 기능하지만, 본 발명은 자기 디스크 기억 장치에만 한정되는 것이 아니라, 광디스크 기억 장치 및 자기 광학 기억 장치와 같은 기타의 정보 기록 장치에도 적용 가능하다.
전술한 및 다른 태양들은 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명백히 이해할 수 있을 것이다. 첨부 도면에 있어서, 동일한 구성 요소는 동일한 부호로 표시하였다.
첨부 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 디스크 기억 장치 및 디스크 기억 장치 제어 방법의 구체적인 실시예를 이하 상세히 설명한다. 동일한 기능을 갖는 구성 요소들은 각각 동일한 참조 부호로 나타내었음을 유념한다.
제1 실시예
도 1은 제1 실시예의 본 발명에 따른 디스크 기억 장치의 일례의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 1에서, 참조 부호 1은 (도시되지 않은) 스핀들 모터에 의해 회전되는 자기 디스크를 나타내고, 참조 부호 2는 자기 디스크에 데이터를 기록/재생하기 위한 자기 헤드이며, 참조 부호 3은 아암이고, 이 아암(3)은 아암(3)의 일단에 장착된 자기 헤드(2)를 축을 중심으로 베어링(4) 둘레를 회전시킴으로써, 자기 디스크(1) 상의 목표 트랙으로 자기 헤드(2)를 이동시킨다. 참조 부호 5는 아암(3)의 후미부에 제공되는 구동 코일을 나타내며, 참조 부호 6은 구동 코일(5)에 대향하는 면에 자석(도시되지 않은 영구 자석)이 배치된 고정자(요크)이다. 이 고정자(6)는 간격(gap)을 통하여 1 쌍의 대향 요크를 구성하고, 이 간격 내에는 전술한 자석이 적어도 하나의 요크에 고정된다. 고정자(6)에 배치된 자석에 의해 생성된 자속과 구동 코일(5)을 통해 도통되는 전류에 의해 생성되는 자계 사이의 상호 작용은 상기 아암(3)을 회전력에 복종하게 한다. 액츄에이터(7)는 아암(3), 베어링(4), 구동 코일(5) 및 고정자(6)로 형성된다.
참조 부호 10은 구동 수단을 나타내고, 참조 부호 11은 전압 검출 수단으로서 구동 수단(10)에 포함되며, 구동 코일(5) 양단에 생성된 전압을 검출하여, 전압 신호 Ed를 출력한다. 참조 부호 12는 외란 추정 수단을 나타내고, 이 외란 추정 수단(12)은 전압 검출 수단(11)에 의해 출력된 전압 신호 Ed및 구동 수단(10)의 입력으로서의 구동 신호 u로부터 아암(3)에 부여되는 외란 토크 τd를 추정하고, 외란 추정 신호 τdest를 출력한다. 자기 디스크(1)의 각 섹터 상에 서보 정보로서 미리 기록된 트랙의 위치 신호는 자기 헤드(2)에 의해 판독된다. 위치 검출 수단(13)은 자기 헤드(2)에 의해 판독된 위치 신호로부터 자기 헤드(2)의 현재 위치를 검출하고, 목표 트랙의 목표 위치 r로부터의 차이를 나타내는 위치 오차 신호 e를 생성한다. 위치 제어 수단(14)은 위치 검출 수단(13)에 의해 생성된 위치 오차 신호 e를 수신하고. 이 위치 오차 신호 e를 증폭 및 위상 보상하여, 위치 제어 신호 c를 생성한다.
참조 부호 16은 외란 추정 수단(12)으로부터 보정 수단(15)에 제공되는 외란 추정 신호 τdest의 고주파 성분을 차단하는 필터 수단을 나타내며, 이 필터 수단(16)은 보정 수단에 고주파 성분을 출력하지 않음으로써 위치 제어 시스템을 안정시킨다. 이 필터 수단(16)은 외란 추정 신호 τdest로부터 고주파 성분을 차단함으로써 얻어진 필터 신호 f를 보정 수단(15)에 출력한다.
참조 부호 15는 보정 수단을 나타내며, 이 보정 수단(15)은 위치 제어 수단(14)으로부터 위치 제어 신호 c를 수신하고, 필터 수단(16)으로부터 필터 신호 f를 수신한다. 보정 수단(15)은 보정 계산을 수행하고, 다음에, 구동 신호 u를 구동 수단(10)에 출력한다.
구동 수단(10)은 입력된 구동 신호 u에 응답하여 구동 전류 Ia를 구동 코일(5)에 도통되도록 구성되고, 아암(3)을 중심으로 하여 베어링(4) 주위를 회전하며, 아암(3)의 단부에 장착된 자기 헤드(2)를 회전 이동시키고, 자기 디스크(1) 상의 데이터를 판독/재생하기 위하여 좁은 트랙 피치에 형성된 목표 트랙에 자기 헤드(2)를 높은 정밀도로 배치한다.
도 2를 사용하여, 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 동작을 이하에 설명할 것이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 부분(30)은 외란 추정 수단(12)의 블록이다. 이와 유사하게, 도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 부분 47은 보정 수단(15)의 블록이다. 도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 부분 55은 전압 검출 수단(11)의 블록이다. 도 2에서, 기호 s는 라플라스 연산자를 나타낸다. 도 2에서, 설명을 간단하게 하기 위해, 섹터 서보의 샘플링에 의해 유지 요소가 생략된다.
도 2에서, 자기 헤드(2)에 의해 검출된 현재의 트랙 위치를 x로서 표현하면,목표 트랙 위치 r에 대하여 위치 오차 신호 e는 수학식 1에 의해 나타내어지고, 이 위치 오차 신호 e는 ("비교 수단"이라고도 지칭되는) 비교기(20)에서 얻어진다.
도 2에서, 블록 21로 도시된 위치 제어 수단(14)은 비교기(20)로부터 출력된 위치 오차 신호 e에 전달 함수 Gx(z)의 디지털 필터 처리를 적용하여, 위치 제어 신호 c를 생성하고, 블록 47로 도시된 보정 수단(15)에 위치 제어 신호 c를 출력한다. 위치 제어 시스템은 통상의 PID 제어가 적용되고, 위치 제어 수단(14)의 전달 함수는 다음 수학식 2로 나타낼 수 있다.
여기서, 기호 z-1은 1 샘플 지연을 나타내고, 기호 Kx는 위치 제어 시스템의 비례 이득을 나타낸다. 계수 ad및 ai는 주파수 특성을 표현하기 위한 상수를 나타내며, 여기서 계수 ad는 미분 계수이고, 한편 계수 ai는 적분 계수이다. 위치 제어 신호 c는 가산기(46)를 통과하여, 구동 신호 u가 된다. 구동 신호 u는 구동 전류 Ia가 출력되는 블록 22의 구동 수단(10)에서 전압 신호로부터 gm-시간 전류 신호로 변환된다. 블록 23으로 도시된 엑츄에이터(7)에서, 구동 전류 Ia는 구동 전류 Ia에 의해생성된 자계와 전술한 고정자(6)의 자속 사이의 상호 작용에 의한 구동 토크 τ로 전달 함수 Kt에 의해 변환된다. 여기서, 전달 함수 Kt는 엑츄에이터(7)의 토크 상수이다. 블록 24의 전달 함수 Lb/Jㆍs는 자기 헤드(2)의 이동 속도에 대해서 아암(3)에 부여되는 구동 토크 τ로부터의 전달 특성을 표현한다. 여기서, 기호 J는 아암(3)의 관성 모멘트를 나타내고, 기호 Lb는 아암(3)의 베어링(4)으로부터 자기 헤드(2)까지의 거리를 나타낸다. 블록 25는 ("적분 수단"으로도 지칭되는) 적분기를 나타내며, 여기서 전달 함수는 1/s로 표현되고, 자기 헤드(2)의 이동 속도 v는 현재의 트랙 위치 x로 변환된다.
엑츄에이터(7)에서, 블록 26은 엑츄에이터(7)의 회전에 의해 구동 코일(5) 양단에 생성된 유도 전압 Ea을 출력하는 한편, 블록 27은 구동 전류 Ia의 도통에 의해 생성된 전압 강하 (Ra+Laㆍs)ㆍIa를 출력하고, 가산기(28)에서 유도 전압과 전압 강하를 서로 가산함으로써 엑츄에이터(7)의 단자 전압 Va을 출력한다. 즉, 그들 사이의 관계는 다음 수학식 3과 같다.
여기서, Ra는 구동 코일(5)의 코일 저항을 나타내고, La는 구동 코일(5)의 인덕턴스를 나타낸다.
엑츄에이터(7)의 피봇 베어링 마찰, 엑츄에이터(7)를 전자 회로 기판과 접속하는 FPC의 탄성력 및 외부로부터 디스크 기억 장치에 부여된 충격 또는 진동에 기인하여 엑츄에이터(7)에 의해 받은 관성력과 같은 아암(3)에 부여되는 외란 τd은 비교기(29)에서 블록 24의 전단에서 입력되는 형태로서 표현될 수 있다.
