KR20120019019A - 외란 보상 방법 및 장치와 이를 적용한 디스크 드라이브 및 저장매체 - Google Patents

외란 보상 방법 및 장치와 이를 적용한 디스크 드라이브 및 저장매체 Download PDF

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KR20120019019A
KR20120019019A KR1020100082087A KR20100082087A KR20120019019A KR 20120019019 A KR20120019019 A KR 20120019019A KR 1020100082087 A KR1020100082087 A KR 1020100082087A KR 20100082087 A KR20100082087 A KR 20100082087A KR 20120019019 A KR20120019019 A KR 20120019019A
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박성원
최수일
윤재상
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삼성전자주식회사
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59694—System adaptation for working during or after external perturbation, e.g. in the presence of a mechanical oscillation caused by a shock

Abstract

데이터 저장 장치에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 보상하는 방법 및 장치에 관하여 개시한다. 외란 보상 방법은 데이터 저장 장치의 서보 제어 시스템에서 생성되는 제1신호에 대한 인접 주기에서의 상관계수를 산출하는 단계, 이전 주기의 제1신호를 이용하여 다음 주기의 외란 값을 추정하는 단계, 상기 산출된 상관계수에 근거하여 주기적인 외부 충격이 발생되었는지를 판정하는 단계 및, 상기 주기적인 외부 충격이 발생된 것으로 판정되는 경우에, 상기 추정된 다음 주기의 외란 값을 상기 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상하는 단계를 포함한다.

Description

외란 보상 방법 및 장치와 이를 적용한 디스크 드라이브 및 저장매체{Method and apparatus for compensating disturbance and disk drive and storage media applying the same}
본 발명은 외란 보상 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 데이터 저장 장치에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 보상하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
데이터 저장 장치의 하나인 디스크 드라이브는 스핀들 모터를 이용하여 디스크를 회전시키고, 헤드를 이용하여 디스크에 데이터를 쓰거나 또는 디스크로부터 데이터를 읽어낸다. 디스크 드라이브에서의 디스크 회전 주기에 동기화된 외부 충격이 인가되는 경우에 데이터 읽기 또는 쓰기 성능에 나쁜 영향을 미치게 된다. 이에 따라서, 디스크의 회전 주기에 동기화된 외부 충격을 검출하고 보상하는 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 시스템에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 피드포워드 방식으로 보상하는 외란 보상 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 피드포워드 방식으로 보상하는 외란 보상 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 피드포워드 방식으로 보상하는 외란 보상 방법을 적용한 디스크 드라이브를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템에 인가되는 주기적인 외부 외란을 검출하여 피드포워드 방식으로 보상하는 외란 보상 방법을 수행하는 프로그램 코드가 기록된 저장매체를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일면에 따른 외란 보상 방법은 데이터 저장 장치의 서보 제어 시스템에서 생성되는 제1신호에 대한 인접 주기에서의 상관계수를 산출하는 단계, 이전 주기의 제1신호를 이용하여 다음 주기의 외란 값을 추정하는 단계, 상기 산출된 상관계수에 근거하여 주기적인 외부 충격이 발생되었는지를 판정하는 단계 및, 상기 주기적인 외부 충격이 발생된 것으로 판정되는 경우에, 상기 추정된 다음 주기의 외란 값을 상기 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 제1신호는 위치 에러신호를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 서보 제어 시스템은 디스크 드라이브에서의 헤드의 움직임을 제어하는 서보 제어 시스템을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 상관계수를 산출하는 단계는 리트라이 모드 또는 아이들 모드에서 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 상관계수를 산출하는 단계는 디스크 드라이브의 리트라이 모드에서 제1신호가 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 상관계수 COR(x,y)는
Figure pat00001
에 의하여 산출되고,
Figure pat00002
는 k(k는 1 이상의 정수)번째 주기 및 k+1번째 주기의 제1신호에 대한 공분산 값이고,
Figure pat00003
및
Figure pat00004
는 각각 k번째 주기 및 k+1번째 주기의 제1신호에 대한 분산 값이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 외란 값을 추정하는 단계는 상기 서보 제어 시스템에서의 입력 외란에서부터 제1신호까지의 역 전달함수에 이전 주기의 제1신호 값을 곱하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 외란 값을 추정하는 단계는 상기 서보 제어 시스템의 제어 대상이 되는 플랜트의 역 전달함수와 이전 주기의 제1신호 값을 곱한 결과에 상기 서보 제어 시스템의 제어신호를 감산하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 역 전달함수는 제로 위상 에러(zero phase error tracking) 특성을 갖는 전달함수를 구한 후에 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 추가적으로 사용하는 방식으로 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 주기적인 외부 충격이 발생되었는지를 판정하는 단계는 가장 최근에 산출된 상관계수, 연속된 인접 주기의 상관계수들의 평균값, 초기 설정된 구간 동안의 상관계수들의 누적값, 상관계수들의 최대값, 최소값 중의 적어도 하나의 값을 계산하고, 상기 계산된 값이 초기 설정된 임계값을 초과하는 경우에 주기적인 외부 충격이 발생된 것으로 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 피드포워드에 의한 외란 보상 전후의 서보 제어 시스템의 제어 성능에 관련된 평가를 수행하는 단계를 더 포함하고, 상기 평가 결과 피드포워드시키기 전에 비하여 피드포워드시킨 후의 서보 제어 시스템의 제어 성능이 개선되지 않는 경우에 상기 외란 값 추정을 재시도하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상의 다른 면에 따른 외란 보상 장치는 최종 제어신호에 상응하는 위치 에러신호를 생성시키는 플랜트, 입력되는 신호에 근거하여 상기 플랜트를 제어하기 위한 제어신호를 생성시키는 서보 컨트롤러, 외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하고, 인접 주기에서의 상기 위치 에러신호의 상관계수를 연산하고, 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 산출된 추정 외란 값을 출력시키는 피드포워드 입력 생성기 및, 상기 서보 컨트롤러로부터 생성된 제어신호로부터 상기 피드포워드 입력 생성부에서 출력되는 추정 외란 값을 감산하여 상기 플랜트에 인가하는 감산기를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 피드포워드 입력 생성기는 정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛, 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기, 상기 플랜트에 인가되는 입력 외란에서 상기 플랜트에서 생성되는 위치 에러신호까지의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱하여 추정 외란 값을 연산하는 제2연산기 및, 외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시 예에 따르면, 상기 피드포워드 입력 생성기는 정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛, 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기, 상기 플랜트의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱한 결과에 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 제어신호를 감산하여 추정 외란 값을 연산하는 제3연산기 및, 외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 제어신호와 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 추정 외란 값을 저역 필터링하는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 더 포함하고, 상기 역 전달함수는 제로 위상 에러(zero phase error tracking) 특성을 갖는 전달함수로 구현하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 플랜트는 디스크 드라이브에서의 헤드를 이동시키기 위한 액츄에이터 구동 장치를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기술적 사상의 또 다른 면에 따른 디스크 드라이브는 정보를 저장하는 디스크, 상기 디스크에 정보를 쓰거나 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드, 입력되는 신호에 따라서 디스크 상에서 헤드를 이동시키고, 헤드의 이동에 상응하는 위치 에러신호를 생성시키는 액츄에이터 구동 장치, 상기 위치 에러신호에 근거하여 상기 헤드의 움직임을 제어하기 위한 제어신호를 생성시키는 서보 컨트롤러, 외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하고, 인접 주기에서의 상기 위치 에러신호의 상관계수를 연산하여, 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 산출된 추정 외란 값을 출력시키는 피드포워드 입력 생성기 및, 상기 서보 컨트롤러로부터 생성된 제어신호로부터 상기 피드포워드 입력 생성부에서 출력되는 추정 외란 값을 감산하여 액츄에이터 구동 장치에 인가하는 감산기를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따르면, 상기 피드포워드 입력 생성기는 정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛, 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기, 상기 액츄에이터 구동 장치에서의 입력 외란에서 상기 액츄에이터 구동 장치에서 생성되는 위치 에러신호까지의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱하여 추정 외란 값을 연산하는 제2연산기 및, 외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시 예에 따르면, 상기 피드포워드 입력 생성기는 정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛, 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기, 상기 액츄에이터 구동 장치의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱한 결과에 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 제어신호를 감산하여 추정 외란 값을 연산하는 제2연산기 및, 외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 제어신호와 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수를 평가하여 주기적인 외부 충격에 의한 외란이 발생된 것으로 판정되는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 또 다른 면에 따른 저장매체는 위에 언급된 외란 보상 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 코드들이 기록되어 있다.
본 발명에 의하면 데이터 저장 장치에서 외부 충격에 의하여 주기적으로 발생될 외란을 미리 예측하여 피드포워드 방식으로 보상함으로써, 피드백 제어 방식으로는 보상하기 어려운 외란을 효과적으로 보상할 수 있게 된다. 즉, 피드백 제어 방식에서는 컨트롤러 대역폭의 제약으로 인하여 충격 발생 지점에서의 급격하게 변화되는 특성을 보상하기 어려운 단점이 있는데 비하여, 본 발명에서 제안하는 이전 주기의 서보 출력신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란 값을 생성시켜 피드포워드 처리하여 외란을 보상하는 방식은 급격하게 변화되는 특성도 정확하게 보상할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 데이터 저장 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 데이터 저장 장치의 소프트웨어 운영 체계도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 디스크 드라이브의 헤드 디스크 어셈블리의 평면도이다.
도 4는 도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 디스크 드라이브의 전기적인 구성도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 기록매체인 디스크의 일 트랙에 대한 섹터 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 서보 정보 영역의 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 서보 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시 예에 따른 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 서보 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 외란 보상 장치의 블록 구성도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시 예에 따른 외란 보상 장치의 블록 구성도이다.
도 11은 도 9에 도시된 피드포워드 입력 생성부(700A)의 세부 구성도이다.
도 12는 도 10에 도시된 피드포워드 입력 생성부(700B)의 세부 구성도이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 외란 보상 방법의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 실시 예에 따른 외란 보상 방법의 흐름도이다.
