DE4442112A1

DE4442112A1 - Digitale Servosteuerungs-Vorrichtung und -Verfahren für ein Datenspeichersystem, welches ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet

Info

Publication number: DE4442112A1
Application number: DE4442112A
Authority: DE
Inventors: Myung-Chan Jeong
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-11-27
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2014-11-26
Also published as: GB2284281B; KR0128040B1; JPH07192412A; GB2284281A; DE4442112C2; GB9424003D0; US6243226B1; JP2732808B2; US6118616A; KR950015346A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servosteuerungs- Vorrichtung eines Platten-Aufzeichnungssystems und insbeson dere eine Servosteuerungs-Vorrichtung und ein -Verfahren, die in der Lage sind, die Position eines Kopfes zum Auf zeichnen und Lesen von digitalen Daten auf einer Platte als Aufzeichnungsmedium zu steuern.

Bei einem gebräuchlichen Platten-Aufzeichnungssystem ar beitet ein Festplattenlaufwerk (im folgenden als HDD be zeichnet) in zwei Betriebsarten, von denen entsprechend der Bewegungsstrecke (oder Bewegungseinstellentfernung) die er ste Suchlaufmodus, in dem sich ein Kopf zwischen Spuren so bewegt, daß er eine Zielposition erreicht, und die zweite Spurfahrmodus genannt wird, in dem der Kopf genau auf einer Datenzeile der Spur positioniert wird, nachdem der Kopf die Zielspur erreicht hat.

Bei einem Verfahren zur Steuerung der Position des Kopfes in dem HDD wird die Geschwindigkeitssteuerung ausge führt, bis der Kopf eine Zielposition erreicht, wobei an der Zielposition die Positionssteuerung ausgeführt wird, so daß der Kopf über der Spur anliegt.

Fig. 1 ist eine Kurvendarstellung, die die Kopfbewe gungsgeschwindigkeit in Bezug auf eine Spur-Bewegungsstrecke in einem allgemeinen HDD zeigt. Es stellen die Phase von Null bis X1 eine Beschleunigungsphase, die Phase von X1 bis X2 eine Phase konstanter Geschwindigkeit, die Phase von X2 bis X3 eine Bremsphase und X3 eine Zielposition dar.

Fig. 2 ist eine Kurvendarstellung, die im einzelnen die Kopfbewegungsgeschwindigkeit in der Bremsphase von X2 bis X3 aus Fig. 1 zeigt, wobei die Phase von X2 bis X2′ eine erste Bremsphase und die Phase von X2′ bis X3 eine zweite Brems phase darstellen. Der oben erwähnte Suchlaufmodus bedeutet einen Vollzugsmodus in der Bremsphase von X2 bis X3, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Weiterhin führt, wie in Fig. 2 ge zeigt ist, der Suchlaufmodus einen Suchmodus in der ersten Bremsphase und einen Übergangsmodus in der zweiten Bremspha se aus. Daher ist der Suchlaufmodus in den Suchmodus und den Übergangsmodus unterteilt, in denen eine Servoinformation (oder Lauffolgeinformation), die den Verlauf der Rückführung aufweist, unter Gebrauch eines Gray-Codes eine Spurnummer gebraucht. Andererseits gebraucht die Servoinformation in dem Spurfahrmodus unter Verwendung von A- und B-Signalbün deln (oder -bursts) ein Positionsfehler-Signal (im folgenden als PES bezeichnet).

Bei einem herkömmlichen Steuerverfahren für die jewei ligen oben erwähnten Betriebsarten wird vor allem ein Kom pensator oder eine Proportional-Integral-Ableitungs-Steue rung benutzt.

Fig. 3 ist eine Blockdarstellung, die ein Steuersystem einer herkömmlichen Servosteuerungs-Vorrichtung zur Steue rung der Position des Kopfes in Bezug auf das Lesen und Schreiben von digitalen Daten in einem Aufzeichnungssystem zeigt, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet. Hier bei repräsentiert der Ausdruck "Aggregat" einen Schwingspu lenmotor (im folgenden als VCM bezeichnet), der die Position des Kopfes in dem Platten-Aufzeichnungssystem steuert.

Der Zielgeschwindigkeitswert in der Bremsphase wird durch das Servosystem in Fig. 3 aus der folgenden Gleichung (1) erhalten:

V_TBL = K (P_f-P_r)^α (1).

In Gleichung (1) stellen V_TBL die Zielgeschwindigkeit, P_f die Zielposition, P_r die aktuelle Position und K eine Proportionalitätskonstante dar.

Hierbei wird die Proportionalitätskonstante K in Abhän gigkeit von der Beschleunigungsfähigkeit des VCM bestimmt und ein Exponent α allgemein im Bereich von 0.5 bis 1 ver wendet. Der mit der obigen Gleichung (1) berechnete Zielge schwindigkeitswert wird in dem (nicht gezeigten) ROM als der Geschwindigkeitswert in einem Tabellenverzeichnis gespei chert.

Die Erläuterung für die herkömmliche Servosteuerungs- Vorrichtung wird im einzelnen unter Bezug auf Fig. 3 gege ben.

Die herkömmliche Servosteuerungs-Vorrichtung besteht von der Hardware abhängend aus einer Analog-Steuervorrichtung oder einer gemischten Analog- und Digital-Steuervorrichtung. Zunächst liest der Kopf durch den Gray-Code-Wert, der in je der Abtastperiode die Servoinformation bezeichnet, die Num mer der Spur, in der der Kopf gegenwärtig positioniert ist.

Im Ergebnis wird die Bewegungsstrecke X definiert, die von einer gegenwärtigen Position P_r zu einer Zielposition P_f zurückgelegt werden sollte. Zu diesem Zeitpunkt ist die Be wegungsstrecke X durch die folgende Gleichung (2) gegeben:

X = P_f-P_r (2).

Danach wird die Zielgeschwindigkeit V_TBL, die der Bewe gungsstrecke X entspricht, aus dem Tabellenverzeichnis er halten. Ferner wird, wenn die Bewegungsstrecke X festgelegt ist, auch der Suchlaufmodus bestimmt.

Eine Realgeschwindigkeit V_r wird jedoch durch die Diffe renz zwischen dem Wert vor der Abtastung und dem aktuellen Abtastwert der aktuellen Position P_r bestimmt.

Daher wird in dem Suchlaufmodus, der als Suchmodus und Übergangsmodus unterteilt ist, die Geschwindigkeitssteuerung mit einem Steuereingangssignal u aus der Zielgeschwindigkeit V_TBL und der Realgeschwindigkeit V_r ausgeführt. Das heißt, das Steuereingangssignal u wird durch die folgende Gleichung (3) gegeben, wobei der Eingangsstrom anschließend an den VCM angelegt wird.

u = K(V_TBL-V_r) (3).