도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 부분 55는 전압 검출 수단(11)을 상세히 도시하며, 이 블록 55는 액츄에이터(7)에 포함된 블록 27의 전달 함수와 동일한 전달 함수를 갖는 블록 39와 감산기(36)를 포함한다. 블록 39는 구동 전류 Ia를 구동 코일(5)에 도통시킴으로써 생성된 전압 강하 (Ran+Lanㆍs)ㆍIa를 출력하고, 감산기(36)를 이용하여 전압 강하를 액츄에이터(7)의 단자 전압 Va로부터 감산함으로써 구동 신호 Ed를 출력한다.
도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 부분 30은 외란 추정 수단(12)을 상세히 도시하며, 이 블록 30은 구동 수단(10)으로서 블록 22의 전달 함수와 동일한 전달 함수를 갖는 블록 32, 액츄에이터(7)로서 블록 23의 전달 함수와 동일한 전달 함수를 갖는 블록 33, 블록 24의 전달 함수와 동일한 전달 함수를 갖는 블록 34 및 블록 26의 전달 함수와 동일한 전달 함수를 갖는 블록 35를 포함한다. 제1 승산기(41)(이것은 "승산 수단"으로도 지칭됨)는 블록 32와 블록 33의 조합으로 구성된다. 참조 부호 43은 제1 적분기를 나타내고, 참조 부호 44는 제2 승산기를 나타낸다. 제2 적분기(42)는 블록 34와 블록 35의 조합으로 구성된다. 여기서, 블록 33에서의 첨자 "n"을 갖는 각 상수는 공칭값을 나타내고, 첨자 "est"를 갖는 변수는추정값을 나타낸다.
블록 22에 입력되는 구동 신호 u는 외란 추정 수단(12)을 구성하는 블록 32에도 입력되며, 블록 32와 블록 33에서 gmnㆍKtn에 구동 신호 u를 곱한 승산은 아암(3)에 부여된 구동 토크 τd로서, 동일한 구동 토크 추정 신호 τest가 얻어지게 되는 원인이 된다.
도 2에서, 속도 추정 신호 Vest는 블록 34로부터 출력된다. 블록 35에서, 속도 추정 신호 Vest를 Kvn배 증가시킴으로써 얻어진 유도 전압 추정 신호 Eaest는 비교기(37)에 입력되어, 실제로 검출된 전압 신호 Ed와 비교된다. 그 결과로 얻어진 편차 신호 α(=Eaest-Ed)는 제1 적분기(43)와 제2 승산기(44)에 입력된다. 제1 적분기(43)는 편차 신호 α를 g2번 적분하고, 외란에 대한 외란 추정 신호 τest를 출력한다. 편차 신호 α는 제2 승산기(44)에 입력되고, g1배 증가되며, 다음에 가산기(38)에 가산된다. 가산기(38)의 출력은 감산기(31)에 입력되며, 여기서 블록 33으로부터 출력된 구동 토크 출력 신호 τest로부터 가산기(38)의 출력을 감산함으로써 얻어진 결과값 γ은 블록 34에 출력된다.
제2 승산기(44)의 계수(g1)와 제1 적분기(43)의 계수(g2)는 외란 추정 수단(12)의 동작을 안정시키기 위한 상수이고, 그 상세한 설명은 후술될 것이다.
도 2에서, 블록 54는 필터 수단(16)의 블록도이다. 블록 54로 도시된 필터수단(16)은 외란 추정 수단(12)으로부터 출력된 외란 추정 신호 τdest를 전달 함수 F(s)로 필터 처리하여, 필터 신호 f를 생성하며, 블록 47로 도시된 보정 수단(15)에 필터 신호 f를 출력한다. 필터 수단(16)의 전달 함수는 수학식 4로 나타낼 수 있다.
여기서, Tx는 필터의 시상수이고, Tx와 필터 저역 통과 차단 주파수 fx는 다음 수학식 5의 관계를 유지한다.
도 1에서, 필터 신호 f가 필터 수단(16)으로부터 보정 수단(15)으로 출력된 상태가 도시된다.
블록 54의 필터는 제1 실시예에 따른 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 동작을 안정시키며, 그 상세한 설명은 후술될 것이다.
도 2에서 일점 쇄선으로 둘러쌓인 블록 47은 보정 수단(15)의 블록도이다. 보정 수단(15)에 포함된 블록 45는 외란 추정 신호 τdest를 1/(gmnㆍKtn)배만큼 증가시킴으로써 아암(3)이 외란 추정 신호 τdest와 동등한 크기를 갖는 구동력을 발생시키는데 필요한 구동 수단(10)에 보정 신호 β를 생성한다. 이 보정 신호 β는 가산기(46)에서 위치 제어 신호 c에 가산된다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 블록 30의 외란 추정 수단(12)의 동작을 이하에 설명한다.
도 3a는 도 2의 블록 30을 변경하여 얻어진 블록도이며, 구동 신호 u의 입력으로부터 외란 추정 신호 τdest의 출력까지의 전달을 도시한다. 도 3b는 전압 신호 Ed의 [비교기(37)에 있던] 입력 위치를 등가적으로 이동하여 변환함으로써 도 3a의 블록도를 변형시킨, 도 3a의 블록도에서 얻어진 블록도이다. 여기서, 설명을 간단화하기 위해, 수학식 6에 도시된 바와 같이 블록 22의 값 gm이 도 2의 블록 32의 값 gmn과 동일하다고 가정하고, 구동 전류 Ia(= gmㆍu)는 추정 전류 Iaest(= gmnㆍu)와 동일한 것으로 간주한다.
전압 신호 Ed의 크기를 (Jnㆍs)/(LbnㆍKvn) 배만큼 증가시킴으로써, 도 3a의 비교기(37)의 입력 위치를 도 3b에 도시된 감산기(48)의 입력 위치로 등가적으로 이동시킬 수 있다.
도 3b의 감산기(48)에 주목하면, 감산기(48)의 출력으로서 값 δ는 수학식 7에 도시된 바와 같이 나타내어진다.
여기서, 수학식 7을 간단화하기 위해서, 이상적인 상태로서 수학식 8과 수학식 9에 나타낸 바와 같은 관계가 있다고 가정한다.
감산기(36)에 주목하고, 수학식 3을 대입하면, 전압 신호 Ed는 다음 수학식 10으로 표현된다.
다음에, 도 2의 비교기(29)와 블록 24 및 블록 26에 주목하면, 수학식 11에 나타낸 바와 같은 관계가 존재한다.
여기서, 이상적인 상태로서 수학식 12와 수학식 13에 나타낸 관계를 가정하고, 수학식 10 및 수학식 6을 수학식 7에 대입하면, 수학식 7은 수학식 14에 나타낸 바와 같이 변형된다.
즉, 감산기(48)의 출력으로서 값 δ는 아암(3)에 부여되는 외란 τd과 동일하다.
따라서, 아암(3)에 부여되는 외란 τd로부터 외란 추정 신호 τdest까지의 전달 함수를 결정하는 함수는 수학식 15에 나타낸 바와 같이 얻어진다.
수학식 15로부터, 외란 추정 수단(12)은, 실제 외란 τd가 도 2의 일점 쇄선으로 둘러쌓인 블록 30의 루프에 의해 구동 신호 u와 전압 신호 Ed로부터 2 차 지연 시스템으로 추정될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
여기서, ω0와 같은 2 차 지연 시스템의 자연각 주파수(추정 각 주파수)와 ζ0과 같은 감쇠 계수(damping factor)를 표현하면, 외란 추정 수단(12)의 동작을 안정시키기 위한 상수 g1과 g2는 다음 수학식 16과 수학식 17에 의해 각각 표현된다.
여기서, 추정 각 주파수를 위치 제어 대역 fc보다 높은 값으로 설정하고, 0.7∼1로서 ζ0과 같은 감쇠 계수를 선택하면, 피봇 베어링 마찰과 같은 외란 τd와 탄성력 및 관성력은 외란 추정 수단(12)에 의해 정확하게 추정될 수 있다.
수학식 15를 수학식 16과 수학식 17을 이용하여 변형하면 다음 수학식 18이 얻어진다.
즉, 도 3a의 외란 추정 수단(12)의 블록도는 도 3c의 블록 52로 도시된 바와 같이 단순화될 수 있다.
도 4를 참조하면, 블록 47로 도시한 보정 수단(15)의 동작은 설명을 단순화하기 위해 필터 수단(16)의 전달 함수 F(s)는 1이다는 가정하에 이후에 상세히 설명될 것이다. 이것은 필터 수단(16)이 외란 추정 수단(12)과 보정 수단(15) 사이에 제공되지 않은 기본적인 구성을 갖는 위치 제어 시스템의 동작에 해당한다.
도 2의 일점 쇄선으로 둘러싸인 부분의 블록 47은 보정 수단(15)의 세부 사항을 나타낸다. 블록 45는 외란 추정 신호 τdest를 1/(gmm·ktn)배 만큼 증가시킴으로써 얻어진 보정 신호 β를 가산기(46)에 출력한다. 즉, 외란 추정 신호 τdest를 1/(gmm·ktn)배 만큼 증가시킴으로써, 액츄에이터(7)가 외란 추정 신호 τdest에 대해 동등한 진폭을 갖는 구동력을 발생시키도록 하는데 필요한 보정 신호 β가 가산기(46)에 출력된다. 또한, 보정 신호 β는 블록 22 및 블록 23에 의해 gmm·ktn배 만큼 증가되므로, 외란 추정 신호 τdest는 그 진폭이 서로 정합하도록 하기 위해 미리 1/(gmm·ktn)배 만큼 증가된다.