도 15는 도 7에서 제안한 피드포워드 입력 생성 방식을 적용한 외란 보상 방법의 흐름도이다.
도 16은 도 8에서 제안한 피드포워드 입력 생성 방식을 적용한 외란 보상 방법의 흐름도이다.
도 17은 실제 디스크 드라이브에서의 Gv 및 Gv-1(ZPET)에 대한 주파수 응답 선도를 보여준다.
도 18은 실제 디스크 드라이브에서의 Gv*Gv-1(ZPET)에 대한 주파수 응답 선도를 보여준다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 첨부 도면들에서, 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 데이터 저장 장치는 프로세서(110), ROM(120), RAM(130), 미디어 인터페이스(MEDIA I/F; 140), 미디어(MEDIA; 150), 호스트 인터페이스(HOST I/F; 160), 호스트 기기(HOST; 170), 외부 인터페이스(External I/F; 180) 및 버스(BUS; 190)를 구비한다.
프로세서(110)는 명령어를 해석하고, 해석된 결과에 따라 데이터 저장 장치의 구성 수단들을 제어하는 역할을 한다. 프로세서(110)는 코드 오브젝트 관리 유닛을 포함하고 있으며, 코드 오브젝트 관리 유닛을 이용하여 미디어(150)에 저장되어 있는 코드 오브젝트를 RAM(130)에 로딩시킨다. 프로세서(110)는 도 13 ~ 도 16의 흐름도에 따른 외란 보상 방법을 실행시키기 위한 코드 오브젝트들을 RAM(130)에 로딩시킨다.
그러면, 프로세서(110)는 RAM(130)에 로딩된 코드 오브젝트들을 이용하여 도 13 ~ 도 16의 흐름도에 따라 모터를 제어하는 태스크(task)를 실행하며, 외란 보상 방법을 실행하는 필요한 정보들을 미디어(150) 또는 ROM(120)에 저장한다. 외란 보상 방법을 실행하는데 필요한 정보의 예로는 외란 검출 및 주기적 외란 판정에 이용되는 각종 임계값 등이 있다.
프로세서(110)에 의하여 주기적 외란을 검출하여 보상하는 방법에 대해서는 아래의 도 13 ~ 도 16에 대한 설명에서 상세하게 다루어질 것이다.
ROM(Read Only Memory; 120)에는 데이터 저장 장치를 동작시키는데 필요한 프로그램 코드 및 데이터들이 저장되어 있다.
RAM(Random Access Memory; 130)에는 프로세서(110)의 제어에 따라 ROM(120) 또는 미디어(150)에 저장된 프로그램 코드 및 데이터들이 로딩된다.
미디어(150)는 데이터 저장 장치의 주 저장매체로서 디스크를 포함할 수 있다. 데이터 저장 장치는 디스크 드라이브를 포함할 수 있으며, 디스크 드라이브에서의 디스크 및 헤드가 포함된 헤드 디스크 어셈블리(100)의 세부 구성을 도 3에 도시하였다.
도 3을 참조하면, 헤드 디스크 어셈블리(100)는 스핀들 모터(14)에 의하여 회전되는 적어도 하나의 디스크(12)를 포함하고 있다. 디스크 드라이브는 디스크(12) 표면에 인접되게 위치한 헤드(16)를 또한 포함하고 있다.
헤드(16)는 각각의 디스크(12)의 자계를 감지하고 자화시킴으로써 회전하는 디스크(12)에서 정보를 읽거나 기록할 수 있다. 전형적으로 헤드(16)는 각 디스크(12) 표면에 결합되어 있다. 비록 단일의 헤드(16)로 도시되어 설명되어 있지만, 이는 디스크(12)를 자화시키기 위한 기록용 헤드와 디스크(12)의 자계를 감지하기 위한 분리된 읽기용 헤드로 이루어져 있다고 이해되어야 한다. 읽기용 헤드는 자기 저항(MR : Magneto-Resistive) 소자로부터 구성되어 진다. 헤드(16)는 자기 헤드(Magnetic Head) 또는 변환기(transducer)라 칭해지기도 한다.
헤드(16)는 슬라이더(20)에 통합되어 질 수 있다. 슬라이더(20)는 헤드(16)와 디스크(12) 표면사이에 공기 베어링(air bearing)을 생성시키는 구조로 되어 있다. 슬라이더(20)는 헤드 짐벌 어셈블리(22)에 결합되어 있다. 헤드 짐벌 어셈블리(22)는 보이스 코일(26)을 갖는 엑츄에이터 암(24)에 부착되어 있다. 보이스 코일(26)은 보이스 코일 모터(VCM : Voice Coil Motor 30)를 특정하도록 마그네틱 어셈블리(28)에 인접되게 위치하고 있다. 보이스 코일(26)에 공급되는 전류는 베어링 어셈블리(32)에 대하여 엑츄에이터 암(24)을 회전시키는 토오크를 발생시킨다. 엑츄에이터 암(24)의 회전은 디스크(12) 표면을 가로질러 헤드(16)를 이동시키게 된다.
다시 도 3을 참조하면, 정보는 전형적으로 디스크(12)의 환상 트랙 내에 저장된다. 각 트랙(34)은 일반적으로 복수의 섹터들을 포함하고 있다. 일 트랙에 대한 섹터 구성을 도 5에 도시하였다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 트랙은 서보 정보가 기록된 서보 정보 필드(S)들과 데이터가 저장되는 데이터 섹터(D)들로 구성되어 있다. 서보 정보 필드(S)들 사이에 복수 개의 데이터 섹터(D)들이 포함될 수 있다. 물론, 서보 정보 필드(S)들 사이에 단일의 데이터 섹터(D)가 포함되도록 설계할 수도 있다. 그리고, 서보 정보 필드(5A)에는 세부적으로 도 6과 같은 신호들이 기록되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 서보 정보 필드(5A)에는 프리앰블(Preamble; 101), 서보 동기 표시 신호(102), 그레이 코드(Gray Code; 103) 및 버스트 신호(Burst; 104)들이 기록된다.
프리앰블(101)은 서보 정보 독출 시에 클럭 동기를 제공하고, 또한 서보 섹터 앞의 갭(gap)을 두어 일정한 타이밍 마진을 제공한다. 그리고, 자동이득제어(AGC) 회로의 이득을 결정하는데 이용된다.
서보 동기 표시 신호(102)는 서보 어드레스 마크(Servo Address Mark; SAM) 및 서보 인덱스 마크(Servo Index Mark; SIM)로 구성된다. 서보 어드레스 마크는 섹터의 시작을 나타내는 신호이고, 서보 인덱스 마크는 트랙에서의 첫 번째 섹터의 시작을 나타내는 신호이다.
그레이 코드(103)는 트랙 정보를 제공하고, 버스트 신호는 헤드(16)가 트랙(34)의 중앙을 추종하도록 제어하는데 이용되는 신호이다. 버스트 신호(104)는 일예로서 A,B,C,D의 4개의 패턴으로 구성될 수 있으며, 4개의 버스트 패턴들을 조합하여 트랙 추종 제어 시에 사용되는 위치에러신호(PES)를 생성시킨다.
다시 도 3을 참조하면, 디스크(12)의 기록 가능한 영역에는 논리 블록 어드레스가 할당된다. 디스크 드라이브에서 논리 블록 어드레스는 실린더/헤드/섹터 정보로 변환되어 디스크(12)의 기록 영역이 지정된다. 디스크(12)는 사용자가 접근할 수 없는 메인터넌스 실린더(maintenance cylinder) 영역과 사용자가 접근할 수 있는 사용자 데이터 영역으로 구분된다. 메인터넌스 실린더 영역을 시스템 영역이라 칭하기도 한다. 메인터넌스 실린더 영역에는 디스크 드라이브 제어에 필요한 각종 정보들이 저장되어 있으며, 물론 외란 검출 및 보상 처리에 필요한 정보들도 저장되어 있다.
헤드(16)는 다른 트랙에 있는 정보를 읽거나 기록하기 위하여 디스크(12) 표면을 가로질러 이동된다. 디스크(12)에는 디스크 드라이브로 다양한 기능을 구현시키기 위한 복수개의 코드 오브젝트들이 저장될 수 있다. 일예로서, MP3 플레이어 기능을 수행하기 위한 코드 오브젝트, 네비게이션 기능을 수행하기 위한 코드 오브젝트, 다양한 비디오 게임을 수행하기 위한 코드 오브젝트 등이 디스크(12)에 저장될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 미디어 인터페이스(140)는 프로세서(110)가 미디어(150)를 액세스하여 정보를 라이트 또는 리드할 수 있도록 처리하는 구성 수단이다. 디스크 드라이브로 구현되는 데이터 저장 장치에서의 미디어 인터페이스(140)는 세부적으로 헤드 디스크 어셈블리(100)를 제어하는 서보 회로 및 데이터 리드/라이트를 위한 신호 처리를 수행하는 리드/라이트 채널 회로를 포함한다.
호스트 인터페이스(160)는 퍼스널 컴퓨터 등과 같은 호스트 기기(170)와의 데이터 송/수신 처리를 실행하는 수단으로서, 예를 들어 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 인터페이스, PATA(Parallel Advanced Technology Attachment) 인터페이스, USB(Universal Serial Bus) 인터페이스 등과 같은 다양한 규격의 인터페이스를 이용할 수 있다.
그리고, 외부 인터페이스(180)는 데이터 저장 장치에 설치된 입/출력 단자를 통하여 외부 장치와의 데이터 송/수신 처리를 실행하는 수단으로서, 예를 들어 AGP(Accelerated Graphics port) 인터페이스, USB 인터페이스, IEEE1394 인터페이스, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 인터페이스, LAN 인터페이스, 블루투스(Bluetooth) 인터페이스, HDMI(High Definition Multimedia Interface), PCI(Programmable Communication Interface), ISA(Industry Standard Architecture) 인터페이스, PCI-E(Peripheral Component Interconnect-Express) 인터페이스, 익스프레스 카드(Express Card) 인터페이스, SATA 인터페이스, PATA 인터페이스, 시리얼(serial) 인터페이스 등과 같은 다양한 규격의 인터페이스를 이용할 수 있다.