In Gleichung (3) stellt K eine Proportionalitätskonstan te des Steuersystems dar. Wenn der Kopf dann die Zielposi tion P_f erreicht, wird der Vollzugsmodus in den Spurfahrmo dus geändert.

Der Spurfahrmodus erhält das PES aus den A- und B-Sig nalbündeln und vollzieht die Positionssteuerung, die ergibt, daß der Kopf an der Zielspur eingestellt wird. Jetzt wird im Fall einer gewöhnlich benutzten PID-Steuerung das Steuerein gangssignal u neu durch die folgende Gleichung (4) bestimmt:

u = - K_pP_r - KvV_r (4).

In Gleichung (4) stellen K_p eine Positionssteuerkonstan te und K_v eine Geschwindigkeitssteuerkonstante dar.

Die herkömmliche Servosteuerungs-Vorrichtung, wie sie oben erläutert wurde, weist jedoch die folgenden Probleme auf, die ausgeräumt werden sollten.

Die Realgeschwindigkeit V_r wird mit der folgenden Glei chung (5) berechnet:

In Gleichung (5) stellt T_s ein Abtastintervall dar. Der mit Gleichung (5) berechnete Wert wirft jedoch in dem Fall viele Fehler auf, wenn T_s sich immer mehr verkürzt und die tatsächliche Position P_r drastisch geändert wird. Somit be steht das Problem, daß der VCM in dem Suchmodus und dem Übergangsmodus in einer unvorhergesehenen anormalen Bewegung verbleibt.

Ferner besitzt der Spurfahrmodus, der eine Gesamtzu standsrückführung verwendet, welche als eine Positionsinfor mation (eine Spurnummer, PES) und eine Geschwindigkeitsin formation V_r aufgebaut ist, die absehbare Fehler aufweist, wegen der Instabilität der Geschwindigkeitsinformation V_r große Schwierigkeiten bei der Erzielung der lückenlosen Steuerleistung.

Außerdem ist es möglich, daß ein Dauerfehler in dem Spurfahrmodus auftritt, weil kein Verfahren zur direkten Entfernung einer äußeren Störung vorliegt. Ein solcher Feh ler läßt es zu, unter Verwendung einer Integralsteuerung in direkt kontrolliert zu werden, wobei es jedoch nicht möglich ist, ihn im gesamten Bereich von Daten auf dem Aufzeich nungsmedium zu kontrollieren, so daß der Fehler nicht voll beseitigt wird.

Der Übergangsmodus wird ausgeführt, bevor ungefähr sech zehn Spuren bis zur Zielposition bestehen, wobei bei Errei chen der Zielposition die Vortriebsgeschwindigkeit des Kop fes geringer wird. Obwohl die Suchzeit länger wird, wird der Übergangsmodus zum Zweck der Stabilisierung des Einstellens des Kopfes ausgeführt. Beim herkömmlichen Übergangsmodus wird jedoch die aktuelle Position des Kopfes unter Verwen dung des Gray-Codes erkannt und die Steuerung der Geschwin digkeit nur mit der Spurpositionsinformation, welche den Gray-Code verwendet, ausgeführt, so daß während der Durch führung des Übergangsmodus eine genaue Steuerung nicht voll zogen werden kann und ein ungünstiger Einfluß auf die Ein stellung des Spurfahrmodus bewirkt werden kann.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine digitale Servosteuerungs-Vorrichtung zur veränderlichen Steuerung der Bewegung des Kopfes entsprechend den Änderun gen der Betriebsarten bereitzustellen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine digitale Servosteuerungs-Vorrichtung zur Ausführung der Servosteuerung bei einer äußeren Störung bereitzustellen.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein digitales Servosteuerungs-Verfahren zur verän derlichen Steuerung der Bewegung des Kopfes entsprechend den Änderungen der Betriebsarten bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung und viele der mit ihr verbun denen Vorteile werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1: eine Kurvendarstellung der Kopfbewegungsgeschwin digkeit in Bezug auf eine Spur-Bewegungsstrecke in einem allgemeinen Festplattenlaufwerk;

Fig. 2: eine Kurvenausschnittsdarstellung der Kopfbewe gungsgeschwindigkeit in der Beschleunigungsphase in Fig. 1;

Fig. 3: eine Blockdarstellung eines Steuersystems einer herkömmlichen Servosteuerungs-Vorrichtung zur Steuerung der Position eines Kopfes zum Lesen und Schreiben digitaler Daten in einem Aufzeichnungs system, welches ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet;

Fig. 4: eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen Da tenspeichersystems, das ein Platten-Aufzeich nungsmedium verwendet;

Fig. 5: eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen di gitalen Servosystems;

Fig. 6: eine Blockdarstellung eines Aufbaus eines Kalkula tors entsprechend einer Ausführung der vorliegen den Erfindung;

Fig. 7: eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen di gitalen Servosystems während eines Suchmodus und eines Übergangsmodus;

Fig. 8: eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen di gitalen Servosystems während eines Spurfahrmodus;

Fig. 9: eine schematische Ansicht von Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium eines HDD und A- und B- Signalbündels entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10: ein Hauptflußbild eines erfindungsgemäßen Steuer verfahrens;

Fig. 11: ein Flußbild einer Suchmodus-ISR (Interrupt- Service-Routine) aus Fig. 10;

Fig. 12: ein Flußbild einer Übergangsmodus-ISR aus Fig. 10; und

Fig. 13: ein Flußbild einer Spurfahrmodus-ISR aus Fig. 10.

Fig. 4 ist eine Blockdarstellung eines Datenspeichersy stems, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, ent sprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dem Aufbau ist der Mikroprozessor 401 jeweils mit einem pro grammierbaren Nur-Lese-Speicher 403 (im folgenden: PROM), der ein voreingestelltes Steuerprogramm und einen Vor hersage-Schätzalgorithmus des Mikroprozessors 401 speichert, und mit einem statischen Direktzugriffs-Speicher 405 (im folgenden: SRAM) verbunden. Ein Kopf 407 führt auf einer Platte 409 als Aufzeichnungsmedium eine horizontale Bewegung aus und liest bzw. schreibt Daten auf der Platte 409. Ein VCM 411 dient als ein Stellorgang und ist mit dem Kopf 407 verbunden, um dadurch den Kopf 407 in der horizontalen Rich tung auf der Platte 409 zu aktivieren. Ein Spindelmotor 413 dient als ein drehender Antrieb, dessen treibende Achse mit der Platte 409 verbunden ist, wodurch die Platte 409 gedreht wird. Ein VCM-Treiber 415 ist mit dem VCM 411 verbunden und steuert dessen Aktivierung.