전술한 설명을 요약하면, 제1 실시예의 디스크 기억 장치는 액츄에이터(7)의 피봇 베어링 마찰, 액츄에이터(7)를 전자 회로 기판에 연결하는 FPC의 탄성력 및 외부로부터 디스크 기억 장치에 부여되는 충격 또는 진동에 의해 액츄에이터(7)에 부여되는 관성력 등으로 인한 외란 τd를 무효화하기 위한 방식으로, 외란 추정 신호 τdest가 액츄에이터(7)에 부여되도록 구성된다.
도 4a는 가산기(46)로부터의 부분을 비교기(29)에 피킹(pick)함으로써 얻어진 블록도이고 블록 24는 보정 수단(15)의 동작에 관련된 것이다. 도 4b는 비교기(29)에 부여된 외란 τd및 블록 52에 부여된 외란이 하나의 외란 τd로 일체화된 블록도이다. 도 2의 블록도에서의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 중복 설명을 생략하기 위해 동일한 부호로 나타내었다.
도 4a의 블록도에서, 블록 52는 도 3c의 블록 52와 동일하고 수학식 15에 의해 표현된 전달 함수를 갖는다.
따라서, 도 4b에서, 외부로부터의 암(3)에 부여된 외란 τd는 수학식 19의 전달 함수에 의해 표현된 필터를 통해 헤드 위치 제어 시스템에 부여되는 것으로 고려될 수 있다.
도 5는 다각형 성분 근사치로서 수학식 19에 의해 표현된 전달 함수 Gd(s)의 주파수 특성을 나타내고 있다. 도 5에 도시한 전달 함수 Gd(s)의 주파수 특성으로부터, 각 주파수 ω0보다 낮은 각 주파수에서, 이득은 0 dB이거나 그 이하이고, 각 주파수 ω가 강하될 때 이득은 -20 dB/decade의 감쇠 비율로 감쇠한다. decade는 10 배를 의미한다. 즉, 도 5에서 전달 함수 Gd(s)는 각 주파수 ω0보다 낮은 주파수를 억제할 수 있는 저주파수 차단 필터 특성을 갖고 있다.
즉, 제1 실시예의 디스크 기억 장치는 피봇 베어링 마찰, 탄성력, 관성력 등이 암(3)에 부여되는 경우, 외란 τd는 외란 추정 수단(12)에 의해 추정되고 외란 추정 신호 τdest를 갖고서 외부로부터 부여된 외란 τd를 무효화하는 방식으로 제어되도록 구성된다. 따라서, 외부로부터 부여된 외란 τd는 외란 τd가 헤드 위치 제어 시스템에서 수학식 19 및 도 5의 차단 주파수 특성을 갖는 필터를 통해 부여되는 것처럼 작용한다.
따라서, 각 주파수 ω0보다 낮은 주파수에서, 1 차 저주파수 차단 특성은 액츄에이터(7)의 피봇 베어링 마찰, 액츄에이터(7)를 전자 회로 기판에 연결하는 FPC의 탄성력 및 외부로부터 디스크 기억 장치에 부여된 충격 또는 진동에 의해 액츄에이터(7)에 부여된 관성력 등으로 인한 외란을 억제할 수 있다.
즉, 진동 또는 충격이 디스크 기억 장치에 제공되어 외란 τd가 액츄에이터(7)에 부여되도록 하는 경우, 외란 τd는 외란 추정 수단(12)에 의해 추정되고 외부로부터 부여된 외란 τd를 무효화하는 방식으로 제어되어, 디스크 기억 장치는 기계적인 진동-방지 메커니즘을 구비한 것과 같은 효과가 있다.
도 6a 내지 도 6c는 제1 실시예에서의 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단(12)의 외란 억제 효과를 더욱 상세히 설명하기 위한 시간 응답 파형도이다.
도 6a는 액츄에이터(7)에 부여되는 관성력으로 인한 외란 τd의 파형(61)(점선으로 도시함)과, 5000 radian/sec2의 최대 각 가속도(dω0/dt)를 갖는 반 사인파형의 회전 충격이 외부로부터 디스크 기억 장치에 부여되는 경우, 외란 추정 수단(12)에 의해 출력되는 외란 추정 신호 τdest의 파형(62)을 도시하고 있다. 액츄에이터(7)의 베어링(4)에 대한 관성 모멘트(J)를 0.1 g ·㎤로서 나타내면, 외란 τd의 최대값은 다음과 같다:
여기서, 추정 주파수 f0(ω0= 2πf0)과, 수학식 16 및 수학식 17의 제어 파라미터를 결정하기 위해 감쇠 인자 ζ0의 값을 3 ㎑ 와 1로 각각 선택하고, 위치 제어 시스템의 제어 대역을 800 ㎐로 설정하여 시뮬레이션을 수행한다.
외란 추정 수단(12)은 구동 수단(10)의 입력으로서의 구동 신호 u로부터 및 전압 검출 수단(11)에 의해 출력되는 전압 신호 Ed로부터 액츄에이터(7)에 부여된 외란 토크 τd를 추정하고, 약간의 시간 지연이 존재할 지라도 실제의 외란 τd와 실질적으로 유사한 거리 추정 신호 τdest를 출력한다.
도 6b는 외란 추정 수단(12)에 의해 출력되는 외란 추정 신호 τdest가 외란 τd로 인한 변동을 무효화하기 위해 보정 수단(15)으로 입력되는 방식으로 외란 추정 신호 τdest가 액츄에이터(7)에 부여되는 경우의 구동 전류 Ia의 파형(64)을 도시하고, 외란 추정 신호 τdest가 보정 수단(15)으로 입력되지 않는 경우의 구동 전류 Ia의 파형(63)의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다. 액츄에이터(7)의 토크 상수 kt는 23 dyn ·㎝/mA이다.
디스크(1)에 기록된 서보 정보는 특정 샘플링 주기를 갖는 이산적인 상태로 디스크에 기록되며, 헤드 위치 신호는 연속 신호가 아니다. 따라서, 디지털 처리를 구현하기 위한 위치 제어 수단(14)의 위치 제어 신호 c는 계단형 신호로 변경된다.그 결과, 외란 추정 신호 τdest가 보정 수단(15)으로 입력되지 않는 경우에 액츄에이터(7)의 구동 전류 Ia의 파형은 위치 제어 신호 c의 파형과 동일 파형이 되고, 파형은 도 6b(Ia = gm ·c = gm ·u)의 파형(63)으로 도시된 바와 같이 계단형 파형으로 변경된다. 외란 추정 신호 τdest가 보정 수단(15)으로 입력되는 경우에 액츄에이터(7)의 구동 전류 Ia의 파형(64)은 외란 추정 수단(12)의 외란 추정 신호 τdest를 보정 수단(15)에 의해 위치 제어 수단(14)의 제어 신호 c에 부가함으로써 생성되어, 회전 충격이 디스크 기억 장치에 부여되는 경우, 지점(t = 0)으로부터 그 시간 지연은 도 6b의 파형(63)의 시간 지연보다 작다. 또한, 파형(64)은 부드럽게 변경된다.
도 6c는 교란 추정 수단(12)에 의해 출력되는 외란 추정 신호 τdest가 외란으로 인한 변동을 무효화하기 위해 보정 수단(15)으로 입력되는 방식으로, 외란 추정 신호 τdest가 액츄에이터(7)에 부여되는 경우의 위치 오차 추적 신호 e의 파형(66)을 도시하고, 외란 추정 수단(12)이 제공되지 않는 경우의 위치 오차 추적 신호 e의 파형(65)의 시뮬레이션 결과를 도시한다. 반 사인파형의 회전 충격이 외부로부터 디스크 기억 장치에 부여되는 경우, 만약 외란 추정 수단(12)이 제공되면 위치 오차 신호 e는 파형(66)과 같이 거의 변동되지 않기 때문에, 외란 추정 수단(12)이 제공되지 않는 경우의 파형(65)에 비해 외란 억제 효과가 개선된다.
그 결과, 제1 실시예의 디스크 기억 장치는 외란 추정 수단(12)을 이용함으로써 외부로부터 부여된 진동 또는 충격에 의해 액츄에이터(7)에 부여된 관성력으로 인한 외란을 정확히 검출하여 외란으로 인한 트랙 변위가 억제되도록 함으로써, 헤드(2)는 목표 트랙에 위치하도록 매우 정확하게 제어된다. 따라서, 충격 또는 진동에 대해 안정된 트랙킹 제어가 구현될 수 있음으로써, 디스크 기억 장치의 신뢰도를 개선시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도 2에 도시된 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 블록도에서 위치 오차 신호 e의 헤드 위치 x로의 전달을 나타내는 개루프 주파수 특성도이다. 도 7a의 이득 특성도로부터 알 수 있듯이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 800 ㎐이다. 또한, 도 7b의 위상 특성도로부터 알 수 있듯이, 이득 교차 주파수 fc를 갖고서 위상 여유 θM은 50°이므로 안정된 헤드 위치 제어 시스템을 구성할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다. 도 2에 도시된 일점 쇄선으로 둘러싸인 전압 검출 수단(11)의 블록 55에서, 전압 강하(Ran+ Lan·s)를 갖는 블록 39는 구동 전류 Ia를 구동 코일(5)에 전도함으로써 생성된 코일 저항 Ran및 코일 인덕턴스 Lan의 전압 강하를 취득하도록 정확하게 표현되어 있다. 수학식 10을 이용하면, 전압 검출 수단(11)의 전압 신호 Ed는 액츄에이터(7)의 회전에 의해 구동 코일(5)의 양단에 유도된 유도 전압 Ea의 순 출력이다.