버스(190)는 데이터 저장 장치의 구성 수단들 간의 정보를 전달하는 역할을 한다.
다음으로, 데이터 저장 장치의 일예인 하드 디스크 드라이브의 소프트웨어 운영 체계에 대하여 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하드 디스크 드라이브(HDD)의 미디어(150)에는 복수의 코드 오브젝트(Code Object 1 ~ N)들이 저장되어 있다.
ROM(120)에는 부트 이미지(Boot Image) 및 압축된 RTOS 이미지(packed RTOS Image)가 저장되어 있다.
하드디스크 드라이브(HDD) 미디어(150)인 디스크에는 복수의 코드 오브젝트(CODE OBJECT 1~N)들이 저장되어 있다. 디스크에 저장된 코드 오브젝트들은 디스크 드라이브의 동작에 필요한 코드 오브젝트들뿐만 아니라, 디스크 드라이브로 확장할 수 있는 다양한 기능에 관련된 코드 오브젝트들도 포함될 수 있다. 특히, 본 발명의 기술적 사상인 외란 보상 방법의 실시 예들을 도시한 도 13 ~ 도 16의 흐름도를 실행시키기 위한 코드 오브젝트들도 디스크에 저장된다. 물론, 도 13 ~ 도 16의 흐름도를 실행시키기 위한 코드 오브젝트들을 HDD 미디어(150)인 디스크 대신에 ROM(120)에 저장할 수도 있다. 그리고, MP3 플레이어 기능, 네비게이션 기능, 비디오 게임 기능 등의 다양한 기능을 수행하는 코드 오브젝트들도 디스크에 저장될 수 있다.
RAM(130)에는 부팅 과정에서 ROM(120)으로부터 부트 이미지(Boot Image)를 읽어내어 압축 해제된 RTOS 이미지(Unpacked RTOS Image)가 로딩된다. 그리고, HDD 미디어(150)에 저장되어 있는 호스트 인터페이스 및 외부 인터페이스 수행에 필요한 코드 오브젝트들이 RAM(130)에 로딩된다. 물론, RAM(130)에는 데이터를 저장하기 위한 영역(DATA AREA)도 할당되어 있다.
채널(CHANNEL) 회로(200)에는 데이터 리드/라이트를 위한 신호 처리를 수행하는데 필요한 회로들이 내장되어 있으며, 서보(SERVO) 회로(210)에는 데이터 리드/라이트를 수행하기 위하여 헤드 디스크 어셈블리(100)를 제어하는데 필요한 회로들이 내장되어 있다.
RTOS(Real Time Operating System; 110A)는 실시간 운영 체계 프로그램으로서, 디스크를 이용한 다중 프로그램 운영 체계이다. 태스크(task)에 따라서 우선순위가 높은 전위(foreground)에서는 실시간 다중 처리를 하며, 우선순위가 낮은 후위(background)에서는 일괄 처리를 한다. 그리고, 디스크로부터의 코드 오브젝트의 로딩과 디스크로의 코드 오브젝트의 언로딩을 수행한다.
RTOS(Real Time Operating System; 110A)는 코드 오브젝트 관리 유닛(Code Object Management Unit; COMU, 110-1), 코드 오브젝트 로더(Code Object Loader; COL, 110-2), 메모리 핸들러(Memory Handler; MH, 110-3), 채널 제어 모듈(Channel Control Module; CCM, 110-4) 및 서보 제어 모듈(Servo Control Module; SCM, 110-5)들을 관리하여 요청된 명령에 따른 태스크를 실행한다. RTOS(110A)는 또한 어플리케이션(Application) 프로그램(220)들을 관리한다.
세부적으로, RTOS(110A)는 디스크 드라이브의 부팅 과정에서 디스크 드라이브 제어에 필요한 코드 오브젝트들을 RAM(130)에 로딩시킨다. 따라서, 부팅 과정을 실행하고 나면 RAM(130)에 로딩된 코드 오브젝트들을 이용하여 디스크 드라이브를 동작시킬 수 있게 된다.
COMU(110-1)은 코드 오브젝트들이 기록되어 있는 위치 정보를 저장하고, 가상 주소를 실제 주소로 변환시키며, 버스를 중재하는 처리를 수행한다. 또한, 실행되고 있는 태스크들의 우선순위에 대한 정보도 저장되어 있다. 그리고, 코드 오브젝트에 대한 태스크 수행에 필요한 태스크 제어 블록(Task Control Block; TCB) 정보 및 스택 정보도 관리한다.
COL(110-2)는 COMU(110-1)을 이용하여 HDD 미디어(150)에 저장되어 있는 코드 오브젝트들을 RAM(130)에 로딩시키거나, RAM(130)에 저장되어 있는 코드 오브젝트들을 HDD 미디어(150)로 언로딩시키는 처리를 수행한다. 이에 따라서, COL(110-2)는 HDD 미디어(150)에 저장되어 있는 도 13 ~ 도 16의 흐름도에 따른 외란 보상 방법을 실행시키기 위한 코드 오브젝트들을 RAM(130)에 로딩시킬 수 있다.
RTOS(110A)는 RAM(130)에 로딩된 코드 오브젝트들을 이용하여 아래에서 설명되어질 도 13 ~ 도 16의 흐름도에 따른 외란 보상 방법을 실행시킬 수 있게 된다.
MH(110-3)는 ROM(120) 및 RAM(130)에 데이터를 라이트하거나 리드하는 처리를 수행한다.
CCM(110-4)은 데이터 리드/라이트를 위한 신호 처리를 수행하는데 필요한 채널 제어를 수행하고, SCM(110-5)는 데이터 리드/라이트를 수행하기 위하여 헤드 디스크 어셈블리를 포함하는 서보 제어를 수행한다.
다음으로, 도 1에 도시된 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 데이터 저장 장치의 일예인 디스크 드라이브의 전기적인 구성을 도 4에 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상에 의한 일실시 예에 따른 디스크 드라이브는 프리 앰프(410), 리드/라이트 채널(420, R/W CHANNEL), 컨트롤러(430), 보이스 코일 모터 구동부(440, VCM 구동부), 스핀들 모터 구동부(450, SPM 구동부), ROM(120), RAM(130) 및, 호스트 인터페이스(160)를 구비한다.
컨트롤러(430)는 디지털 신호 프로세서(DSP: Digital Signal Processor), 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 프로세서 등이 될 수 있다. 컨트롤러(430)는 호스트 인터페이스 회로(160)를 통하여 호스트 기기로부터 수신되는 커맨드(command)에 따라서 디스크(12)로부터 정보를 읽거나 또는 디스크(12)에 정보를 기록하기 위하여 리드/라이트 채널(420)을 제어한다.
컨트롤러(430)는 보이스 코일 모터(30, VCM)를 구동시키기 위한 구동 전류를 공급하는 VCM(Voice Coil Motor) 구동부(440)에 결합되어 있다. 컨트롤러(430)는 헤드(16)의 움직임을 제어하기 위하여 VCM 구동부(440)로 제어신호를 공급한다.
컨트롤러(430)는 스핀들 모터(14, SPM)를 구동시키기 위한 구동 전류를 공급하는 SPM(Spindle Motor) 구동부(450)에 또한 결합되어 있다. 컨트롤러(430)는 전원이 공급되면, 스핀들 모터(14)를 목표 속도로 회전시키기 위하여 SPM 구동부(450)에 제어신호를 공급한다.
컨트롤러(430)는 ROM(120) 및 RAM(130)과 각각 결합되어 있다. ROM(120)에는 디스크 드라이브를 제어하는 펌웨어 및 제어 데이터들이 저장되어 있다. 도 13 ~ 도 16에 도시된 본 발명의 기술적 사상에 따른 외란 보상 방법을 실행시키기 위한 프로그램 코드 및 정보들을 저장된다. 물론, 도 13 ~ 도 16에 도시된 본 발명의 기술적 사상에 따른 외란 보상 방법을 실행시키기 위한 프로그램 코드 및 정보들을 ROM(120) 대신에 디스크(12)의 메인터넌스 실린더 영역에 저장할 수도 있다.
그리고, 컨트롤러(430)는 ROM(120) 또는 디스크(12)의 메인터넌스 실린더 영역에 저장된 프로그램 코드 및 정보들을 이용하여 도 13 ~ 도 16에 도시된 바와 같은 흐름도에 따라 주기적 외란을 검출하고, 검출된 주기적 외란을 보상하기 위한 신호 처리를 할 수 있게 된다.
다음으로, 디스크 드라이브의 일반적인 데이터 리드 동작 및 데이터 라이트 동작을 설명하기로 한다.
데이터 읽기(Read) 모드에서, 디스크 드라이브는 디스크(12)로부터 헤드(16)에 의하여 감지된 전기적인 신호를 프리 앰프(410)에서 증폭시킨다. 그리고 나서, 리드/라이트 채널(420)에서 신호의 크기에 따라 이득을 자동으로 가변시키는 자동 이득 제어 회로(도면에 미도시)에 의하여 프리 앰프(420)로부터 출력되는 신호를 증폭시키고, 이를 디지털 신호로 변환시킨 후에, 복호 처리하여 데이터를 검출한다. 검출된 데이터는 컨트롤러(430)에서 일예로서 에러 정정 코드인 리드 솔로몬 코드를 이용한 에러 정정 처리를 실행한 후에, 스트림 데이터로 변환하여 호스트 인터페이스 회로(160)를 통하여 호스트 기기로 전송한다.
다음으로 데이터 쓰기(Write) 모드에서, 디스크 드라이브는 호스트 인터페이스 회로(160)를 통하여 호스트 기기로부터 데이터를 입력받아, 컨트롤러(430)에서 리드 솔로몬 코드에 의한 에러 정정용 심볼을 부가하고, 리드/라이트 채널 회로(420)에 의하여 기록 채널에 적합하도록 부호화 처리한 후에 프리 앰프(410)에 의하여 증폭된 기록 전류로 헤드(16)를 통하여 디스크(12)에 기록시킨다.