Ein DAC (Digital-Analog-Wandler) 417 ist jeweils mit dem Mikroprozessor 401 und dem VCM-Treiber 415 verbunden. Der DAC 417 empfängt ein digitales Steuereingangssignal u von dem Mikroprozessor 401 und wandelt das Signal in ein analo ges Signal um, um an dem VCM-Treiber 415 ein analog-gewan deltes Signal bereitzustellen. Ein Motortreiber 419 ist je weils mit dem Spindelmotor 413 und mit dem Mikroprozessor 401 verbunden und steuert unter Kontrolle des Mikroprozes sors 401 die Aktivierung des Spindelmotors 413. Ein Verstär ker 421 ist mit dem Kopf 407 verbunden, verstärkt ein von dem Kopf 407 gelesenes Signal und gibt das verstärkte Signal aus. Außerdem verstärkt der Verstärker 421 ein Eingangs signal, das geschrieben werden soll, und gibt das verstärkte Eingangssignal an den Kopf 407. Eine Schnittstellensteuerung 429 befindet sich unter dem Mikroprozessor 401, und empfängt und überträgt Daten gemeinsam mit einem externen Dateneinga begerät (nicht gezeigt). Eine Lese-Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 ist jeweils mit dem Mikropro zessor 401, dem Verstärker 421 und der Schnittstellensteue rung 429 verbunden. Unter der Kontrolle des Mikroprozessors 401 empfängt die Lese-Decodierungs- und Schreib-Codierungs- Einheit 423 Schreibdaten von der Schnittstellensteuerung 429 und codiert die Daten zu einem analogen Fluß-Konversions signal, wobei das Signal an den Verstärker 421 ausgegeben wird. Der Mikroprozessor 401 wandelt das analoge, von dem Verstärker 421 empfangene Lesesignal in ein digitales Lese signal um und gibt das digitale Signal als codierte Leseda ten (im folgenden: ERD) aus.

Ein ADC (Analog-Digital-Wandler) 425 ist mit der Lese- Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 verbunden, von der der ADC 425 ein analoges Servo-Lesesignal empfängt, um das analoge Servo-Lesesignal in ein Positionsfehler- Signal PES umzuwandeln und somit das PES an den Mikroprozes sor 401 ausgegeben wird. Ein Torfeld 427 ist mit der Lese- Decodierungs- und Schreib-Codierungs-Einheit 423 verbunden und empfängt das ERD-Signal, von dem das Torfeld 427 eine Servoinformation wie einen Gray-Code erfaßt und ausgibt.

Bei dem oben erwähnten Aufbau wird durch den Mikropro zessor 401 der Vorhersage-Schätzalgorithmus und das vorbe stimmte Steuerprogramm, die von dem PROM 403 empfangen wer den, in seinem eigenen Inneren geladen und der Gesamtsteuer vorgang in der digitalen Servosteuerungs-Vorrichtung ausge führt.

Fig. 5 ist eine Blockdarstellung eines digitalen Servo systems entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Er findung. Hierbei wird ein Vorhersagekalkulator in der Form eines Algorithmus in den Mikroprozessor 401 gespeichert. Dieser Vorhersagekalkulator ist nach der Art bekannter Tech nik ausgebildet, wie sie in "Digital control of dynamic sy stems" (von G. F. Franklin, 2. Auflage) beschrieben ist.

In Fig. 5 stellen K_DAC einen Digital-Analog-Wandler, K_ADC einen Analog-Digital-Wandler, K_amp einen Steilheits leistungsverstärker, K_m eine VCM-Drehmomentkonstante, T_m ein Drehmoment-Ausgangssignal vom VCM-Treiber, T_D eine äußere Störung, J das Trägheitsmoment eines Schwenkarmes, a [RAD/S²] eine Stellorgan-Winkelgeschwindigkeit, V [RAD/S] eine Stellorgan-Winkelgeschwindigkeit, X [RAD] eine Stell organ-Winkelverschiebung und K_arm die Schwenkarmkinematik dar. Hierbei werden T_m und T_D beide an einen Summierer ange legt. Die Operation gemäß Fig. 5 dient der Umwandlung einer Winkelverschiebung in eine lineare Verschiebung. Zu diesem Zeitpunkt ist die lineare Verschiebung des Kopfes als eine Spurnummer oder als das PES vorbestimmt.

Die Spurnummer ist hier als ein Gray-Code angezeigt und bedeutet eine absolute Position auf der Platte. Die analoge Spurnummer, die in einem Servomuster auf der Platte aufge zeichnet ist, wird über die Lese-Decodierungs- und Schreib- Codierungs-Einheit 423 in die ERD umgewandelt und dann wer den die ERD über das Torfeld 427 in den Gray-Code umgewan delt. Der Mikroprozessor 401 nimmt den Gray-Code als die Spurnummer auf.

Fig. 6 ist eine Blockdarstellung eines Aufbaus eines Kalkulators entsprechend einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 ist eine Blockdarstellung einer erfindungsge mäßen digitalen Servosteuerung während eines Suchmodus und eines Übergangsmodus.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung einer erfindungsge mäßen digitalen Servosteuerung während eines Spurfahrmodus.

In den Fig. 6 bis 8 stellen P_est die geschätzte Posi tionsinformation, die durch den Kalkulator berechnet wird, V_est die geschätzte Geschwindigkeitsinformation, die durch den Kalkulator berechnet wird, W_est die geschätzte Grund wirkungskraft (sog. "bias force"), die durch den Kalkulator berechnet wird, V_TBL den Zielgeschwindigkeitswert in einem Geschwindigkeitsverlauf (in dem Tabellenverzeichnis), K die Steuerungsverstärkung, L die Kalkulatorverstärkung, X einen Realzustands-Variablenvektor, einen Schätzzustands-Variab lenvektor, y einen Ausgangsvektor des Aggregats, einen Schätzausgangsvektor des Modells und T_D eine äußere Störung dar.

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Servoblocks, die Spuren auf einem Aufzeichnungsmedium eines HDD und A- und B-Signalbündels entsprechend einer Ausführung der vorlie genden Erfindung zeigt.

Fig. 10 ist ein Hauptflußbild eines erfindungsgemäßen Steuerverfahrens entsprechend einer Ausführung der vorlie genden Erfindung.

Fig. 11 ist ein Flußbild einer Suchmodus-ISR (Inter rupt-Service-Routine) aus Fig. 10.

Fig. 12 ist ein Flußbild einer Übergangsmodus-ISR aus Fig. 10.

Fig. 13 ist ein Flußbild einer Spurfahrmodus-ISR aus Fig. 10.