그러나, 실제로 코일 인덕턴스 Lan은 코일 저항 Ran보다 낮기 때문에, 회로를정확하게 구성하는 것은 어렵다. 또한, Lan·s는 미분 계수 성분이기 때문에, 잡음에 의해 특히 영향을 받는 경향이 있으므로 회로를 구성하는데 특히 주의가 필요하다.
도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시된 위치 제어 시스템의 블록도에서의 전압 검출 수단(11)에 포함된 블록 39에서의 코일 인덕턴스 Lan의 전압 강하는 무시하는 한편, 구동 전류 Ia를 구동 코일(5)에 전도함으로써 생성된 전압 강하 중에서 코일 저항 Ran의 전압 강하만이 고려되는 경우에 위치 오차 신호 e의 헤드 위치 x로의 전달을 나타내는 개루프 주파수 특성도이다.
도 8a의 이득 특성도와 도 8b의 위상 특성도로부터 명백한 바와 같이, 구동 코일(5)의 코일 인덕턴스 Lan이 전압 검출 수단(11)에 포함된 블록 39에서의 단순화를 위해 생략되는 경우, 외란 추정 수단(12)을 포함하는 헤드 위치 제어 시스템은 불안정해진다. 즉, 도 8a의 이득 특성도로부터 알 수 있는 바와 같이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 900 ㎐이고, 그 때의 위상은 -180°만큼의 지연된 지연 위상이므로, 제어 시스템은 불안정해진다. 구동 코일(5)에 포함된 코일 인덕턴스 Lan에 의해 발생된 전압 강하는 코일 저항 Ran에 의해 발생된 전압 강하보다 작다. 그러나, 전압 검출 수단(11)에 포함된 블록 39에 포함된 항(Lan·s)은 도 2에 도시된 위치 제어 시스템을 안정화시키기 위해 중요한 성분이다.
도 2에 도시된 위치 제어 시스템은 블록 39에 포함된 항(Lan·s)이 다음과 같은 이유로 생략되는 경우에 불안정해진다. 실제의 구동 코일(5)이 코일 저항 Ra의 성분 및 코일 인덕턴스 La의 성분을 포함하지만, 전압 검출 수단(11)은 코일 인덕턴스 Lan의 성분을 포함하지 않는다. 따라서, 위치 제어 시스템을 안정화시키기 위해, 구동 코일(5)의 코일 인덕턴스는 제로가 될 수 있다.
도 9는 직렬 결합된 커패시터 C와 저항 r을 갖는 회로가 구동 코일(5)에 병렬 결합된 위치 제어 시스템을 안정화시키기 위한 회로 구성을 나타내고 있다. 도 9에서, 커패시터 C와 저항 r의 직렬 접속 회로가 구동 코일(5)에 병렬 결합되는 경우, 복합 임피던스 Za는 다음과 같은 수학식 21로 표현된다. 수학식 21에서, Ra는 구동 코일(5)의 코일 저항을 나타내고, La는 구동 코일의 인덕턴스를 나타낸다.
수학식 22 및 수학식 23에 각각 나타낸 바와 같이, 저항 r과 커패시터 C의 값을 선택하면, 수학식 21의 Za는 수학식 24로 나타낼 수 있다.
r=Ra
Za=Ra
즉, 도 9에 도시한 회로를 구성하는 저항 r 및 커패시터 C의 값이 각각 수학식 22 및 수학식 23으로 나타낸 값으로 설정되는 경우, 구동 코일(5)의 양단에서 발생된 복합 임피던스 Za는 수학식 24에 나타낸 바와 같이 저항 Ra와 동일하며, 구동 코일(5)은 코일 인덕턴스 La를 포함하지 않는다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 직렬 결합된 저항 r 및 커패시터 C를 갖는 회로를 구동 코일(5)에 병렬 접속함으로써, 도 2에 도시한 위치 제어 시스템의 블록도의 전압 검출 수단(11)에 포함되는 블록 39에서 구동 전류 Ia의 구동 코일(5)로의 컨덕턴스에 의해 생성된 코일 저항 Ran에 의해 발생된 전압 강하만을 고려하고, 도 2에 도시한 전압 검출 수단(11)에 포함된 블록 39 대신에 도 10에 도시한 블록 49를 사용하는 것만으로 충분하다. 그 결과, 전압 검출 수단(11)을 더욱 단순하게 구성하는 것이 가능하다.
도 8a 및 도 8b에서, 점선으로 나타낸 파형은 도 2에 도시된 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 블록도에서 블록 39가 도 10에 도시한 블록 49로 대체되어 직렬 접속되고 수학식 22 및 수학식 23으로 각각 나타낸 저항 r및 커패시터 C를 갖는 회로가 구동 코일(5) 양단의 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)에 병렬 접속되는 경우에 위치 오차 신호 e의 헤드 위치 x로의 전달을 나타내는 개루프 주파수 특성을 나타내는 파형이다. 도 8a 및 도 8b로부터 알 수 있는 바와 같이, 개루프 주파수 특성은 도 7a 및 도 7b에 도시된 특성과 거의 동일하다.
전술한 설명에서는 전압 검출 수단(11)에 포함되는 블록 49의 코일 저항 Ran이 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra와 동일한 경우, 예컨대 수학식 8(Ra= Ran)을 만족하고 필터 수단(16)의 전달 함수F(s)가 1인 경우에 위치 제어 시스템의 안정성이 도시된다.
그러나, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra는 저항값의 변동을 갖고, 이 저항값은 구동 전류 Ia가 구동 코일(5)에 전달되어 이 구동 코일(5)을 가열한 후 온도 상승으로 인해 변화된다. 따라서, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 초기에는 공칭값 Ran과 동일하지만, 구동 코일(5)의 저항값은 동작 중에 온도 상승으로 인해 변경되어 수학식 8(Ra= Ran)을 만족시키지 못하는 결과가 발생한다.
도 11a 및 도 11b에서, 실선으로 도시된 파형은 도 2에 도시된 위치 제어 시스템의 블록도에서 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra는 공칭값 Ran과 동일하지 않은 경우에 위치 오차 신호 e의 헤드 위치 x로의 전달을 나타내는 개루프 주파수 특성을 나타내는 파형이다.
시뮬레이션에서, 코일 인덕턴스 Lan의 성분은 전압 검출 수단(11)에 포함된 블록(39)에서 생략되고, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran보다 5 % 만큼 큰 경우에 주파수 특성이 구해지고, 수학식 22 및 수학식 23에 의해 결정되는 커패시터 C 및 저항 r의 직렬 접속 회로는 구동 코일(도 9 참조)에 병렬 접속된다. 즉, 도 11a의 이득 특성도로부터 알 수 있는 바와 같이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 500 ㎐이다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 그 때의 위상은 대략 -180°이다. 불충분한 위상 여유 때문에, 제어 시스템은 불안정하다.
다음에는 외란 추정 수단(12)과 보정 수단(15) 사이에 필터 수단(16)을 제공하는 것의 중요성에 관하여 설명될 것이다.
도 2에 도시된 제1 실시예의 디스크 기억 장치에서, 외란 추정 수단(12)으로부터 출력되는 외란 추정 신호 τdest가 보정 수단(15)을 통해 위치 제어 시스템에 인가되지만, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran과 동일하지 않은 경우에, 위치 제어 시스템은 불안정해진다. 따라서, 위치 제어 시스템을 안정화시키기 위해, 도 2에서 블록 30으로 도시된 외란 추정 수단(12)으로부터 출력된 외란 추정 신호 τdest는 블록 54의 필터 수단(16)을 통해 블록 47의 보정 수단(15)에 출력된다.
필터 수단(16)은 수학식 4 및 수학식 5의 전달 함수 F(s)에 나타낸 바와 같이 필터 처리를 수행하고, 필터 신호 f를 생성하고 이 필터 신호를 보정 수단(15)에 입력한다. 즉, 필터 저역 차단 주파수 fx보다 높은 주파수에서의 고주파수 성분은 필터 수단(16)에 의해 차단된다. 그 결과, 외란 추정 수단(12)으로부터 출력된 외란 추정 신호 τdest의 고주파수 성분은 보정 수단(15)에 동일하게 출력되지 않는다. 따라서, 외란 추정 수단(12)과 보정 수단(15) 사이에 필터 수단(16)을 제공하는 것이 중요하다. 이 중요성은 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 11a 및 도 11b에서, 점선으로 도시된 파형은 도 2에 도시된 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 블록도에서, 외란 추정 수단(12)으로부터 출력된 외란 추정 신호가 블록 54의 필터 수단(16)을 통해 블록 47의 보정 수단(15)에 출력되는 경우에 위치 오차 신호 e의 헤드 위치 x로의 전달을 나타내는 개루프 주파수 특성이다.