다음으로, 본 발명의 기술적 사상에 의한 외란 보상 방법을 디스크 드라이브에서 실행시키는 실시 예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위하여 외란 보상 방법을 디스크 드라이브에서의 헤드의 움직임을 제어하는 서보 제어 시스템에 적용되는 예로 한정하여 설명하기로 한다. 물론, 본 발명에 따른 외란 보상 방법이 디스크 드라이브에서의 헤드의 움직임을 제어하는 서보 제어 시스템에 한정되지 않고, 디스크 드라이브 이외의 다른 제품에 사용되는 위치 제어에도 적용될 수 있음은 당연한 사실이다.
우선, 본 발명에서 제안하는 외란 검출 및 보상 원리를 설명하기로 한다.
디스크 드라이브에서 외부 충격이 가해지면 위치 에러신호가 초기의 급격하게 변동한 이후에 잔류 진동이 서서히 감소되는 형태를 보인다. 이러한 외부 충격이 디스크 회전 주기에 동기되어 지속적으로 가해지면 특정 섹터(sector)에서 위치 에러신호가 급격히 변동하는 특성이 디스크의 매 회전마다 동일하게 반복적으로 나타나게 된다. 본 발명에서는 이러한 주기적 외란을 검출하여 보상하기 위하여 위치 에러신호의 주기성을 이용하여 주기적 외란을 검출하고, 피드포워드(feedforward) 형태의 보상 방법을 제안한다.
본 발명에서의 외란 검출 모드는 리트라이 모드 또는 아이들 모드의 조건에서 수행되도록 설계할 수 있다. 또한, 리트라이 모드에서 위치 에러신호가 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수 있다. 구체적으로, 리트라이 모드가 P회 이상 수행되고, P회 이상의 리트라이 모드 수행 동안에 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수도 있다. 물론, 외란 검출 모드를 수행하기 위한 조건은 위에서 언급한 사례들 이외의 다른 조건으로 설정할 수도 있다. 여기에서, P와 N은 각각 1 이상의 정수로서 디스크 드라이브 설계 과정에서 결정되는 초기 설정 값들이다. 위치 에러신호가 비정상적으로 검출되는 조건은 구체적으로 위치 에러신호의 크기가 임계값(TH1)을 초과하는 경우를 의미한다.
외란 검출 모드의 수행 조건이 충족되면, R(R>1)회의 회전 주기 동안에 인접 회전 주기의 위치 에러신호에 대한 상관계수 COR(x,y)를 수학식 1과 같이 계산하여 주기성 외란 여부를 판정한다.
Figure pat00005
여기에서, σxx는 k번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산(variance)값이고, σyy는 k+1번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값이고, σxy는 k번째 주기의 위치 에러신호와 k+1번째 주기의 위치 에러신호에 공분산(covariance)값이다.
참고적으로, 공분산 σxy는 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure pat00006
여기에서, x(i)는 k번째 주기의 위치 에러신호 값이고, y(i)는 k+1번째 주기의 위치 에러신호 값이고, N은 1주기의 섹터 개수이다.
상관계수를 1회 계산하여 미리 설정한 임계값(M)을 초과하면 주기적인 외부 충격에 의한 외란으로 판정할 수 있다. 또한, 상관계수를 복수의 회전 주기에 대하여 각각 계산하고, 이들의 평균을 구한 후에, 평균값이 임계값(M) 이상이면 주기적인 외부 충격에 의한 외란으로 판정할 수도 있다. 추가적으로, 주기성의 판단을 위해 매 회전 주기에 대한 위치 에러신호의 최대값 발생 섹터를 비교하여 R회의 회전 주기 동안의 반복 여부를 판정하는 조건을 추가할 수도 있다.
이와 같은 판정 결과 주기적인 외부 충격에 의한 외란으로 판정된 경우에, 주기적인 외란을 보상하기 위한 피드포워드 입력을 생성시키는 원리에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 서보 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 서보 제어 시스템은 서보 컨트롤러(710), 플랜트(720), 외란 역 전달함수 툴(730) 및 합산기(740)를 구비한다.
여기에서, 합산기(740)는 외부 충격에 의하여 외란(w)이 플랜트(720)에 인가되는 것을 등가적으로 표시한 것이다.
서보 컨트롤러(710)는 디스크 드라이브에서 트랙 추종 제어를 수행하기 위하여 플랜트(720)의 서보 출력신호(y)와 이전 제어신호 u(k-1)로부터 위치, 속도 및 바이어스 값을 추정하고, 각각의 위치, 속도 및 바이어스 추정 값들을 조합 연산하여 다음 제어신호 u(k)를 산출한다. 트랙 추종 모드에서는 플랜트(720)에서 생성되는 위치 출력신호(y)는 위치 에러신호(PES)가 될 수 있다.
플랜트(720)는 서보 제어의 대상이 되는 장치로서 디스크 드라이브에서는 헤드를 이동시키기 위한 액츄에이터 구동 장치가 될 수 있다. 액츄에이터 구동 장치는 헤드가 탑재된 액츄에이터 및 액츄에이터를 구동시키는 보이스 코일 모터 구동 회로가 포함된다. 플랜트(720)는 서보 컨트롤러(710)의 트랙 추종 제어 수행 시에 제어신호가 입력될 때마다 디스크 상에서의 헤드의 위치에 상응하는 위치 에러신호(PES)를 생성시킨다.
외란 역 전달함수 툴(730)은 입력 외란(w)과 서보 출력신호(y) 사이의 모델링한 역 전달함수 Gv-1에 위치 에러신호(PES)를 곱하여 추정된 외란(
Figure pat00007
)을 생성시킨다. 여기에서, 전달함수 Gv는 플랜트(720)에서 입력 외란(w)에서 서보 출력신호(y)까지의 모델링된 전달함수로서 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00008
여기에서, C는 서보 컨트롤러(710)의 전달함수를 나타내고, P는 플랜트(720)의 전달함수를 나타낸다.
전달함수 Gv는 불안정한 제로(unstable zero)를 포함하고 있기 때문에 전달함수의 역(inversion)을 바로 구할 수 없다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 제로 위상 에러 트랙킹(ZPET; Zero Phase Error Tracking) 역 변환(inversion) 방법을 적용한다.
먼저 입력 외란(w)에서 플랜트(720)의 서보 출력신호(y)까지의 전달함수 Gv가 수학식 4와 같이 주어진다고 가정한다.
Figure pat00009
여기에서, B+(z-1)는 안정한 제로(stable zero), B-1(z-1)은 불안정한 제로(unstable zero)를 의미한다. 외란 추정을 위하여 수학식 5와 같은 필터를 적용한다.
Figure pat00010
그러면, 입력 외란(w)에서 추정 외란(
Figure pat00011
)까지의 전달함수는 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00012
이 때, 수학식 7과 같은 관계가 성립하므로 d-step의 시간 지연을 제외하면 추정 외란은 제로 위상 에러(zero phase error) 특성을 갖게 된다.
Figure pat00013
만약 입력 외란의 d-step 이후의 값을 미리 알고 있다면 수학식 8과 같이 시간 지연을 소거할 수 있다.
Figure pat00014
디스크 회전 주파수에 동기된 주기적인 외란 발생을 가정하였으므로, 이전 주기에서 구한 서보 출력신호(y)를 이용하면 추정 외란()은 수학식 9와 같이 구할 수 있다.
Figure pat00016
본 발명에서는 외란 검출 모드에서 디스크의 회전 주파수에 동기된 주기적인 외란 발생을 검출하므로 버퍼 메모리에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하면 피드포워드 입력 생성에 필요한 다음 스텝의 입력 궤적(trajectory)을 미리 알 수 있다. 이 때 버퍼 메모리의 효율적 사용을 위하여 1회전 주기만큼의 이전 주기 데이터를 이용하고, 1 회전 주기의 시작과 끝 지점을 벗어나는 위치의 데이터는 검출된 주기성에 근거하여 시작점과 끝점을 연속되는 시점으로 간주하여 계산한다.
도 17은 실제 디스크 드라이브에서 구한 Gv 및 Gv-1(ZPET)의 주파수 응답 선도이다. 도 17에서 궤적(1)은 Gv-1(ZPET)의 이득 특성을 나타내고, 궤적(2)는 Gv의 이득 특성을 나타내고, 궤적(3)은 Gv-1(ZPET)의 위상 특성을 나타내고, 궤적(4)는 Gv의 위상 특성을 나타낸다.
그리고, 도 18은 실제 디스크 드라이브에서의 Gv*Gv-1(ZPET)에 대한 주파수 응답 선도를 보여준다. 도 18에서 궤적(5)는 Gv*Gv-1(ZPET)에 대한 이득 특성을 나타내고, 궤적(6)은 Gv*Gv-1(ZPET)*LPF에 대한 이득 특성을 나타내고, 궤적(7)은 LPF에 대한 이득 특성을 나타내고, 궤적(8)은 Gv*Gv-1(ZPET)*LPF에 대한 위상 특성을 나타낸다.
ZPET 방법으로 구한 Gv-1는 Gv의 제로(zero)를 완벽하게 소거하지 못하기 때문에 두 함수의 곱은 도 18에 도시된 바와 같이 고주파 영역의 크기(magnitude)가 증폭된다. 이는 시스템의 안정도 측면에서 바람직하지 않으므로 추가적인 저역통과 필터를 사용한다. 이 때 사용되는 저역통과필터(LPF)는 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 적용하여 필터 추가에 따른 안정도 문제를 개선하고 위상 지연이 발생하지 않도록 한다. 이 때에 이전 1회전 주기만큼의 데이터를 이용하여 1회 주기의 시작 및 끝 지점을 벗어나는 위치의 데이터는 검출된 주기성에 근거하여 시작점과 끝점을 연속되는 시점으로 간주하여 계산한다. 이와 같은 FIR 저역통과필터 출력 Q(z)의 연산식은 수학식 10과 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00017
여기서,
Figure pat00018
은 필터계수이고, m은 단위 이득을 위한 스케일링 상수이다
다음으로, 도 8은 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 서보 제어 시스템의 블록 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 서보 제어 시스템은 서보 컨트롤러(710), 플랜트(720), 합산기(740), 플랜트 역 전달함수 툴(750) 및 감산기(760)를 구비한다.