Im folgenden wird die Erläuterung zu einer digitalen Servosteuerungs-Vorrichtung und ein -Verfahren in einem Da tenspeichersystem, welches ein Plattenaufzeichnungsmedium verwendet, entsprechend einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung im einzelnen unter Bezug auf die Fig. 5 bis 13 gegeben.

Zunächst kann von dem digitalen Servosteuerungs-System in einem Datenspeichersystem, welches ein Plattenaufzeich nungsmedium verwendet, ein Modell einer Anlage als eine Art einer Zustandsgleichung durch die folgende Gleichung (6) ge geben werden:

X(k+1)=ΦX(k)+Γu(k) (6)

In diesem Fall stellen Φ und Γ Matrizen zur Anzeige von Aggregat-Verstärkungen dar, wobei X(k) einen Realzustand- Variablenvektor darstellt, wie er durch die folgende Glei chung (6-1) gegeben ist:

Hierbei stellen P_r eine Realposition und V_r eine Realge schwindigkeit dar.

Um den Schätzfehler der Realgeschwindigkeit V_r zu ver ringern, wird bei der bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung die Schätzgeschwindigkeit V_est unter Verwendung eines Vorhersagekalkulators erhalten. Im Ergebnis kann der in Fig. 6 gezeigte Vorhersagekalkulator durch die folgenden Gleichungen (7) und (8) erlangt werden:

In diesem Fall stellen P_est den geschätzten Wert der Realposition P_r und V_est den geschätzten Wert der Realge schwindigkeit V_r dar. In den Gleichungen (7) und (8) wird der Ausgabevektor [y(k), (k)] des Aggregats und des Modells zu [P_r(k), P_est(k)]. L stellt eine Rückführungsverstär kungsmatrix des Vorhersagekalkulators dar.

Es wird davon ausgegangen, daß die Information zur Schätzposition P_est und zur Schätzgeschwindigkeit V_est in Fig. 6 durch den Kalkulator erhalten werden, wobei die In formation der Realposition P_r von dem Aggregat ermittelt wird.

Zusätzlich wird bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorschätzung verwendet, um die äußere Störung direkt zu beseitigen. Im Fall der Anwendung eines Modells einer Grundwirkung wird unter der Annahme, daß die äußere Störung W nur eine gegebene Konstante ist, die Zustandsgleichung durch die Gleichungen (9) und (10) gege ben:

(k+1) = Φ_ω(k)+Γ_ωu(k) (9)

wobei hier

In Gleichung (10) stellt W_est einen Schätzgrundwir kungswert dar. Φ und Γ der Gleichungen (6) und (7) entspre chen nicht Φ_ω und Γ_ω der Gleichung (9), weil sich die Gestal tungen des Schätzzustands-Variablenvektors (k), wie in den Gleichungen (8) und (10) gezeigt, voneinander unterscheiden. Die Vorschätzung gemäß Gleichung (9) wird nur in dem Spur fahrmodus angewendet.

Weiterhin werden bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowohl die Spurnummer durch einen herkömmlichen Gray-Code als auch das Positionsfehler-Signal PES, welches A- und B-Signalbündel verwendet, zum Zwecke ei ner gesteigerten Steuerauflösung des Übergangsmodus angewen det. Dies wird durch die folgende Tabelle 1 gezeigt, die die Positionsinformation darstellt, welche dem Suchlaufmodus entspricht. Außerdem erläutert Tabelle 1 den Zustand des Steuerungssystems entsprechend den Steuermodi der Fig. 7 und 8.

Tabelle 1

In Tabelle 1 wird die Verstärkung, die bei dem Entwurf einer Servosteuerung bestimmt werden sollte, durch die Steuerverstärkung K und Schätzverstärkung L gebildet. Dementsprechend sind die Verstärkungen entsprechend den Such- und Übergangsmodi und dem Spurfahrmodus gestaltet, wie es durch die folgenden Gleichungen (11) bis (14) angegeben ist:

Such- und Übergangsmodus:

Spurfahrmodus:

In den Gleichungen (11) bis (14) werden die K- und L- Matrixwerte durch die Anwendung eines bekannten Poleinfüh rungsverfahren (sog. "pole placement method") bestimmt, wo bei dieses Verfahren einen Dämpfungskoeffizienten und eine Einstellzeit aus einem Sekundärmodell berücksichtigt.

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung wird, um so die Steuerfähigkeit des Über gangsmodus zu verbessern, eine gute Geschwindigkeitssteue rung nicht unter Verwendung der Spurpositionsinformation durch den herkömmlichen Gray-Code, sondern sowohl durch die Spurpositionsinformation als auch durch das Positionsfehler- Signal PES erzielt.

Das Verfahren zur Berechnung der aktuellen Spurposition P_r entsprechend jedem Modus wird durch die folgende Tabelle 2 gegeben.

Tabelle 2

Wenn während des Suchmodus die Bewegungsstrecke |P_f-P_r| innerhalb von 16 Spuren liegt, so wird der Suchmodus in den Übergangsmodus geändert. Wenn danach die Bewegungsstrecke |P_f-P_r| den Bereich der Zielposition P_f, der aus acht Über gangseinheiten (sog. "tran-units") besteht, erreicht, so wird der Übergangsmodus in den Spurfahrmodus geändert.

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht eines Servoblocks, der Spuren in einem HDD und A- und B-Signalbündel entspre chend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Beispiel einer Berechnung der Übergangseinheit in dem Übergangsmodus wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 9 gegeben.

In dem Übergangsmodus wird eine Spur an sechzehn Über gangseinheiten berechnet, wobei durch das PES eine Steue rungsauflösung von 16 innerhalb einer Spur besteht. Zunächst wird angenommen, daß der Kopf bei der aktuellen Position das Zentrum der ′N′-Spur verlassen hat, um dadurch an einem Punkt ′C′ positioniert zu werden, wobei falls die Zielposi tion die ′N+3′-Spur bezeichnet, die Real-Bewegungsstrecke des Kopfes drei Spuren entspricht, wobei die Real-Bewegungs strecke des Kopfes aus Sicht der Übergangseinheit jedoch (drei Spuren _* sechzehn Übergangseinheiten) + α entspricht.

Hier wird die Position an dem Punkt ′C′ der ′N′-Spur durch das PES bestimmt.

In dem Spurfahrmodus wird eine Spur beim +512 bis -511 Signal PES berechnet (Auflösung 1024). Dementsprechend wird eine Übergangseinheit innerhalb einer Spur aus der Teilung des PES durch 64 berechnet. Wenn das Positionsfehler-Signal am Punkt ′C′, wo der Kopf positioniert ist, eine Auflösung von 256 besitzt, entspricht α dem Wert 4, was durch Division von 256 durch 64 erhalten wird. Im Ergebnis wird in dem Übergangsmodus gemäß Fig. 9 die zu verstellende Kopfposi tion zu 52 Übergangseinheiten, indem 4 zu 48 addiert wird.