시뮬레이션에서, 필터 저역 차단 주파수 fx가 필터 수단(16)을 나타내는 블록 54에서 400 ㎐으로 설정되고, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran보다 5 % 만큼 높은 경우에 주파수 특성이 구해진다. 도 11a의 이득 특성도로부터 알 수 있듯이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 500 ㎐이다. 또한, 도 11b의 위상 특성도로부터 알 수 있듯이, 이득 교차 주파수 fc를 갖는 위상 여유 θm가 40°이므로, 안정적인 헤드 위치 제어 시스템을 구성할 수 있다.
즉, 외란 추정 수단(12)의 출력과 보정 수단(15)의 입력 사이에 필터 수단(16)을 배치함으로써, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
전술한 제1 실시예의 디스크 기억 장치는 블록 47으로부터 출력된 구동 신호 u가 외란 추정 수단(12)에 대한 입력 신호 중 어느 하나로 입력되도록 구성된다. 두말할 필요도 없이, 구동 신호 u 대신에 블록 22로부터 출력되는 구동 수단(10)으로부터 출력된 구동 전류 Ia가 사용되더라도 동일한 효과를 달성할 수 있다.
제2 실시예
도 12는 본 발명에 따른 제2 실시예의 디스크 기억 장치의 일예인 자기 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 13은 제2 실시예의 자기 디스크 기억 장치에서의 헤드 위치 제어 시스템의 전체적인 구성을 도시하는 블록도이다. 제1 실시예에서의 구성 요소와 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 각각 동일한 참조 부호로 나타내었고, 이에 대한 설명은 반복하지 않는다는 점에 유의해야 할 것이다.
도 12의 제2 실시예의 디스크 기억 장치는 외란 추정 수단으로 입력되는 신호에 있어서, 도 1의 제1 실시예의 디스크 기억 장치와 상이하다. 도 1의 제1 실시예는 전압 검출 수단(11)에 의해 생성된 전압 신호 Ed및 구동 신호 u가 외란 추정 수단(12)으로 입력되도록 구성되었지만, 도 12의 제2 실시예에서는 전압 검출수단(11)에 의해 생성된 전압 신호 Ed및 위치 제어 수단(14)에 의해 생성된 위치 제어 신호 c는 외란 추정 수단(17)으로 입력된다.
도 12의 외란 추정 수단(17)에 의해 생성된 외란 추정 신호 τdest는 필터 수단(16)을 통해 보정 수단(15)으로 입력된다. 위치 제어 수단(14)으로부터 출력되어 보정 수단(15)으로 입력되는 위치 제어 신호 c, 외란 추정 수단(17)에 의해 생성된 외란 추정 신호 τdest및 필터 수단(16)을 통과하는 필터 신호 f가 입력되어, 보정 계산을 구현한 후 구동 신호 u를 구동 수단(10)에 출력한다.
도 13에서 일점 쇄선으로 둘러싸인 블록 60은 외란 추정 수단(17)의 블록도이다. 가산기(36)의 출력으로서 전압 검출 수단(11)에 의해 생성된 전압 신호 Ed와 블록 21에 의해 도시된 위치 제어 수단(14)에 의해 생성된 위치 제어 신호 c는 외란 추정 수단(17)에 입력된다.
전술한 제1 실시예의 외란 추정 수단(12)에서, 계산은 다음과 같이 구현된다. 제1 적분기(43)의 계수(g2/s)와 비교기(37)로부터의 편차 신호 α를 승산함으로써 얻어진 신호와, 제2 승산기(44)의 계수(g1)와 편차 신호 α를 승산함으로써 얻어진 신호는 가산기(38)에서 서로 가산된다. 이 기산에 의해 얻어진 신호와, 제1 승산기(41)의 계수(gmm·ktn)와 구동 신호 u를 승산함으로써 생성된 구동 토크 추정 신호 τest는 감산기(31)에 입력된다. 감산기(31)의 감산에 의해 얻어진 신호 γ는 제2 적분기(42)로 입력된다. 즉, 보정 신호 β를 제어 신호 c에 가산함으로써 얻어진 구동 신호 u는 외란 추정 수단(12)으로 입력되기 때문에, 도 2의 가산기(38)가 필요하다.
그러나, 제2 실시예의 외란 추정 수단(17)은 보정 신호 β가 가산되기 전에 위치 제어 신호 c가 입력되도록 구성되어 있기 때문에, 도 2에 도시된 가산기(38)는 필요하지 않다.
제1 실시예의 외란 추정 수단(12)의 동작과 비교하여, 전술한 바와 같이 구성된 제2 실시예의 디스크 기억 장치의 외란 추정 수단(17)의 동작은 도 2 내지 도 13을 참조하여 이후에 설명될 것이다.
먼저, 도 2에서, 제1 실시예의 외란 추정 수단(12)을 구성하는 제2 적분기(42)의 입력을 γ로 나타내고, 감산기(32)에 주목하면, 신호 γ는 다음과 같이 나타내어진다.
도 2의 가산기(46)에 주목하면, 구동 신호 u는 수학식 26으로 표현된다.
따라서, 수학식 25 및 수학식 26으로부터, 신호 γ는 수학식 27과 같이 표현된다.
수학식 27에 기초하여, 도 2에 도시된 제1 실시예의 외란 추정 수단(12)의 블록도(30)는 도 13에 도시된 외란 추정 수단(17)의 블록도(60)로 변경된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 위치 제어 수단(14)(블록 21)에 의해 생성된 위치 제어 신호 c는 승산기(32)에 입력되고, 승산기(32)의 출력은 승산기(33)에 입력된다. 그러므로, 계수(gmm·ktn)와 위치 제어 신호 c를 승산함으로써, 구동 토크 추정 신호 τest를 얻을 수 있다.
한편, 외란 추정 신호 τdest는 블록 54로 도시된 필터 수단(16)을 통해 블록 47로 도시된 보정 수단(15)으로 입력된다. 그러므로, 제1 실시예와 유사하게, 제2 실시예의 디스크 기억 장치는 전압 검출 수단(11)에 의해 생성된 전압 신호 Ed와 위치 제어 수단(14)에 의해 생성된 위치 제어 신호 c로부터 아암(3)에 작용하는 외란 토크를 추정하고, 외란 추정 수단(17)의 함수에 의해 외란 추정 신호 τdest를 출력한다. 이 외란 추정 신호 τdest는 아암(3)에 부여되는 관성력, 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같은 외란 τd를 무효화하도록 보정 수단(15)으로 입력된다.
또한, 제1 실시예의 디스크 기억 장치와 유사하게, 필터 수단(16)은 외란 추정 수단(17)의 출력과 보정 수단(15)의 입력 사이에 배치되므로, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
그러므로, 제2 실시예의 디스크 기억 장치는 외부로부터 부여되는 충격/진동으로 인해 애츄에이터(7)에 작용하는 관성력과 같은 외란을 외란 추정 수단(17)에 의해서 정확하게 검출할 수 있다. 이 디스크 기억 장치는 외부로부터 부여되는 충격/진동으로 인해 관성력, FPC의 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같은 외란 τd가 액츄에이터(7)에 작용하더라도, 외란 추정 수단(17)을 제어하여 이 외란 τd를 추정하고, 이와 같이 추정된 외란 추정 신호 τdest에 의해 외부로부터 부여되는 외란 τd를 무효화하도록 구성된다. 그러므로, 제1 실시예와 유사하게, 외부로부터 부여되는 외란 τd는 그 외란 τd가 위치 제어 시스템에서 수학식 19 및 도 5의 차단 주파수 특성을 갖는 필터를 통해서 부여되는 것처럼 작용한다. 그러므로, 제2 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 각 주파수 ωo보다 낮은 주파수를 가지고, 1 차 저주파수 차단 특성에 의해 외란을 억제하고, 외란으로 인한 트랙 변위를 억제함으로써, 목표 트랙에 배치될 헤드(2)가 매우 정확하게 제어된다. 그러므로, 충격/진동에 대해 안정적인 트래킹 제어를 구현할 수 있으며, 이에 따라 디스크 기억 장치의 신뢰성이 향상된다.
알 수 있는 바와 같이, 제2 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 외란 추정 수단(17)을 구성하는데 필요한 가산기의 수를 제1 실시예의 디스크 기억 장치에 비해 더 많이 감소시킬 수 있다. 그러므로, 제1 실시예에 비해, 제2 실시예의 디스크 기억 장치는 헤드 위치 제어 시스템에 작용하는 관성력, 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같이 아암(3)에 작용하는 외란 τd를 추정하여, 그 외란에 따라, 간단한 구성에 의해서 헤드 위치를 안정적으로 제어하고, 헤드(2)를 트랙 피치가 좁은 목표 트랙에 매우 정확하게 배치할 수 있다.
또한, 제2 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 가산기의 수를 감소시킬 수 있고, 위치 제어 시스템이 아날로그 회로와 같은 하드웨어로 구현되는 경우에 그러한 회로의 조정을 단순화할 수 있다. 또한, 위치 제어 시스템이 소프트웨어로 구현되는 경우에는 계산 과정에 의한 계산 시간 지연을 줄일 수 있다.
도 2에 도시된 블록 30과 유사하게 구성된 외란 추정 수단(12)은 디스크 기억 장치의 섹터 서보의 샘플링 주파수에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 외란 추정 수단(12)의 제어 대역은 위치 제어 시스템의 제어 대역보다 높게 설정될 수 있다.