서보 컨트롤러(710), 플랜트(720) 및 합산기(740)는 도 7에 이미 설명하였으므로 반복적인 설명은 피하기로 한다.
플랜트의 모델링 역 전달함수 P-1를 도 7에서 설명한 Gv-1와 같은 방식으로 구하고, 서보 출력신호(y)에 해당되는 위치 에러신호(PES) 및 제어신호(u)를 입력받아 입력 외란을 추정할 수 있게 된다.
즉, 플랜트 역 전달함수 툴(750)은 플랜트(720)에서 생성되는 위치 에러신호(PES)에 플랜트의 모델링 역 전달함수 P-1를 곱한 결과를 출력한다. 그리고, 감산기(760)는 위치 에러신호와 플랜트의 모델링 역 전달함수 P-1를 곱한 결과에 제어신호(u)를 감산하여 다음 주기의 추정 외란(
Figure pat00019
)을 산출한다.
도 8에 따른 피드포워드 입력을 생성 방식은 플랜트의 역 전달함수를 구하는 것이 간단해지고, 이에 따른 계산량이 감소하는 장점이 있으나, 제어신호(u)를 이용하기 때문에 버퍼 메모리의 크기가 커지는 단점이 있다.
그러면, 본 발명의 일실시 예에 따른 외란 보상 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 외란 보상 장치의 회로 블록 구성의 일예를 도 9에 도시하였다. 도 9에 도시된 외란 보상 장치는 도 1의 데이터 저장 장치의 프로세서(110) 또는 도 4의 컨트롤러(430)에 포함되도록 설계할 수 있으며, 또한 별도의 회로 구성으로 설계할 수도 있다.
본 발명의 일실시 예에서는 도 9에 도시된 외란 보상 장치를 프로세서(110) 또는 컨트롤러(430)에 포함되도록 설계하였다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 외란 보상 장치는 서보 컨트롤러(710), 플랜트(720), 피드포워드 입력 생성부(700A), 합산기(740) 및 감산기(770)를 구비한다.
여기에서, 합산기(740)는 외부로부터 충격에 의하여 외란(w)이 플랜트(720)에 인가되는 것을 등가적으로 표시한 것이다.
서보 컨트롤러(710)는 디스크 드라이브에서 트랙 추종 제어를 수행하기 위하여 플랜트(720)의 서보 출력신호(y)인 위치 에러신호(PES)와 이전 제어신호 u(k-1)로부터 위치, 속도 및 바이어스 값을 추정하고, 각각의 위치, 속도 및 바이어스 추정 값들을 조합 연산하여 다음 제어신호 u(k)를 산출한다.
플랜트(720)는 서보 제어의 대상이 되는 장치로서 디스크 드라이브에서는 헤드를 이동시키기 위한 액츄에이터 구동 장치가 될 수 있다. 액츄에이터 구동 장치는 헤드가 탑재된 액츄에이터 및 액츄에이터를 구동시키는 보이스 코일 모터 구동 회로가 포함된다. 플랜트(720)는 서보 컨트롤러(710)의 트랙 추종 제어 수행 시에 제어신호가 입력될 때마다 디스크 상에서의 헤드의 위치에 상응하는 위치 에러신호(PES)를 생성시킨다.
피드포워드 입력 생성부(700A)는 외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란(
Figure pat00020
) 값을 산출하고, 인접 주기에서의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하여, 연산된 상관계수를 평가하여 플랜트(720)에 주기적인 외부 충격이 인가되는 것으로 판정되는 경우에 산출된 추정 외란(
Figure pat00021
) 값을 감산기(770)로 출력시킨다. 피드포워드 입력 생성부(700A)의 세부적인 회로 구성의 일실시 예를 도 11에 도시하였다. 도 11을 참조하여 피드포워드 입력 생성부(700A)의 동작을 설명하기로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 피드포워드 입력 생성부(700A)는 버퍼 유닛(1101), 외란 보상 컨트롤러(1102), 위치 에러신호 판정기(1103), 제1,2,3연산기(1104, 1105, 1106), FIR 필터(1107) 및 버스(1108)를 구비한다.
버퍼 유닛(1101)은 적어도 1주기에 대한 위치 에러신호(PES)를 저장하기 위한 제1버퍼 메모리(1101-1)와 추정 외란 값을 저장하기 위한 제2버퍼 메모리(1101-2)를 포함한다. 여기에서, 1주기는 디스크의 1회전으로 정의할 수 있다. 즉, 제1버퍼 메모리(1101-1)에는 디스크 1 회전 동안에 생성되는 위치 에러신호(PES) 값들이 저장되고, 제2버퍼 메모리(1101-2)에는 디스크 1회전 동안에 연산된 추정 외란 값들이 저장된다.
외란 보상 컨트롤러(1102)는 외란 검출 모드에서 1 주기에 대한 위치 에러신호(PES)를 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장하도록 버퍼 유닛(1101)을 제어한다.
여기에서, 외란 검출 모드는 리트라이 모드 또는 아이들 모드의 조건에서 수행되도록 설계할 수 있다. 또한, 리트라이 모드에서 위치 에러신호가 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수 있다. 구체적으로, 리트라이 모드가 P회 이상 수행되고, P회 이상의 리트라이 모드 수행 동안에 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수도 있다. 물론, 외란 검출 모드를 수행하기 위한 조건은 위에서 언급한 사례들 이외의 다른 조건으로 설정할 수도 있다. 여기에서, P와 N은 각각 1 이상의 정수로서 디스크 드라이브 설계 과정에서 결정되는 초기 설정 값들이다.
일예로서, 리트라이 모드가 P회 이상 수행되고, P회 이상의 리트라이 모드 수행 동안에 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 디스크 드라이브가 설계되어 있는 경우에, 외란 보상 컨트롤러(1102)는 리드 또는 라이트 리트라이 모드에서 위치 에러신호를 모니터링하기 위한 제어신호를 위치 에러신호 판정기(1103)로 전달한다.
그러면, 위치 에러신호 판정기(1103)는 리드 또는 라이트 리트라이 모드에서 입력되는 위치 에러신호가 임계값(TH1)을 초과하는 회수를 카운팅한다.
외란 보상 컨트롤러(1102)는 P회 이상의 리트라이 모드가 수행되는 경우에, P회의 리트라이 모드를 수행하면서 위치 에러신호 판정기(1103)에서 카운팅된 값이 N회를 초과하면 리트라이 모드를 일시 정지하고 외란 검출 모드를 수행하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
외란 검출 모드에서 외란 보상 컨트롤러(1102)는 트랙 추종 제어를 실행하면서 k번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성되는 위치 에러신호 PES(k)를 버퍼 유닛(1101)의 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
그리고, 외란 검출 모드에서 제1연산기(1104)는 k번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σxx를 연산하고, k+1번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호 PES(k+1)에 대한 분산값 σyy를 연산하고, 이와 더불어 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장된 k번째 주기의 위치 에러신호와 입력되는 k+1번째 주기의 위치 에러신호에 대한 공분산(covariance) 값 σxy를 수학식 2와 같이 연산한다. 다음으로, 제1연산기(1104)는 상관계수 COR(x,y)를 수학식 1과 같이 연산한다.
외란 검출 모드에서 제1연산기(1104)에서의 상관계수 COR(x,y)를 구하기 위한 연산 처리와 함께 제2연산기(1105)는 디스크의 회전 주기에 동기된 주기적인 외란을 보상하기 위한 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 추정 외란 값을 연산한다. 구체적으로, 제2연산기(1105)는 도 7에서 설명한 바와 같은 입력 외란(w)과 서보 출력신호(y) 사이의 모델링한 역 전달함수 Gv-1에 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호(PES)를 곱하여 추정 외란(
Figure pat00022
)을 생성시킨다. 그러면, 외란 보상 컨트롤러(1102)는 제2연산기(1105)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00023
) 값들을 버퍼 유닛(1101)의 제2버퍼 메모리(1101-2)에 저장하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
외란 보상 컨트롤러(1102)는 제1연산기(1104)에서 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교하여 연산된 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 버퍼 유닛(1101)의 제2버퍼 메모리(1101-2)에 저장된 추정 외란(
Figure pat00024
) 값들을 읽어내어 FIR 저역 통과 필터(1107)에서 저역 통과 필터링 처리한 후에 서보 제어 시스템으로 출력시킨다.
이와 같은 피드포워드 입력 생성부(700A)의 동작에 의하여 FIR 저역 통과 필터(1107)에서 출력되는 피드포워드 입력인 추정 외란(
Figure pat00025
)이 생성된다.
그리고, 제3연산기(1106)는 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자를 각각 연산한다. 서보 성능 평가 인자는 일예로서, 위치 에러신호의 표준편차 또는 제곱 평균이 될 수 있다.
외란 보상 컨트롤러(1102)는 제3연산기(1106)에서 연산된 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자 값을 비교하여 서보 제어 시스템의 제어 성능이 개선되지 않은 피드포워드 입력을 중단하고, 다시 피드포워드 입력을 생성시키는 과정을 재시도하도록 디스크 드라이브를 제어하도록 설계할 수 있다.
또한, 외란 보상 컨트롤러(1102)는 외란 보상 후의 리트라이가 해제되지 않거나 또는 위치 에러신호의 크기가 증가되는 경우에 피드포워드 입력을 중단하고, 다시 피드포워드 입력을 생성시키는 과정을 재시도하도록 디스크 드라이브를 제어하도록 설계할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 도 11과 같은 피드포워드 입력 생성부(700A)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00026
)은 감산기(770)에 입력된다.
이에 따라서, 감산기(770)는 서보 컨트롤러(710)에서 생성되는 제어신호(u)로부터 피드포워드 입력 생성부(700A)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00027
)을 감산하고, 감산된 최종 제어신호를 플랜트(720)에 인가한다.