Der Geschwindigkeitsverlauf des Übergangsmodus (in der zweiten Bremsphase aus Fig. 2) besteht aus der Bewegungs strecke entsprechend der Auflösung 256, was gleich 16 Spuren mal 16 Übergangseinheiten ist. In Fig. 9 entsprechen 52 Übergangseinheiten 3.25 Spuren, weshalb 3.25 Spuren mal 16 Übergangseinheiten eine Geschwindigkeit ergibt, die 52 Bewe gungsstrecken entspricht und als die Zielgeschwindigkeit de finiert ist, wodurch ein Geschwindigkeitssteuervorgang voll zogen wird.

Das Tabellenverzeichnis besteht aus dem Bremsprofil in dem Suchmodus und dem Übergangsmodus und aus K_d (System vorwärtsverstärkung), K (Steuerverstärkung) und L (Kalku latorverstärkung), welche für die Such-, Übergangs- und Spurfahrmodi erforderlich sind.

Das Bremsprofil wird während des Suchmodus ab 250 Spuren vor der Zielspur angewendet, wobei das Bremsprofil während des Übergangsmodus ab 16 Spuren vor der Zielspur angewendet wird. Jedes Bremsprofil wird durch Einstellung des Exponen ten der folgenden Gleichung (15) gegeben:

V = K - X^α (15).

In Gleichung (15) stellen V die Zielgeschwindigkeit, X die Ziel-Bewegungsstrecke und K eine Proportionalitätskon stante dar. Der Wert K wird in Abhängigkeit von der Be schleunigungsfähigkeit des VCM definiert. Bei der bevorzug ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der α-Wert jeweils im Suchmodus 0.8 und im Übergangsmodus 0.85. Natürlich entspricht die Einheit der Ziel-Bewegungsstrecke X der Spur in dem Suchmodus und der Übergangseinheit in dem Übergangsmodus.

Die oben diskutierten Verstärkungen befinden sich in ei nem verschiedenen Zustand, weil der Gesamtarbeitsbereich des Kopfes in sechs Betriebspunkte geteilt ist. Die Vorwärtssy stemverstärkung K_d wurde durch die Gleichung (16) gegeben:

In Gleichung (16) ist die Verstärkung K_d in einem kon tinuierlichen System gezeigt. Beim Betrieb einer realen Si mulation sollte die Verstärkung verwendet werden, die einer ein digitales System berücksichtigenden Abtastzeit ent spricht. Weiterhin wird in Gleichung (16) auf K_m als die am stärksten veränderliche Variable gemäß dem Betriebspunkt verwiesen. Um die Änderung des K_m-Wertes (VCM-Drehmoment konstante) zu kompensieren, werden somit die Verstärkungen in sechs Bereichen verwendet, die in dem Tabellenverzeichnis unterteilt sind, wie vorher diskutiert wurde.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im einzelnen unter Bezug auf die Fig. 4 bis 8 entsprechend jedem Flußbild beschrieben.

Der Mikroprozessor 401 führt bei Schritt 901 eine Aus gangsoperation einer Variablen aus, die für Elemente und Co dierungen des VCM-Treibers 415 und des Torfeldes 427 erfor derlich sind. Danach aktiviert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 903 den Kopf, der in einer Parkzone angeordnet wird, wenn das HDD angehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt besteht das Problem, daß der Kopf im Fall eines kleinformatigen HDD gewöhnlich an der Parkzone anhaftet, wenn der Kopf beschä digt ist. Um dieses Problem zu lösen, durchläuft der Kopf bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den den Fachleuten gut bekannten Schritt einer Hin- und Her-Bewe gung, bevor der Schritt der Freigabe der Arretierung des Kopfes vollzogen wird. Mit anderen Worten, der Kopf wird durch wiederholte Änderung der Polarität eines geeignet ge ringen elektrischen Stromes geschwenkt, der an den VCM ange legt wird, wodurch das Problem überwunden wird, daß der Kopf an der Parkzone anhaftet.

Nachdem der Spindelmotor eine normale Geschwindigkeit erreicht (3600 Umdrehungen pro Minute), wird bei Schritt 905 der Schritt der Freigabe der Arretierung des Kopfes zum Be treiben eines Stellorgans ausgeführt, wobei der Schritt be deutet, daß beim baldigen Anfahren des Antriebs das Stellor gan, an dem der Kopf 407 befestigt ist, von der Parkzone zur Position von Spur Null bewegt wird, um den Kopf für einen Ausfahrzustand vorzubereiten.

Der Mikroprozessor 401 empfängt danach bei Schritt 907 den Gray-Code der Spur, die von dem Kopf 407 eingegeben wird, und tastet dann die aktuelle Spur P_r ab, wo der Kopf positioniert ist. Bei Schritt 909 berechnet der Mikroprozes sor 401 den Abstand zwischen der Zielspur P_f und der aktuel len Spur P_r, die bei Schritt 907 erfaßt wurde, um dadurch die Bewegungsstrecke X bis zu der Zielspur P_f zu berechnen.

Der Mikroprozessor 401 führt über die Schritte 911 bis 919 entsprechend der Bewegungsstrecke X die Einstellung von jedem Modus, z. B. dem Suchmodus, dem Übergangsmodus und dem Spurfahrmodus, aus. Danach vollzieht der Mikroprozessor 401 bei Schritt 921 eine ISR-(Interrupt-Service-Routine)-Opera tion entsprechend den Modi, die bei den obigen Schritten eingestellt wurden.

Zu diesem Zeitpunkt werden, bevor die ISR-Operation aus geführt wird, die Verstärkungen der Steuerung und des Kalku lators in dem Modus-Einstellschritt, z. B. bei den Schritten 913, 917 und 919, aus dem Tabellenverzeichnis ausgewählt und eine Skalierungsoperation der Zustandsvariablen ausgeführt, so daß die Vorbereitung für die ISR-Operation getroffen wird. Als ein Beispiel der Vorbereitung für die ISR-Opera tion wird eine Grundwirkungs-Kalibrierungsoperation durchge führt. Diese Grundwirkungs-Kalibrierungsoperation ist ein Modul, das nur einmal vor der Vorbereitung für den Antrieb durchgeführt wird, wobei dieses Modul dazu dient, die äußere Störung zu kompensieren, die durch verschiedene Mechanismen in jedem Antrieb auftritt. In dieser Situation ist, falls der Unterschied der Grundwirkungskraft groß ist, wenn das Stellorgan vorwärts und rückwärts läuft, die Kalibrierung in zwei Richtungen notwendig.