또한, 제2 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 외란 추정 수단(17)을 구성하는 가산기의 수를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 위치 제어 시스템이 아날로그 회로와 같은 하드웨어로 구현되는 경우에, 그러한 회로의 조정을 단순화할 수 있다.또한, 위치 제어 시스템이 소프트웨어로 구현되는 경우에는 계산 과정에 의한 계산 시간 지연을 줄일 수 있으며, 이에 따라 제어 대역을 더 높게 설정할 수 있다.
또한, 제2 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 필터 수단(16)을 외란 추정 수단(17)의 출력과 보정 수단(15)의 입력 사이에 배치함으로써, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
제3 실시예
도 14는 본 발명에 따른 제3 실시예의 디스크 기억 장치의 일례인 자기 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 15는 제3 실시예의 자기 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 제3 실시예에서는, 제1 실시예의 필터 수단(16)과 전달 함수 F(s)를 갖는 블록 54는 포함되지 않는다. 외란 추정 수단(12A) 및 보정 수단(15A)은 제1 실시예의 외란 추정 수단(12) 및 보정 수단(15)과 부분적으로 상이하다. 다른 구성 요소의 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예의 구성 요소의 구성과 동일하다. 주의할 점으로는, 제1 실시예에 도시된 것과 동일한 기능을 갖는 구성 요소는 각각 동일한 참조 번호로 나타내었으며, 여기서는 그것들에 대한 설명을 생략한다.
다음에, 이하, 제3 실시예의 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 동작을 설명한다.
도 16a 및 도 16b에서, 점선으로 나타낸 파형은 도 15에 도시된 위치 제어시스템의 블록도에서, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran과 상이한 경우에, 위치 오차 신호 e에서 헤드 위치 x로의 전달을 보여주는 개루프 주파수 특성이다. 시뮬레이션에서, 코일 인덕턴스 Lan의 성분이 전압 검출 수단(11)에 포함되는 블록 39에서 생략되고, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran보다 5 % 만큼 큰 경우에, 주파수 특성을 얻을 수 있다. 즉, 도 16a에서 점선으로 도시된 이득 특성도로부터 알 수 있는 바와 같이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 300 Hz이고, 그 위상은 거의 -210°이다. 위상 여유의 부족으로, 위치 제어 시스템은 불안정하다.
다음에, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran보다 5 % 만큼 큰 경우에, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수가 도 7(Ra=Ran)에 도시한 것으로부터 크게 감소되는 경우를 설명한다.
액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran과 상이한 경우에는 전압 신호 Ed는 다음의 수학식 28로 나타내어진다.
즉, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra는 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 상이하며, 전압 검출 수단(11)의전압 신호 Ed는 액츄에이터(7)의 회전에 의해 구동 코일(5) 양단에 유도되는 유도 전압 Ea를, 구동 전류 Ia를 구동 코일(5)로 도통시킴으로써 생성되는 전압 강하 (Ra-Ran)ㆍIa에 가산한 가산 결과의 출력과 동일하다.
도 17a 및 도 17b는 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 상이한 경우에 이득 변화를 설명하기 위한 블록도이다.
도 17a는 도 3b의 블록도를 변형하는 한편 수학식 28의 제2항을 주목함으로써 얻어진 블록도이다. 도 17b는 도 17a의 블록도를 등가적으로 변형한 블록도이다. 도 17c는 도 17b의 블록도에 기초하여 도 15의 블록도의 일부분을 변형하여 얻은 블록도이다. 즉, 이것은 Ra가 Ran과 상이한 경우에 블록 54, 블록 52 및 블록 45의 부(negative)의 피드백 루프를 도 15의 블록도의 블록 22(전달 함수는 gm임)에 가산한 것과 등가이다.
도 17c의 블록도에서, 위치 제어 신호 c에서 구동 전류 Ia까지의 합성 전달 함수 Gm(s)는 다음의 수학식 29로 나타내어진다.
수학식 29에서, 추정 주파수 fo(= ωo/ 2π)를 위치 제어 대역 fc보다 충분히 크게 설정하면, 다음의 수학식 30이 성립된다. 그 결과, 수학식 29는 다음의 수학식 31로 간략화될 수 있다.
수학식 31에서, Ra=Ran인 경우에는 Gm(s)=gm이다. 그러나, Ra≠Ran인 경우에는 이득 Gm(s)는 감소한다.
여기서, gmn을 다음의 수학식 32에 나타낸 것으로 치환하면, 수학식 31은 다음의 수학식 33으로 변형된다.
여기서, 실수의 계수 k로서 1보다 충분히 큰 수를 선택하면(k ≫ 1), 수학식33의 분모에서 (Ra-Ran)을 포함하는 항은 0으로 간주될 수 있다. Ra≠Ran일지라도, 수학식 33은 근사치로서 다음의 수학식 34로 나타낼 수 있다.
전술한 바와 같이, 제3 실시예에 의하면, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도, 위치 제어 신호 c에서 구동 전류 Ia까지의 합성 전달 함수 Gm(s)는 변하지 않으며, 수학식 34는 실수의 계수 k를 충분히 크게 설정함으로써 항상 성립된다. 이 수학식의 의의는 Ra와 Ran을 포함하지 않는다는 것이다. 그러므로, 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승으로 인해 변하더라도, 위치 제어 시스템의 개루프 이득이 크게 변하지 않음으로써, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
도 16a 및 도 16b에서, 실선으로 나타낸 파형은 도 15에 도시된 위치 제어 시스템의 블록도에서, 수학식 32의 계수 k가 50인 경우에, 위치 오차 신호 e에서 헤드 위치 x로의 전달을 보여주는 개루프 주파수 특성이다. 시뮬레이션에서, 도 16a 및 도 16b에서 점선으로 나타낸 경우(k = 1)와 유사하게, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 공칭값 Ran보다 5 % 만큼 큰 경우에, 주파수 특성을 얻을 수 있다. 도 16a에서 실선으로 나타낸 이득 특성도로부터 알 수 있는 바와 같이, 개루프 이득이 제로가 되는 이득 교차 주파수 fc는 800 Hz이다. 또한, 도 16b에서 실선으로 나타낸 위상 특성도로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 이득 교차 주파수 fc에서, 위상 여유 θm은 50°이다. 따라서, 안정적인 헤드 위치 제어 시스템을 구성할 수 있다.
즉, 도 15에 도시된 외란 추정 수단(12a)의 블록 30A 내의 블록 32의 계수 gmn과 보정 수단(15A)의 블록 45의 분모의 계수 gmn을 블록 22의 전달 함수 gm의 k 배(k ≫ 1)로 설정하면, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
도 15의 외란 추정 수단(12A)의 블록 30A에서, 구동 신호 u가 입력되는 제1 승산기(41)의 블록 32는 계수 gmn을 갖는데, 이것은 블록 32가 구동 신호 u를 gmn과 승산한다는 것을 의미한다. 이 gmn은 수학식 32에서의 근사치()로 나타내어진다.
여기서, 블록 32는 블록 32를 계수 gm을 갖는 블록과 계수 k1(= k)을 갖는 블록으로 나누어지는 것으로 고려될 수 있다. 이러한 경우, 제1 실시예에서의 수학식 6과 유사하게, 다음의 수학식 35로 설정될 수 있다.
블록 32를 계수 gm과 동일한 계수 gmn을 갖는 블록과 계수 k1을 갖는 계수를 갖는 블록으로 변형하는 방식으로 도 15를 변형하면, 도 19에 도시된 바와 같은 블록도를 얻을 수 있다. 제1 적분기(43)로부터 외란 추정 신호 τdest가 입력되는 블록 45의 계수는 (1/gmnㆍKtn)이며 gmn을 포함한다. 그러므로, 도 19에서, 계수 (1/k2)를 갖는 블록 72는 제1 적분기(43)와 블록 45 사이에 배치된다. 여기서, 블록 71의 k1과 블록 72의 k2의 관계는 근본적으로 다음의 수학식 36으로 나타낼 수 있다.
그러나, 사실상, 수학식 36의 조건은 항상 필수적인 것이 아니라, k1과 k2는 일정 정도의 허용 오차로 서로에 대한 근사치일 수 있다. 즉, ks는 다음의 수학식 37로 나타낼 수 있는데, 여기서 허용 오차 계수 η는 1에 가깝다.
허용 오차 계수 η의 구체적인 값은 실제 장치의 사양에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 경험적으로, 허용 오차 계수 η는 0.7~1.3의 범위, 바람직하게는 0.8~1.2의 범위, 더 바람직하게는 0.9~1.1의 범위일 수 있다. 이것들은 다음의 수학식 38, 수학식 39 및 수학식 40으로 나타낼 수 있다.
이상적인 허용 오차 계수 η의 값은 1.0이다.