이와 같은 동작에 의하여 플랜트(720)에 인가되는 충격에 의하여 디스크의 회전 주기에 동기되어 나타나는 외란을 미리 예측하여 피드포워드 방식으로 보상할 수 있게 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외란 보상 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 외란 보상 장치의 회로 블록 구성의 다른 예를 도 10에 도시하였다. 도 10에 도시된 외란 보상 장치는 도 1의 데이터 저장 장치의 프로세서(110) 또는 도 4의 컨트롤러(430)에 포함되도록 설계할 수 있으며, 또한 별도의 회로 구성으로 설계할 수도 있다.
본 발명의 일실시 예에서는 도 10에 도시된 외란 보상 장치를 프로세서(110) 또는 컨트롤러(430)에 포함되도록 설계하였다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 외란 보상 장치는 서보 컨트롤러(710), 플랜트(720), 피드포워드 입력 생성부(700B), 합산기(740) 및 감산기(770)를 구비한다.
서보 컨트롤러(710), 플랜트(720), 합산기(740) 및 감산기(770)는 도 9에 도시된 구성 요소와 동일하므로 중복적인 설명을 피하기로 한다. 도 9와 상이한 구성 요소인 피드포워드 입력 생성부(700B)에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
피드포워드 입력 생성부(700B)는 외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호(PES) 및 제어신호(u)를 이용하여 다음 주기의 추정 외란(
Figure pat00028
) 값을 산출하고, 인접 주기에서의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하여, 연산된 상관계수를 평가하여 플랜트(720)에 주기적인 외부 충격이 인가되는 것으로 판정되는 경우에 산출된 추정 외란(
Figure pat00029
) 값을 감산기(770)로 출력시킨다. 피드포워드 입력 생성부(700B)의 세부적인 회로 구성의 일실시 예를 도 12에 도시하였다. 도 12를 참조하여 피드포워드 입력 생성부(700B)의 동작을 설명하기로 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 피드포워드 입력 생성부(700B)는 버퍼 유닛(1201), 외란 보상 컨트롤러(1202), 위치 에러신호 판정기(1203), 제1,2,3연산기(1204, 1205, 1206), FIR 필터(1207) 및 버스(1208)를 구비한다.
버퍼 유닛(1201)은 적어도 1주기에 대한 위치 에러신호(PES)를 저장하기 위한 제1버퍼 메모리(1201-1), 적어도 1주기에 대한 제어신호(u)를 저장하기 위한 제2버퍼 메모리(1201-2) 및 적어도 1주기에 대한 추정 외란 값을 저장하기 위한 제3버퍼 메모리(1201-3)를 포함한다. 여기에서, 1주기는 디스크의 1회전으로 정의할 수 있다. 즉, 제1버퍼 메모리(1201-1)에는 디스크 1 회전 동안에 생성되는 위치 에러신호(PES) 값들이 저장되고, 제2버퍼 메모리(1201-2)에는 디스크 1회전 동안에 생성되는 제어신호(u) 값들이 저장되고, 제3버퍼 메모리(1201-3)에는 디스크 1회전 동안에 연산된 추정 외란(
Figure pat00030
) 값들이 저장된다.
외란 보상 컨트롤러(1202)는 외란 검출 모드에서 1 주기에 대한 위치 에러신호(PES) 및 제어신호(u)를 각각 제1버퍼 메모리(1201-1) 및 제2버퍼 메모리(1201-2)에 저장하도록 버퍼 유닛(1201)을 제어한다.
일예로서, 리트라이 모드가 P회 이상 수행되고, P회 이상의 리트라이 모드 수행 동안에 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 디스크 드라이브가 설계되어 있는 경우에, 외란 보상 컨트롤러(1202)는 리드 또는 라이트 리트라이 모드에서 위치 에러신호를 모니터링하기 위한 제어신호를 위치 에러신호 판정기(1203)로 전달한다.
그러면, 위치 에러신호 판정기(1203)는 리드 또는 라이트 리트라이 모드에서 입력되는 위치 에러신호(PES)가 임계값(TH1)을 초과하는 회수를 카운팅한다.
외란 보상 컨트롤러(1202)는 P회 이상의 리트라이 모드가 수행되는 경우에, P회의 리트라이 모드를 수행하면서 위치 에러신호 판정기(1203)에서 카운팅된 값이 N회를 초과하면 리트라이 모드를 일시 정지하고 외란 검출 모드를 수행하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
외란 검출 모드에서 외란 보상 컨트롤러(1202)는 트랙 추종 제어를 실행하면서 k번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성되는 위치 에러신호 PES(k) 및 제어신호u(k)를 각각 버퍼 유닛(1201)의 제1버퍼 메모리(1201-1) 및 제2버퍼 메모리(1201-2)에 저장하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
그리고, 외란 검출 모드에서 제1연산기(1204)는 k번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σxx를 연산하고, k+1번째 주기의 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σyy를 연산하고, 이와 더불어 제1버퍼 메모리(1201-1)에 저장된 k번째 주기의 위치 에러신호와 입력되는 k+1번째 주기의 위치 에러신호에 대한 공분산(covariance) 값 σxy를 수학식 2와 같이 연산한다. 다음으로, 제1연산기(1204)는 상관계수 COR(x,y)를 수학식 1과 같이 연산한다.
외란 검출 모드에서 제1연산기(1204)에서의 상관계수 COR(x,y)를 구하기 위한 연산 처리와 함께 제2연산기(1205)는 디스크의 회전 주기에 동기된 주기적인 외란을 보상하기 위한 피드포워드 입력을 생성시키기 위한 추정 외란 값을 연산한다. 구체적으로, 제2연산기(1205)는 도 8에서 설명한 바와 같은 플랜트의 역 전달함수 P-1에 제1버퍼 메모리(1201-1)에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호(PES)를 곱한 후에, 곱한 결과에서 제2버퍼 메모리(1201-2)에 저장된 이전 주기의 제어신호(u)를 감산하여 추정 외란(
Figure pat00031
)을 생성시킨다. 그러면, 외란 보상 컨트롤러(1102)는 제2연산기(1205)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00032
) 값들을 버퍼 유닛(1201)의 제3버퍼 메모리(1201-3)에 저장하도록 디스크 드라이브를 제어한다.
외란 보상 컨트롤러(1202)는 제1연산기(1204)에서 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교하여 연산된 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 버퍼 유닛(1201)의 제3버퍼 메모리(1201-3)에 저장된 추정 외란(
Figure pat00033
) 값들을 읽어내어 FIR 저역 통과 필터(1207)에서 저역 통과 필터링 처리한 후에 서보 제어 시스템으로 출력시킨다.
이와 같은 피드포워드 입력 생성부(700B)의 동작에 의하여 FIR 저역 통과 필터(1207)에서 출력되는 피드포워드 입력인 추정 외란(
Figure pat00034
)이 생성된다.
그리고, 제3연산기(1206)는 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자를 각각 연산한다. 서보 성능 평가 인자는 일예로서, 위치 에러신호의 표준편차 또는 제곱 평균이 될 수 있다.
외란 보상 컨트롤러(1202)는 제3연산기(1206)에서 연산된 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자 값을 비교하여 서보 제어 시스템의 제어 성능이 개선되지 않은 피드포워드 입력을 중단하고, 다시 피드포워드 입력을 생성시키는 과정을 재시도하도록 디스크 드라이브를 제어하도록 설계할 수 있다.
또한, 외란 보상 컨트롤러(1202)는 외란 보상 후의 재시도가 해제되지 않거나 또는 위치 에러신호가 증가되는 경우에 피드포워드 입력을 중단하고, 다시 피드포워드 입력을 생성시키는 과정을 재시도하도록 디스크 드라이브를 제어하도록 설계할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 도 12와 같은 피드포워드 입력 생성부(700B)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00035
)은 감산기(770)에 입력된다.
이에 따라서, 감산기(770)는 서보 컨트롤러(710)에서 생성되는 제어신호(u)로부터 피드포워드 입력 생성부(700A)에서 생성되는 추정 외란(
Figure pat00036
)을 감산하고, 감산된 최종 제어신호를 플랜트(720)에 인가한다.
이와 같은 동작에 의하여 플랜트(720)에 인가되는 충격에 의하여 디스크의 회전 주기에 동기되어 나타나는 외란을 미리 예측하여 피드포워드 방식으로 보상할 수 있게 된다.
다음으로, 도 1의 데이터 저장 장치의 프로세서(110) 또는 도 4의 디스크 드라이브의 컨트롤러(430)의 제어에 의하여 실행되는 본 발명의 기술적 사상에 의한 외란 보상 방법에 대하여 도 13 ~ 도 16의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다. 아래에서는 설명의 편의를 위하여 컨트롤러(430)의 제어에 의하여 실행되는 것으로 한정하여 설명하기로 한다. 물론, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
우선, 도 13을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 외란 보상 방법의 일실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
컨트롤러(430)는 디스크 드라이브가 외란 검출 모드 실행 조건을 충족시키는지를 판단한다(S1301). 일예로서, 외란 검출 모드는 외란 검출 모드는 리트라이 모드 또는 아이들 모드의 조건에서 수행되도록 설계할 수 있다. 또한, 리트라이 모드에서 위치 에러신호가 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수 있다.
단계1301(S1301)의 판단 결과 외란 검출 모드 실행 조건을 충족시키는 경우에, 컨트롤러(430)는 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에서 생성되는 서보 출력신호에 대한 인접 주기에서의 상관계수 COR(x,y) 및 이전 주기의 서보 출력신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란(
Figure pat00037
) 값을 연산한다(S1302). 여기에서, 서보 제어 시스템은 디스크 드라이브에서의 헤드의 움직임을 제어하는 서보 제어 시스템을 포함하고, 서보 출력신호는 위치 에러신호가 포함될 수 있다. 그리고, 1주기는 디스크의 1회전 주기로 결정할 수 있다.