Die aus der Grundwirkungskalibrierung berechnete Grund wirkungskraft wird in einem RAM gespeichert und in der ISR- Operation verwendet. In Reaktion auf eine verfügbare Spei cherkapazität des RAM und entsprechende Charakteristiken des Antriebs wird die Drehbeschleunigungszeit durch einen An fangswert entsprechend einem Bezugskennwert bestimmt, einer lei, jede wievielte Spur die Grundwirkungskraft kalibriert wird. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung wird, wenn das Stellorgan nur vorwärts läuft, die Kalibrierung der Grundwirkungskraft alle 128 Spu ren vollzogen.

Die der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er findung entsprechende ISR-Operation bei Schritt 921 wird un ter Bezug auf die Fig. 11 bis 13 erklärt.

Jede ISR-Operation gemäß Fig. 10 wird zu jeder Abtast zeit von 231.5 µs ausgeführt, wobei sie jeweils in eine Suchmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 11, eine Übergangs modus-ISR-Operation gemäß Fig. 12 und eine Spurfahrmodus- ISR-Operation gemäß Fig. 13 geteilt ist.

Bei der Suchmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 11 gibt der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1101 einen in der vorherge henden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert u(k) der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC 417 und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den VCM 411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1103 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1105 aus der Kennung der aktuellen Spur die aktuelle Position P_r und berechnet bei Schritt 1107 aus der aktuellen Position P_r die Schätzsteuerung. Dann berechnet der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1109 einen Steuereingabewert u(k+1) für die nächste Abtastphase.

Wenn bei Schritt 1111 erfaßt wird, daß die Bewegungs strecke |P_f-P_r| kleiner oder gleich 16 Spuren ist, so wird durch den Mikroprozessor 401 bei Schritt 1113 ein Servomar kierungs-Besetztzustand registriert und danach bei Schritt 1115 die Einstellung für den Übergangsmodus ausgeführt. Dann wird der Mikroprozessor 401 in die Hauptroutine gemäß Fig. 10 zurückgeführt, um die Übergangsmodus-ISR-Operation auszu führen. Wenn jedoch bei Schritt 1111 erfaßt wird, daß die Bewegungsstrecke |P_f-P_r| mehr als 16 Spuren beträgt, so führt der Mikroprozessor 401 einen Zählvorgang aus, um dabei bei Schritt 1117 zu bestimmen, ob eine Zählerzeit abgelaufen ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist, registriert hier der Mikroprozessor 401 einen Zählerzeitsperrfehler und schließt die Suchmodus-ISR-Operation ab. Ferner registriert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1117, wenn die Zählerzeit nicht vorüber ist, den Servomarkierungs-Besetztzustand und setzt die Ausführung der Suchmodus-ISR-Operation fort.

Bei der Übergangsmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 12 gibt der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1201 einen in der vorher gehenden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert u(k) der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC 417 und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den VCM 411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1203 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1205 die aktuelle Position P_r, nachdem die Übergangseinheit aus der Kennung der aktuellen Spur bestimmt wurde, und berechnet bei Schritt 1207 aus der aktuellen Position P_r die Schätzsteue rung. Dann berechnet der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1209 einen Steuereingabewert u(k+1) für die nächste Abtastphase.

Wenn bei Schritt 1211 erfaßt wird, daß die Bewegungs strecke |P_f-P_r| kleiner oder gleich 8 Übergangseinheiten ist, so wird durch den Mikroprozessor 401 bei Schritt 1213 ein Servomarkierungs-Besetztzustand registriert und danach bei Schritt 1215 die Einstellung des Spurfahrmodus ausge führt. Dann wird der Mikroprozessor 401 zu Schritt 921 in Fig. 10 zurückgeführt, um die Spurfahrmodus-ISR-Operation auszuführen. Wenn jedoch bei Schritt 1211 erfaßt wird, daß die Bewegungsstrecke |P_f-P_r| mehr als 8 Übergangseinheiten beträgt, so führt der Mikroprozessor 401 einen Zählvorgang aus, um dabei bei Schritt 1217 zu bestimmen, ob eine Zähler zeit abgelaufen ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist, regi striert hier der Mikroprozessor 401 einen Zählerzeitsperr fehler und schließt die Suchmodus-ISR-Operation ab. Ferner registriert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1217, wenn die Zählerzeit nicht vorüber ist, den Servomarkierungs- Besetztzustand und setzt die Ausführung der Übergangsmodus- ISR-Operation fort.

Bei der Spurfahrmodus-ISR-Operation gemäß Fig. 13 gibt der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1301 einen in der vorher gehenden Abtastphase (k-1) berechneten Steuereingabewert u(k) der aktuellen Abtastphase aus, um dadurch durch den DAC 417 und den VCM-Treiber 415 einen elektrischen Strom an den VCM 411 anzulegen. Danach liest der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1303 durch den Kopf 407 die Kennung der aktuellen Spur. Der Mikroprozessor 401 bestimmt bei Schritt 1305 die aktuelle Position P_r, nachdem das Positionsfehler-Signal PES aus der Kennung der aktuellen Spur bestimmt wurde, und be rechnet bei Schritt 1307 aus der aktuellen Position P_r die Schätzsteuerung. Dann berechnet die Mikroprozessorsteuerung 401 bei Schritt 1309 einen Steuereingabewert u(k+1) für die nächste Abtastphase.

Wenn bei Schritt 1311 erfaßt wird, daß die Bewegungs strecke |P_f-P_r| kleiner oder gleich 200 PES ist, so führt der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1313 einen Einstellvor gang aus, um zu bestimmen, ob der Einstellvorgang abge schlossen ist.

Bei dem Spurfahrmodus entsprechend der bevorzugten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung wird der Einstell vorgang als 200 PES bestimmt (was ein Spurabweichungs-Maß von 20% darstellt). Bei Lese- und Schreibvorgängen kann sich die Bedingung des Einstellvorgangs von der oben erwähnten unterscheiden. Das heißt, beim Schreibvorgang werden, wenn das Spurabweichungs-Maß von 20% während 16 Abtastzeiten (3.7 ms) beibehalten wird, der Einstellvorgang abgeschlossen und die Daten auf die reale Platte geschrieben. Andererseits werden beim Lesevorgang, wenn das Spurabweichungs-Maß von 20% während 4 Abtastzeiten (0.93 ms) beibehalten wird, der Einstellvorgang abgeschlossen und die Daten von der realen Platte gelesen. Danach beendet, wenn bei Schritt 1313 fest gestellt wird, daß der Einstellvorgang abgeschlossen ist, der Mikroprozessor 401 die Spurfahrmodus-ISR-Operation, wo bei er in die Hauptroutine zurückgeführt wird, um dadurch die Hauptroutine abzuschließen. Wenn jedoch bei Schritt 1311 erfaßt wird, daß die Bewegungsstrecke |P_f-P_r| mehr als 200 PES beträgt, so führt der Mikroprozessor 401 einen Zähl vorgang aus, um dabei bei Schritt 1315 zu bestimmen, ob eine Zählerzeit abgelaufen ist. Wenn die Zählerzeit vorüber ist, registriert hier der Mikroprozessor 401 einen Zählerzeit sperrfehler und schließt die Spurfahrmodus-ISR-Operation ab. Ferner registriert der Mikroprozessor 401 bei Schritt 1315, wenn die Zählerzeit nicht vorüber ist, den Servomarkierungs- Besetztzustand und setzt die Ausführung der Spurfahrmodus- ISR-Operation fort.