도 14를 도 19에 대응하도록 변형하면, 그 블록도는 도 18에 도시된 블록도로 된다. 즉, 제3 실시예의 외란 추정 수단(12A)은 제1 실시예의 외란 추정 수단(12)과 제3 실시예의 제1 보정 승산 수단(18)을 조합한 것이다. 또한, 제3 실시예의 보정 수단(15A)은 제1 실시예의 보정 수단(15)과 제3 실시예의 제2 보정 승산 수단(19)과 조합한 것이다. k1의 전달 함수를 갖는 제1 보정 승산 수단(18)은 구동 신호 u를 보정 수단(15)에서 외란 추정 수단(12)으로 전달하는 경로에 배치되며, k2의 전달 함수를 갖는 제2 보정 승산 수단(19)은 외란 추정 신호 τdest를 외란 추정 수단(12)에서 보정 수단(15)으로 전달하는 경로에 배치된다. 도 19에서, 블록 71은 제1 보정 승산 수단(18)에 대응하며, 블록 72는 제2 보정 승산 수단(19)에 대응한다.
제3 실시예를 도 18 및 도 19에 기초하여 설명하면, 외란 추정 수단(12A)은구동 신호 u와 k1및 전압 신호 Ed를 승산하여 얻은 신호로부터 외란 추정 신호 τdest를 생성하도록 구성된다. 보정 수단(15A)은 위치 제어 신호 c를 외란 추정 신호 τdest와 1/k2을 승산하여 얻은 신호와 합성되도록 구성된다.
제3 실시예의 디스크 기억 장치는 블록 47A로부터 출력되는 구동 신호 u가 외란 추정 수단(12A)의 입력 신호들 중 하나로서 입력되도록 구성된다. 물론, 구동 신호 u 대신에, 블록 22로부터 출력되는 구동 수단(10)으로부터 출력되는 구동 전류 Ia를 사용하더라도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
제4 실시예
도 20은 본 발명에 따른 제4 실시예의 디스크 기억 장치의 일례인 자기 디스크 기억 장치의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 21은 제4 실시예의 자기 디스크 기억 장치의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 제4 실시예에서는, 제2 실시예의 필터 수단(16)과 전달 함수 F(s)를 갖는 블록 54는 포함되지 않는다. 제4 실시예의 외란 추정 수단(17A)으로의 입력들은 제3 실시예의 외란 추정 수단(12A)으로의 입력들과 상이하다. 즉, 전압 검출 수단(11)으로부터의 전압 신호 Ed와 위치 제어 수단(14)으로부터의 위치 제어 신호 c는 외란 추정 수단(17A)으로 입력된다. 다른 구성 요소의 구성은 도 14 및 도 15에 도시된 제3 실시예의 구성 요소의 구성과 동일하다. 주의할 점으로는, 제3 실시예에 도시된 것과 동일한 기능을 갖는 구성 요소는 각각 동일한 참조 번호로 나타내었으며, 여기서는 그것들에 대한 설명을 생략한다.
도 20에 도시된 제4 실시예의 디스크 기억 장치와 도 14에 도시된 제3 실시예의 디스크 기억 장치의 관계는 도 12에 도시된 제2 실시예의 디스크 기억 장치와 도 1에 도시된 제1 실시예의 디스크 기억 장치의 관계에 대응한다. 그러나, 필터 수단(16)은 포함되지 않는다. 도 14에 도시된 제3 실시예에서, 전압 검출 수단(11)에 의해 생성되는 전압 신호 Ed와 구동 신호 u는 외란 추정 수단(12A)으로 입력된다. 도 20에 도시된 제4 실시예에서는 전압 검출 수단(11)에 의해 생성되는 전압 신호 Ed와 위치 제어 수단(14)에 의해 생성되는 위치 제어 신호 c가 외란 추정 수단(17A)으로 입력된다.
그러므로, 제4 실시예에서도 수학식 25 내지 수학식 27이 성립된다. 따라서, 도 15에 도시된 제3 실시예의 외란 추정 수단(12A)의 블록 30A가 변형되면, 도 21에 도시된 외란 추정 수단(17A)의 블록 60A와 동일하게 된다. 이것은 제2 실시예에서의 도 13에 대응한다. 그러나, 필터 수단(16)에 대응하는 블록 54는 포함되지 않는다.
또한, 제3 실시예와 유사하게 장치를 구성함으로써, 제4 실시예에서도 수학식 28 내지 수학식 40이 성립된다. 수학식 32에서, 실수의 계수 k를 충분히 크게 설정함으로써, 액츄에이터(7)의 구동 코일(5)의 코일 저항 Ra가 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값 Ran과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
그 결과, 제4 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 외부로부터 부여되는 충격/진동으로 인해 애츄에이터(7)에 작용하는 관성력과 같은 외란을 외란 추정 수단(17A)에 의해서 정확하게 검출할 수 있다. 외부로부터 부여되는 충격/진동으로 인해 관성력, FPC의 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같은 외란 τd가 액츄에이터(7)에 작용하더라도, 외란 추정 수단(17A)을 제어하여 외란 τd를 추정하고 이와 같이 추정된 외란 추정 신호 τdest에 의해 외부로부터 부여되는 외란 τd를 무효화할 수 있다. 그러므로, 제1 실시예와 유사하게, 외부로부터 부여되는 외란 τd는 그 외란 τd가 위치 제어 시스템에서 수학식 19 및 도 5의 차단 주파수 특성을 갖는 필터를 통해서 부여되는 것처럼 작용한다. 그러므로, 제4 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 각 주파수 ωo보다 낮은 주파수를 가지고, 제1 순위의 저주파수 차단 특성에 의해 외란을 억제하여, 외란으로 인한 트랙 변위를 억제함으로써, 목표 트랙에 배치될 헤드(2)가 매우 정확하게 제어된다. 그러므로, 충격/진동에 대해 안정적인 트래킹 제어를 구현할 수 있으며, 이에 의해 디스크 기억 장치의 신뢰성이 향상된다.
알 수 있는 바와 같이, 제4 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 외란 추정 수단(17A)을 구성하는데 필요한 가산기의 수를 제3 실시예의 디스크 기억 장치에 비해 더 많이 감소시킬 수 있다. 그러므로, 제3 실시예에 비해, 제4 실시예의 디스크 기억 장치는 헤드 위치 제어 시스템에 작용하는 관성력, 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같이 아암(3)에 작용하는 외란 τd를 추정하여, 그 외란에 따라 간단한 구성에 의해서 헤드 위치를 안정적으로 제어하고, 헤드(2)를 트랙 피치가 좁은 목표 트랙에 매우 정확하게 배치할 수 있다. 또한, 제4 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 가산기의 수를 감소시킬 수 있어, 위치 제어 시스템이 아날로그 회로와 같은 하드웨어로 구현되는 경우에 그러한 회로의 조정을 단순화할 수 있다. 또한, 위치 제어 시스템이 소프트웨어로 구현되는 경우에는 계산 과정에 의한 계산 시간 지연을 줄일 수 있다.
제3 실시예와 유사하게, 외란 추정 수단(17A)은 디스크 기억 장치의 섹터 서보의 샘플링 주파수에 의해 영향을 받지 않는다. 그러므로, 외란 추정 수단(17A)의 제어 대역은 위치 제어 시스템의 제어 대역보다 높게 설정될 수 있다.
또한, 제4 실시예의 디스크 기억 장치에 의하면, 외란 추정 수단(17A)을 구성하는 가산기의 수를 감소시킬 수 있다. 그러므로, 위치 제어 시스템이 아날로그 회로와 같은 하드웨어로 구현되는 경우에, 그러한 회로의 조정을 단순화할 수 있다. 또한, 위치 제어 시스템이 소프트웨어로 구현되는 경우에는, 계산 과정에 의한 계산 시간 지연을 줄일 수 있으며, 이에 의해 제어 대역을 더 높게 설정할 수 있다.
제3 실시예와 유사하게 계수 k1및 k2를 사용하여 도 20 및 도 21을 변형하면, 그 블록도들은 각각 도 22 및 도 23에 도시된 블록도로 된다. 즉, 제4 실시예의 외란 추정 수단(17A)은 제2 실시예의 외란 추정 수단(17)과 제4 실시예의 제1 보정 승산 수단(18)을 조합한 것이다. 또한, 제4 실시예의 보정 수단(15A)은 제2실시예의 보정 수단(15)과 제4 실시예의 제2 보정 승산 수단(19)과 조합한 것이다. k1의 전달 함수를 갖는 제1 보정 승산 수단(18)은 구동 신호 u를 보정 수단(15)에서 외란 추정 수단(17)으로 전달하는 경로에 배치되며, k2의 전달 함수를 갖는 제2 보정 승산 수단(19)은 외란 추정 신호 τdest를 외란 추정 수단(17)에서 보정 수단(15)으로 전달하는 경로에 배치된다. 도 23에서, 블록 71은 제1 보정 승산 수단(18)에 대응하며, 블록 72는 제2 보정 승산 수단(19)에 대응한다.
제4 실시예를 도 22 및 도 23에 기초하여 설명하면, 외란 추정 수단(17A)은 위치 제어 신호 c와 k1및 전압 신호 Ed를 승산하여 얻은 신호로부터 외란 추정 신호 τdest를 생성하도록 구성된다. 보정 수단(15A)은 위치 제어 신호 c를 외란 추정 신호 τdest와 1/k2을 승산하여 얻은 신호와 합성되도록 구성된다.
전술한 실시예들 외에도, 다음의 실시예들이 이용될 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 제3 실시예를 조합할 수 있다. 또한, 도 25에 도시된 바와 같이, 제2 실시예와 제4 실시예를 조합할 수 있다. 즉, 어느 쪽의 실시예에서든지, 외란 추정 신호 τdest의 고주파수 성분들을 차단하는 필터 수단(16)이 보정 수단(15A)에 부가된다.