인접 회전 주기의 위치 에러신호에 대한 상관계수 COR(x,y)는 위에서 설명한 수학식 1을 이용하여 연산할 수 있다. 그리고, 추정 외란 값은 도 7에서 설명한 바와 같이, 입력 외란에서부터 서보 출력신호까지의 역 전달함수와 이전 주기의 위치 에러신호 값을 곱하는 방식으로 연산할 수 있다. 다른 방법으로 추정 외란 값은 도 8에서 설명한 바와 같이, 서보 제어 시스템의 제어 대상이 되는 플랜트의 역 전달함수와 이전 주기의 위치 에러신호 값을 곱한 결과에 서보 제어 시스템의 제어신호를 감산하는 방식으로 연산할 수 있다.
단계1302(S1302)에서 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교한다(S1303). 임계값 M은 0과 1사이의 값으로 설정되며, M의 값을 1에 가깝게 설정할수록 높은 상관도를 판단하게 된다. 따라서, 임계값 M은 0.5와 1 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
단계1303의 판단 결과 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 상관성이 높은 주기적인 외란으로 판단하여 단계1302(S1302)에서 연산된 추정 외란(
Figure pat00038
) 값을 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상한다(S1304).
다음으로, 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자를 연산한다(S1305). 서보 성능 평가 인자는 일예로서, 위치 에러신호의 표준편차 또는 제곱 평균이 될 수 있다.
단계1305(S1305)에서 연산된 외란 보상 전후의 서보 성능 평가 인자를 이용하여 피드포워드시키기 전에 비하여 피드포워드시킨 후의 서보 제어 시스템의 제어 성능이 개선되는지를 판단한다(S1306). 즉, 피드포워드시키기 전에 비하여 피드포워드시킨 후의 위치 에러신호의 표준편차 또는 제곱 평균값이 증가되는 경우에 성능이 개선되지 않은 것으로 판정할 수 있다.
단계1306(S1306)의 판단 결과 피드포워드시키기 전에 비하여 피드포워드시킨 후의 서보 제어 시스템의 제어 성능이 개선되지 않은 경우에 피드포워드를 중단하고 단계1302(S1302)로 돌아가서 상관계수 및 추정 외란 값에 대한 연산하는 단계를 다시 실행한다.
다음으로, 도 14를 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 외란 보상 방법의 다른 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 14는 리트라이 모드가 P회 이상 수행되고, P회 이상의 리트라이 모드 수행 동안에 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계한 실시 예이다.
컨트롤러(430)는 디스크 드라이브가 리드 또는 라이트 오류가 발생되어 연속적으로 실행된 리트라이 모드 회수가 P회 이상인지를 판단한다(S1401).
단계1401(S1401)의 판단 결과 리트라이 모드 수행 회수가 P회 이상인 경우에, P회 이상의 리트라이 모드를 수행하는 동안에 위치 에러신호를 모니터링하여 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출되는지를 판단한다(S1402). 즉, P회 이상의 리트라이 모드를 수행하는 동안에 위치 에러신호의 크기가 임계값(TH1)을 초과하는 회수를 카운팅하고, 카운팅된 회수가 N회 이상인지를 판단한다.
단계1402(S1402)의 판단 결과 위치 에러신호가 N회 이상 비정상적으로 검출된 경우에, 컨트롤러(430)는 디스크 드라이브의 서보 제어 시스템에서 생성되는 서보 출력신호에 대한 인접 주기에서의 상관계수 COR(x,y) 및 이전 주기의 서보 출력신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란(
Figure pat00039
) 값을 연산한다(S1403). 여기에서, 서보 제어 시스템은 디스크 드라이브에서의 헤드의 움직임을 제어하는 서보 제어 시스템을 포함하고, 서보 출력신호는 위치 에러신호가 포함될 수 있다. 그리고, 1주기는 디스크의 1회전 주기로 결정할 수 있다.
인접 회전 주기의 위치 에러신호에 대한 상관계수 COR(x,y)는 위에서 설명한 수학식 1을 이용하여 연산할 수 있다. 그리고, 추정 외란 값은 도 7에서 설명한 바와 같이, 입력 외란에서부터 서보 출력신호까지의 역 전달함수와 이전 주기의 위치 에러신호 값을 곱하는 방식으로 연산할 수 있다. 다른 방법으로 추정 외란 값은 도 8에서 설명한 바와 같이, 서보 제어 시스템의 제어 대상이 되는 플랜트의 역 전달함수와 이전 주기의 위치 에러신호 값을 곱한 결과에 서보 제어 시스템의 제어신호를 감산하는 방식으로 연산할 수 있다.
단계1403(S1403)에서 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교한다(S1404). 임계값 M을 설정하는 방법은 도 13에서 설명하였으므로 중복적인 설명은 피하기로 한다.
단계1404의 판단 결과 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 상관성이 높은 주기적인 외란으로 판단하여 단계1403(S1403)에서 연산된 추정 외란(
Figure pat00040
) 값을 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상한다(S1405).
다음으로, 도 7에서 제안한 피드포워드 입력 생성 방식을 적용한 본 발명의 일실시 예에 따른 외란 보상 방법을 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 디스크 드라이브가 외란 검출 모드로 천이되는지를 판단한다(S1501). 외란 검출 모드는 외란 검출 모드는 리트라이 모드 또는 아이들 모드의 조건에서 수행되도록 설계할 수 있다. 또한, 리트라이 모드에서 위치 에러신호가 비정상적으로 검출되는 조건을 충족시키는 경우에 외란 검출 모드를 수행하도록 설계할 수 있다.
단계1501(S1501)의 판단 결과 외란 검출 모드로 천이된 후에, 트랙 추종 제어를 수행하는 현재의 트랙에서 디스크의 첫 번째 회전을 수행하고 있는지 판단한다(S1502).
단계1502(S1502)의 판단 결과 첫 번째 회전을 수행하고 있는 경우에는, 디스크의 첫 번째 회전 동안에 서보 제어 시스템에서 생성되는 위치 에러신호를 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장하고, 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σxx를 연산한다(S1503).
다음으로, 외란 검출 모드로 천이된 후에 디스크의 두 번째 회전을 수행하고 있는지 판단한다(S1504).
단계1504(S1504)의 판단 결과 두 번째 회전을 수행하고 있는 경우에는, 디스크의 두 번째 회전 동안에 도 7에서 설명한 바와 같은 입력 외란(w)과 서보 출력신호(y) 사이의 모델링한 역 전달함수 Gv-1에 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호(PES)를 곱하여 추정 외란(
Figure pat00041
)을 계산하여 제2버퍼 메모리(1101-2)에 저장하고, 두 번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σyy를 연산하고, 이와 더불어 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장된 1번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호와 2번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 공분산(covariance) 값 σxy를 수학식 2와 같이 연산한다(S1505).
다음으로, 상관계수 COR(x,y)를 수학식 1과 같이 연산한다(S1506).
다음으로, 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교한다(S1507).
단계1507의 판단 결과 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 상관성이 높은 주기적인 외란으로 판단하여 제2버퍼 메모리(1101-2)에 저장된 추정 외란(
Figure pat00042
)을 읽어내어 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상한다(S1508).
다음으로, 도 8에서 제안한 피드포워드 입력 생성 방식을 적용한 본 발명의 일실시 예에 따른 외란 보상 방법을 도 16을 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 디스크 드라이브가 외란 검출 모드로 천이되는지를 판단한다(S1601).
단계1601(S1601)의 판단 결과 외란 검출 모드로 천이된 후에, 트랙 추종 제어를 수행하는 현재의 트랙에서 디스크의 첫 번째 회전을 수행하고 있는지 판단한다(S1602).
단계1602(S1602)의 판단 결과 첫 번째 회전을 수행하고 있는 경우에는, 디스크의 첫 번째 회전 동안에 서보 제어 시스템에서 생성되는 위치 에러신호 및 제어신호를 각각 제1버퍼 메모리(1201-1) 및 제2버퍼 메모리(1201-2)에 저장하고, 디스크 1회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σxx를 연산한다(S1603).
다음으로, 외란 검출 모드로 천이된 후에 디스크의 두 번째 회전을 수행하고 있는지 판단한다(S1604).
단계1604(S1604)의 판단 결과 첫 번째 회전을 수행하고 있는 경우에는, 디스크의 두 번째 회전 동안에 도 8에서 설명한 바와 같은 플랜트의 역 전달함수 P-1에 제1버퍼 메모리(1201-1)에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호(PES)를 곱한 후에, 곱한 결과에서 제2버퍼 메모리(1201-2)에 저장된 이전 주기의 제어신호(u)를 감산하여 추정 외란(
Figure pat00043
)을 계산하고, 계산된 추정 외란(
Figure pat00044
)을 제3버퍼 메모리(1201-3)에 저장하고, 두 번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 분산값 σyy를 연산하고, 이와 더불어 제1버퍼 메모리(1101-1)에 저장된 1번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호와 2번째 회전 동안에 생성된 위치 에러신호에 대한 공분산(covariance) 값 σxy를 수학식 2와 같이 연산한다(S1605).
다음으로, 상관계수 COR(x,y)를 수학식 1과 같이 연산한다(S1606).
다음으로, 연산된 상관계수 COR(x,y)를 임계값 M과 비교한다(S1607).
단계1607의 판단 결과 상관계수 COR(x,y)가 임계값 M보다 큰 경우에 상관성이 높은 주기적인 외란으로 판단하여 제3버퍼 메모리(1201-3)에 저장된 추정 외란(
Figure pat00045
)을 읽어내어 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상한다(S1608).