Bei den oben erwähnten Verfahren wird die Servomarkie rung mit 8 Bits verwendet, wobei sie bei Lese- und Schreib vorgängen den Abschluß des Einstellvorganges, den Fehlerzu stand des Torfeldes 427 und den Servofehlerzustand anzeigt, was in einem Schnittstellencode zwischen dem HDD und dem Verarbeitungsgerät verwendet wird.

Wie oben diskutiert wurde, ist diese Erfindung in der Weise vorteilhaft, daß Fehler verhindert werden, die in ei nem herkömmlichen Analog-Steuergerät oder einem gemischten Analog- und Digital-Steuergerät unter Verwendung einer rein digitalen Servosteuerungs-Vorrichtung auftreten, in der die Position des Kopfes zum Aufzeichnen und Lesen von Daten ge steuert wird, und daß die Änderung von Erzeugnissen ledig lich mit der Korrektur einer Steuerverstärkung und eines Steuerschrittes geschaffen wird, weil diese Erfindung auf ein rein digitales Steuersystem unter Verwendung einer Soft ware gerichtet ist.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung in der Weise vorteilhaft, daß ein Schwingspulenmotor einfach durch genaue Abschätzung der Geschwindigkeitsvariablen des Kopfes mit ei nem Kalkulator gesteuert wird, und daß ein Normalerzustands- Fehler, der bei einer äußeren Störung auftritt, unter Ver wendung einer Grundwirkungs-Abschätzung beseitigt wird. Außerdem ist die vorliegende Erfindung in der Weise vorteil haft, daß im Vergleich mit einer herkömmlichen Geschwindig keitssteuerung eine genaue Geschwindigkeitssteuerung ausge führt wird, um dadurch einen Einstellvorgang während des Spurfahrmodus zu stabilisieren, indem die Geschwindigkeits steuerung sowohl mit einem Positionsfehler-Signal als auch mit einem herkömmlichen Gray-Code in einem Übergangsmodus des Suchlaufmodus durchgeführt wird, der in den Spurfahrmo dus umgewandelt wird.

Claims

1. Digitales Servosteuerungs-Verfahren zur Steuerung eines Kopfantriebs zur Bewegung eines Kopfes zum Lesen von Servoinformation zu einer Zielspur zu jeder vorbestimm ten Abtastperiode in einem Datenspeichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, bei dem die Ser voinformation eine Teilposition einer Aufzeichnungsflä che bezeichnet, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

(a) Erfassung einer aktuellen Spur, in der der Kopf in einer aktuellen Abtastperiode positioniert ist, aus der Servoinformation;
(b) Bestimmung einer Schätzgeschwindigkeit und einer Schätzpositionsspur des Kopfes in der nächsten Abtastperiode aus einem in den Kopfantrieb eingegebenen Steuersignal und aus der aktuellen Spur;
(c) Bestimmung einer Zielgeschwindigkeit zur Bewegung des Kopfes zu der Zielspur entsprechend einem Spurab stand zwischen der Zielspur und der Schätzpositionsspur; und
(d) Ausgabe eines Steuersignals, das einem Differenz wert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzge schwindigkeit entspricht, an den Kopfantrieb.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt (c) die weiteren Schritte umfaßt:
Erfassung des Spurabstandes zwischen der Zielspur und der Schätzpositionsspur;
Vergleich des Spurabstandes mit einem vorbestimmten Be zugsabstand;
Bestimmung der Zielgeschwindigkeit entsprechend dem Spurabstand, wenn der Spurabstand größer als der vorbe stimmte Bezugsabstand ist; und
Bestimmung der Zielgeschwindigkeit, um den Kopf ent sprechend einem Übergangseinheitenabstand zu bewegen, indem der Übergangseinheitenabstand zwischen der Ziel spur und der Schätzpositionsspur aus der Servoinforma tion ermittelt wird, wenn der Spurabstand kleiner als der vorbestimmte Bezugsabstand ist.

3. Digitales Servosteuerungs-Verfahren zur Steuerung eines Kopfantriebs zum Spurfahren eines Kopfes zum Lesen von Servoinformation an eine Mittelposition einer Zielspur zu jeder vorbestimmten Abtastperiode in einem Daten speichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, bei dem die Servoinformation eine Teilposi tion einer Aufzeichnungsfläche bezeichnet, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

(a) Erfassung eines aktuellen Positionsfehler-Signals auf der Zielspur, in der der Kopf in einer aktuellen Abtastperiode positioniert ist, aus der Servoinforma tion;
(b) Bestimmung einer Schätzgeschwindigkeit des Kopfes in der nächsten Abtastperiode aus einem in einer vorher gehenden Abtastperiode in den Kopfantrieb eingegebenen Steuersignal und aus dem aktuellen Positionsfehler- Signal, eines Schätz-Positionsfehler-Signals in der nächsten Abtastperiode und einer Schätz-Grundwirkungs kraft zur Abschätzung einer äußeren Grundwirkungskraft, die während der nächsten Abtastperiode zugeführt wird; und
(c) Ausgabe eines Steuersignals, das aus der Schätzge schwindigkeit, dem Schätz-Positionsfehler-Signal und der äußeren Grundwirkungskraft erzeugt wird, an den Kopfantrieb.