지금까지 설명한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 디스크 기억 장치에서, 승산기와 적분기는 아날로그 필터에 의해 구성된다. 이와 달리, 디지털 필터에 의해 구성될 수도 있다. 또한, 각 실시예의 위치 제어 시스템을 구성하는 각각의 구성 요소는 마이크로컴퓨터에 의해 소프트웨어로 구현될 수도 있다.
제1 실시예 내지 제4 실시예의 디스크 기억 장치가 자기 디스크 기억 장치로서 설명되었지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않으며, 광디스크 기억 장치 및 자기 광디스크 기억 장치 등의 다른 정보 기록 장치에도 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 디스크 기억 장치에 의하면, 액츄에이터 수단에 부여되는 관성력, 탄성력 및 피봇 베어링 마찰과 같은 외란을 추정하기 위해서, 구동 신호나 위치 제어 신호 중 하나를 액츄에이터 수단의 구동 코일 양단에서 유도되는 전압 신호와 합성하여 외란 추정 신호를 생성한다. 전압 신호는 연속 신호이기 때문에, 이산 서보 정보를 사용하는 종래 기술에 비해, 외란을 정확하게 검출할 수 있다. 따라서, 목표 트랙을 향하는 후속 동작 중에 외란이 크게 변동되더라도, 이러한 변동을 확실하게 보상하여 목표 트랙에 대한 헤드 위치 결정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그 밖에, 외부로부터의 충격/진동으로 인해 액츄에이터 수단에 부여되는 관성력을 무효화함으로써, 디스크 기억 장치의 충격 내성 특성을 향상시켜 헤드 위치 제어 시스템을 안정적으로 구현할 수 있다.
본 발명의 디스크 기억 장치에 의하면, 전술한 성능 및 효과 외에도, 헤드 위치에 대한 위치 제어 신호와 외란 추정 신호에 기초하여 구동 신호를 생성하기 위해서, 외란 추정 신호의 고주파수 성분들을 필터 수단에 의해 차단함으로써 필터 신호를 생성하고, 그 필터 신호를 헤드 위치에 대한 위치 제어 신호와 합성함으로써 구동 신호를 생성한다. 그러므로, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 코일 저항이저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
또한, 외란 추정 수단은 구동 신호 또는 위치 제어 신호와 k1및 전압 신호를 승산하여 얻은 신호에 기초하여 외란 추정 신호를 생성하도록 구성되며, 보정 수단은 외란 추정 신호와 1/k2을 승산하여 얻은 신호와 위치 제어 신호를 합성함으로써 구동 신호를 생성하도록 구성된다(k1≫ 1, k2≫ 1). 그렇게 구성함으로써, 액츄에이터 수단의 구동 코일의 코일 저항이 저항 변동 또는 온도 상승에 의한 저항값의 변화로 인해 공칭값과 동일하지 않더라도, 위치 제어 시스템을 안정시킬 수 있다.
그러므로, 특히 액츄에이터 수단이 소형 경량으로 제조되고, 구동 코일의 저항 변동 및 저항값의 변화로 인해 위치 제어 시스템에서 액츄에이터 수단에 부여되는 외란의 영향이 증가하는 경우에, 본 발명의 디스크 기억 장치는 헤드 위치 결정의 정밀도를 향상시킴으로써 더 다양한 상태 변화에 대처할 수 있으며, 또한 종래의 장치에 비해 트랙 밀도를 향상시킬 수 있다. 그러므로, 대용량의 디스크 기억 장치를 실현할 수 있다.

Claims (44)

  1. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 구동 신호와 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하고 필터 신호를 출력하는 필터 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 상기 필터 신호와 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 이 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 구동 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력과 상기 제1 적분 수단의 출력의 합산값을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필터 수단의 차단 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 대역보다 더 낮은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터 수단은 공동을 통하여 서로 대향하는 한 쌍의 요크의 공동 내에 있는 한 쌍의 요크 중 적어도 하나의 요크에 고착된 영구 자석 및 이 영구 자석과 상기 요크에 의해 형성된 자기 공동(magnetic cavity) 내에 설치된 구동 코일로 구성되고,
    커패시터와 저항의 직렬 접속 회로가 상기 구동 코일에 병렬로 접속되며,
    상기 구동 코일에 병렬로 접속된 상기 커패시터와 상기 저항은 식 C=La/Ra2및 r=Ra로 표현되는, 또는 상기 식 C=La/Ra2및 r=Ra와 근사하게 표현되는 용량값 C와 저항값 r을 각각 갖도록 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  6. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 전압 신호와 상기 위치 제어 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하고 필터 신호를 출력하는 필터 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 상기 필터 신호와 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 이 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 필터 수단의 차단 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 대역보다 더 작은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 액츄에이터 수단은 공동을 통하여 서로 대향하는 한 쌍의 요크의 공동 내에 있는 한 쌍의 요크 중 적어도 하나의 요크에 고착된 영구 자석 및 이 영구 자석과 상기 요크에 의해 형성된 자기 공동(magnetic cavity) 내에 설치된 구동 코일로 구성되고,
    커패시터와 저항의 직렬 접속 회로가 상기 구동 코일에 병렬로 접속되며,
    상기 구동 코일에 병렬로 접속된 상기 커패시터와 상기 저항은 식 C=La/Ra2및 r=Ra로 표현되는, 또는 상기 식 C=La/Ra2및 r=Ra와 근사하게 표현되는 용량값 C와 저항값 r을 각각 갖도록 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  11. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 작지 않은 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 구동 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력과 상기 제1 적분 수단의 출력의 합산값을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  15. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  19. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하며, 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고, 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 구동 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력과 상기 제1 적분 수단의 출력의 합산값을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 보정 수단의 필터 신호의 차단 주파수는 상기 위치제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 작은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  24. 디스크에 대하여 헤드의 위치 결정을 행하는 액츄에이터 수단과;
    입력 구동 신호에 따라 상기 액츄에이터 수단을 구동하는 구동 수단과;
    상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압을 검출하여 전압 신호를 출력하는 전압 검출 수단과;
    상기 디스크에 미리 기록되고 상기 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하여 그 위치 오차 신호를 출력하는 위치 검출 수단과;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하여 그 위치 제어 신호를 출력하는 위치 제어 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 외란 추정 수단과;
    상기 위치 제어 신호 및 상기 외란 추정 신호를 수신하고, 상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하며, 상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하고, 그 구동 신호를 출력하는 보정 수단
    을 포함하는 디스크 기억 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 외란 추정 수단은,
    상기 전압 검출 수단에 의해 검출된 전압 신호를 수신하는 비교 수단과;
    상기 위치 제어 신호를 k1과 승산하여 얻어진 신호를 제1 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제1 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 제2 전달 함수로 이루어진 계수와 승산하는 제2 승산 수단과;
    상기 비교 수단의 출력을 적분하는 제1 적분 수단과;
    상기 제2 승산 수단의 출력을 상기 제1 승산 수단의 출력으로부터 감산하여 얻어진 값을 적분하는 제2 적분 수단을 포함하고,
    상기 비교 수단은 상기 전압 신호를 상기 제2 적분 수단의 출력과 비교하여 그 비교 결과를 상기 제2 승산 수단과 상기 제1 적분 수단에 출력하는 것인 디스크 기억 장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 외란 추정 수단에 의해 생성된 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  28. 제24항에 있어서, 상기 보정 수단의 필터 신호의 차단 주파수는 상기 위치 제어 수단의 제어 주파수 대역보다 더 낮은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치.
  29. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드의 위치 결정을 행하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여된 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  31. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호 및 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여된 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  33. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드의 위치 결정을 행하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 작지 않은 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계
    를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  36. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호와 상기 위치 제어 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계
    를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  39. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드의 위치 결정을 행하기 위한 액츄에이터 수단의 구동 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 상기 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계
    를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  41. 제39항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  42. 디스크에 미리 기록되고 헤드에 의해 검출된 서보 정보로부터 상기 헤드의 현재 위치에 대응하는 위치 오차 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 오차 신호에 대응하는 위치 제어 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호를 k1(여기에서, k1은 1보다 큰 실수의 계수임)과 승산하여 얻어진 신호 및 액츄에이터 수단을 구동할 때 유도된 전압 신호로부터 상기 헤드에 부여되는 외란의 크기를 추정하여 외란 추정 신호를 생성하는 단계와;
    상기 외란 추정 신호를 1/k2(여기에서, k2는 1보다 큰 실수의 계수임)와 승산하여 얻어진 신호의 고주파수 성분을 차단하여 필터 신호를 생성하는 단계와;
    상기 위치 제어 신호와 상기 필터 신호를 합성하여 상기 구동 신호를 생성하는 단계와;
    상기 헤드를 상기 구동 신호에 의해 상기 디스크에 대하여 위치 결정하는 단계
    를 포함하는 디스크 기억 장치 제어 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 계수 k1과 k2는 서로 거의 동일하게 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 외란 추정 신호의 추정 주파수는 상기 위치 제어 신호의 제어 주파수 대역보다 더 높은 값으로 설정되는 것인 디스크 기억 장치 제어 방법.
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