이와 같은 동작에 의하여 디스크 회전에 동기되어 디스크 드라이브에서 주기적으로 발생되는 외란을 피드포워드 방식으로 보상할 수 있게 된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
110; 프로세서, 120; ROM, 130; RAM, 140; 미디어 인터페이스, 150; 미디어, 160; 호스트 인터페이스, 170; 호스트 기기, 180; 외부 인터페이스, 190; 버스, 410; 프리 앰프, 420; 리드/라이트 채널, 430; 컨트롤러, 440; 보이스 코일 모터 구동부, 450; 스핀들 모터 구동부, 710; 서보 컨트롤러, 720; 플랜트, 730; 외란 역 전달함수 툴, 740; 합산기, 750; 플랜트 역 전달함수 툴, 760, 770; 감산기, 770A, 770B; 피드포워드 입력 생성부, 1101, 1201; 버퍼 유닛, 1102, 1202; 외란 보상 컨트롤러, 1103, 1203; 위치 에러신호 판정기, 1104, 1204; 제1연산기, 1105, 1205; 제2연산기, 1106, 1206; 제3연산기, 1107, 1207; FIR 필터

Claims (10)

  1. 데이터 저장 장치의 서보 제어 시스템에서 생성되는 제1신호에 대한 인접 주기에서의 상관계수를 산출하는 단계;
    이전 주기의 제1신호를 이용하여 다음 주기의 외란 값을 추정하는 단계;
    상기 산출된 상관계수에 근거하여 주기적인 외부 충격이 발생되었는지를 판정하는 단계; 및
    상기 주기적인 외부 충격이 발생된 것으로 판정되는 경우에, 상기 추정된 다음 주기의 외란 값을 상기 서보 제어 시스템에 피드포워드시켜 다음 주기에 발생될 외란을 보상하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 외란 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1신호는 위치 에러신호를 포함함을 특징으로 하는 외란 보상 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외란 값을 추정하는 단계는 상기 서보 제어 시스템에서의 입력 외란에서부터 제1신호까지의 역 전달함수에 이전 주기의 제1신호 값을 곱하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출함을 특징으로 하는 외란 보상 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외란 값을 추정하는 단계는 상기 서보 제어 시스템의 제어 대상이 되는 플랜트의 역 전달함수와 이전 주기의 제1신호 값을 곱한 결과에 상기 서보 제어 시스템의 제어신호를 감산하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출함을 특징으로 하는 외란 보상 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 역 전달함수는 제로 위상 에러(zero phase error tracking) 특성을 갖는 전달함수를 구한 후에 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 추가적으로 사용하는 방식으로 산출함을 특징으로 하는 외란 보상 방법.
  6. 최종 제어신호에 상응하는 위치 에러신호를 생성시키는 플랜트;
    입력되는 신호에 근거하여 상기 플랜트를 제어하기 위한 제어신호를 생성시키는 서보 컨트롤러;
    외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하고, 인접 주기에서의 상기 위치 에러신호의 상관계수를 연산하고, 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 산출된 추정 외란 값을 출력시키는 피드포워드 입력 생성기; 및
    상기 서보 컨트롤러로부터 생성된 제어신호로부터 상기 피드포워드 입력 생성부에서 출력되는 추정 외란 값을 감산하여 상기 플랜트에 인가하는 감산기를 포함함을 특징으로 하는 외란 보상 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피드포워드 입력 생성기는
    정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛;
    상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기;
    상기 플랜트에 인가되는 입력 외란에서 상기 플랜트에서 생성되는 위치 에러신호까지의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱하여 추정 외란 값을 연산하는 제2연산기; 및
    외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 외란 보상 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 피드포워드 입력 생성기는
    정보를 일시적으로 저장하는 버퍼 유닛;
    상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호와 입력되는 현재 주기의 위치 에러신호의 상관계수를 연산하는 제1연산기;
    상기 플랜트의 역 전달함수와 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 위치 에러신호를 곱한 결과에 상기 버퍼 유닛에 저장된 이전 주기의 제어신호를 감산하여 추정 외란 값을 연산하는 제3연산기; 및
    외란 검출 모드에서 적어도 1 주기에 대한 위치 에러신호 및 제어신호와 상기 연산된 추정 외란 값을 상기 버퍼 유닛에 저장하고, 상기 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 버퍼 유닛에 저장된 추정 외란 값을 상기 감산기로 출력시키는 외란 보상 컨트롤러를 포함함을 특징으로 하는 외란 보상 장치.
  9. 정보를 저장하는 디스크;
    상기 디스크에 정보를 쓰거나 상기 디스크로부터 정보를 읽어내는 헤드;
    입력되는 신호에 따라서 디스크 상에서 헤드를 이동시키고, 헤드의 이동에 상응하는 위치 에러신호를 생성시키는 액츄에이터 구동 장치;
    상기 위치 에러신호에 근거하여 상기 헤드의 움직임을 제어하기 위한 제어신호를 생성시키는 서보 컨트롤러;
    외란 검출 모드에서 이전 주기의 위치 에러신호를 이용하여 다음 주기의 추정 외란 값을 산출하고, 인접 주기에서의 상기 위치 에러신호의 상관계수를 연산하여, 연산된 상관계수가 임계값을 초과하는 경우에 상기 산출된 추정 외란 값을 출력시키는 피드포워드 입력 생성기; 및
    상기 서보 컨트롤러로부터 생성된 제어신호로부터 상기 피드포워드 입력 생성부에서 출력되는 추정 외란 값을 감산하여 액츄에이터 구동 장치에 인가하는 감산기를 포함함을 특징으로 하는 디스크 드라이브.
  10. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170119123A (ko) 2016-04-18 2017-10-26 명지대학교 산학협력단 슬라이딩 모드 외란 관측기와 제어기를 이용한 외란 분리 보상 제어 시스템 및 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8896955B1 (en) 2010-08-31 2014-11-25 Western Digital Technologies, Inc. Adaptive track follow control
US8737013B2 (en) * 2011-11-16 2014-05-27 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive selecting disturbance signal for feed-forward compensation
US8634158B1 (en) 2011-11-16 2014-01-21 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive generating feed-forward actuator compensation based on a speaker driver signal
US9318147B1 (en) * 2013-10-10 2016-04-19 Seagate Technology Llc Read read-only fields while writing
CN112462694B (zh) * 2020-12-03 2022-02-08 上海维宏电子科技股份有限公司 基于总线伺服控制系统实现速度前馈补偿处理的方法、系统、装置、处理器及存储介质

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5550685A (en) * 1993-10-22 1996-08-27 Syquest Technology, Inc. Applying an adaptive feed-forward algorithm as a frequency selective filter in a closed loop disk drive servo system in order to compensate for periodic perturbations which otherwise appear in the servo system position error signal
DE19640870A1 (de) * 1996-10-04 1998-04-09 Thomson Brandt Gmbh Aufzeichnungs- oder Wiedergabegerät für optische Informationsträger mit einem Servo-Regelkreis und Verfahren zur Fehlersignalbehandlung in einem solchen
US6141175A (en) * 1997-10-08 2000-10-31 Western Digital Corporation Repeatable runout cancellation in sectored servo disk drive positioning system
JPH11203805A (ja) * 1998-01-09 1999-07-30 Sony Corp ヘツド位置決め制御装置及びその方法
FR2799852B1 (fr) * 1999-09-30 2002-01-11 St Microelectronics Sa Procede et dispositif d'extraction de donnees binaires vehiculees par un signal incident, en particulier un signal issu d'un disque numerique
JP2001249702A (ja) * 1999-12-27 2001-09-14 Hitachi Ltd 位置決め制御方法
KR100677097B1 (ko) * 2000-08-26 2007-02-05 삼성전자주식회사 광 기록/재생 장치에서 학습 제어를 이용한 외란 보상장치 및 방법과, 그를 이용한 광 기록 매체 드라이브 서보시스템
JP4189119B2 (ja) * 2000-09-21 2008-12-03 株式会社東芝 ヘッド位置決め制御システム及び同システムを備えた磁気ディスク装置
US6768607B2 (en) * 2001-08-22 2004-07-27 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Adaptive dual-frequency notch filter
SG120083A1 (en) * 2001-11-28 2006-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Disk storage apparatus and disk storage apparatus control method
CN1295704C (zh) * 2002-06-26 2007-01-17 松下电器产业株式会社 头定位控制方法和使用该方法的盘装置
KR100475121B1 (ko) * 2002-12-16 2005-03-10 삼성전자주식회사 디스크 드라이브의 안착 서보 제어 방법 및 장치 그리고이에 적합한 ｖｃｍ 액튜에이터의 가속도 상수 추정 방법및 이에 적합한 장치들
US20040246833A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-09 Ehrlich Richard M. Disk drive system model for determining a threshold to perform disturbance rejection
US7265933B1 (en) * 2005-06-14 2007-09-04 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive computing repeatable run out while actuator arm is pressed against crash stop
JP4150032B2 (ja) * 2005-06-27 2008-09-17 富士通株式会社 ヘッド位置制御方法、ヘッド位置制御装置およびディスク装置
KR100712514B1 (ko) * 2005-06-29 2007-05-02 삼성전자주식회사 하드디스크 드라이브의 ｒｒｏ 산출 방법, 이를 이용한ｒｒｏ 보상값 산출 방법, 그리고 이에 적합한 기록매체들
US8179753B2 (en) * 2006-05-17 2012-05-15 Nec Corporation Positioning control unit and optical disk drive
US7450336B1 (en) * 2006-10-31 2008-11-11 Western Digital Technologies, Inc. Method for improved repeatable run out learning in a disk drive
US7633704B2 (en) * 2008-04-28 2009-12-15 Seagate Technology Llc Regulating tuning rate of adaptive filter coefficients for feed-forward disturbance rejection in a servo control loop
US20100118425A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-13 Menachem Rafaelof Disturbance rejection in a servo control loop using pressure-based disc mode sensor
US7675707B1 (en) * 2008-11-21 2010-03-09 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive employing repeatable disturbance compensation for fly height control
US7876523B1 (en) * 2009-08-07 2011-01-25 Western Digital Technologies, Inc. Disk drive initializing position feedforward compensation with velocity feedforward compensation
US8213105B2 (en) * 2009-11-05 2012-07-03 International Business Machines Corporation Cancellation of time-varying periodic disturbances in servo control systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170119123A (ko) 2016-04-18 2017-10-26 명지대학교 산학협력단 슬라이딩 모드 외란 관측기와 제어기를 이용한 외란 분리 보상 제어 시스템 및 방법

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