4. Digitales Servosteuerungs-Verfahren zur Steuerung eines Kopfantriebs zur Bewegung eines Kopfes zum Lesen von Servoinformation, die eine Teilposition einer Aufzeich nungsfläche bezeichnet, an eine Mittelposition einer Zielspur zu jeder vorbestimmten Abtastperiode in einem Datenspeichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, das die Servoinformation aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

(a) Erfassung einer aktuellen Spur, in der der Kopf in einer aktuellen Abtastperiode positioniert ist, aus der Servoinformation;
(b) Erfassung eines Spurabstandes zwischen der Zielspur und der aktuellen Spur;
(c) Vergleich des Spurabstandes mit einem vorbestimmten Bezugsspurabstand;
(d) Kennzeichnung eines Servosteuermodus als ein erster Servosteuermodus, wenn der Spurabstand größer als der vorbestimmte Bezugsspurabstand ist;
(e) Bestimmung eines Übergangseinheitenabstandes durch Teilung des Spurabstandes als eine Einheit einer vorbe stimmten Übergangseinheit, wenn der Spurabstand kleiner als der vorbestimmte Bezugsspurabstand ist;
(f) Vergleich des Übergangseinheitenabstandes mit ei nem vorbestimmten Bezugs-Übergangseinheitenabstand;
(g) Kennzeichnung eines Servosteuermodus als ein zwei ter Servosteuermodus, wenn der Übergangseinheitenabstand größer als der vorbestimmte Bezugs-Übergangseinhei tenabstand ist;
(h) Bestimmung eines Positionsfehler-Signalabstandes aus der aktuellen Spur des Kopfes zu der Mittelposition der Zielspur des Kopfes, wenn der Übergangseinheitenab stand kleiner als der vorbestimmte Bezugs-Übergangs einheitenabstand ist;
(i) Vergleich des Positionsfehler-Signalabstandes mit einem vorbestimmten Bezugs-Positionsfehler-Signalab stand;
(j) Kennzeichnung eines Servosteuermodus als ein drit ter Servosteuermodus, wenn der Positionsfehler- Signalabstand größer als der vorbestimmte Bezugs- Positionsfehler-Signalabstand ist;
(k) Durchführung eines Einstellvorganges, wenn der Positionsfehler-Signalabstand kleiner als der vorbe stimmte Bezugs-Positionsfehler-Signalabstand ist;
(l) entsprechend der Kennzeichnung des ersten Servomo dus Bestimmung einer Schätzgeschwindigkeit des Kopfes und einer Schätzpositionsspur in der nächsten Abtastpe riode oder Bewegen zu der Zielspur aus einem vorherge henden, in einer vorhergehenden Abtastperiode in den Kopfantrieb eingegebenen Steuersignal und aus der ak tuellen Spur, Ausgabe eines Steuersignals an den Kopfantrieb zur Bewegung des Kopfes aus der Schätzge schwindigkeit, der Schätzpositionsspur und der aktuellen Spur zu der Mittelposition der Zielspur, und Durchfüh rung des Schrittes (c);
(m) entsprechend der Kennzeichnung des zweiten Servomo dus Bestimmung einer aktuellen Position, in der der Kopf in der Einheit der Übertragungseinheit positioniert ist, aus der Servoinformation, Bestimmung einer Schätzge schwindigkeit des Kopfes und einer Schätzposition in der nächsten Abtastperiode aus dem vorhergehenden Steuer signal und der aktuellen Position, Ausgabe des Steuersignals aus der Schätzgeschwindigkeit, der Schätzposition und der aktuellen Position an den Kopfantrieb, und Durchführung des Schrittes (f); und
(n) entsprechend der Kennzeichnung des dritten Servomo dus Bestimmung einer aktuellen Position, in der der Kopf in der Einheit des Positionsfehler-Signals positioniert ist, aus der Servoinformation, Bestimmung einer Schätz geschwindigkeit des Kopfes und einer Schätzposition in der nächsten Abtastperiode aus dem vorhergehenden Steuersignal und der aktuellen Position, Ausgabe des Steuersignals aus der Schätzgeschwindigkeit, der Schätzposition und der geschätzten äußeren Grundwir kungskraft an den Kopfantrieb, und Durchführung des Schrittes (i).

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt (1) ferner die Schritte umfaßt:
entsprechend der Kennzeichnung des ersten Servomodus Bestimmung einer Schätzgeschwindigkeit des Kopfes und einer Schätzpositionsspur in der nächsten Abtastperiode aus dem vorhergehenden, in einer vorhergehenden Abtast periode in den Kopfantrieb eingegebenen Steuersignal und aus der aktuellen Spur;
Bestimmung einer Zielgeschwindigkeit entsprechend dem Spurabstand zwischen der Zielspur und der Schätzposi tionsspur; und
Ausgabe des Steuersignals entsprechend einem Differenz wert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzge schwindigkeit an den Kopfantrieb und Durchführung des Schrittes (c).

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Schritt (m) ferner die Schritte umfaßt:
entsprechend der Kennzeichnung des zweiten Servomodus Bestimmung der aktuellen Position, in der der Kopf in der Einheit der Übergangseinheit positioniert ist, aus der Servoinformation;
Bestimmung der Schätzgeschwindigkeit des Kopfes und der Schätzposition in der nächsten Abtastperiode aus dem vorhergehenden Steuersignal und der aktuellen Position; und
Bestimmung einer Zielgeschwindigkeit entsprechend dem Übergangseinheitenabstand zwischen der Mittelposition der Zielspur und der Schätzposition, Ausgabe des Steuersignals entsprechend einem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzgeschwindigkeit an den Kopfantrieb und Durchführung des Schrittes (f).

7. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem der Schritt (m) ferner die Schritte umfaßt:
entsprechend der Kennzeichnung des zweiten Servomodus Bestimmung der aktuellen Position, in der der Kopf in der Einheit der Übergangseinheit positioniert ist, aus der Servoinformation;
Bestimmung der Schätzgeschwindigkeit des Kopfes und der Schätzposition in der nächsten Abtastperiode aus dem vorhergehenden Steuersignal und der aktuellen Position; und
Bestimmung einer Zielgeschwindigkeit entsprechend dem Übergangseinheitenabstand zwischen der Mittelposition der Zielspur und der Schätzposition, Ausgabe des Steuersignals entsprechend einem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzgeschwindigkeit an den Kopfantrieb und Durchführung des Schrittes (f).

8. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Bezugsspurab stand 16 Spuren umfaßt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Bezugsüber gangseinheitenabstand 8 Übergangseinheiten umfaßt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem der Bezugs- Positionsfehler-Signalabstand 200 Positionsfehler- Signale (PES) umfaßt.

11. Digitale Servosteuerungs-Vorrichtung zur Steuerung ei nes Kopfantriebs zur Bewegung eines Kopfes zum Lesen von Servoinformation an eine Zielspur zu jeder vorbestimmten Abtastperiode in einem Datenspeichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, das die Servoin formation aufweist, welche eine Teilposition einer Auf zeichnungsfläche bezeichnet, wobei die Vorrichtung um faßt:
Speichermittel zum Aufzeichnen einer Zielgeschwindig keit entsprechend einer vorbestimmten Bewegungsstrecke; Erfassungsmittel zur Erfassung einer aktuellen Spur des Kopfes in einer aktuellen Abtastperiode aus der Servoinformation;
Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer Schätzgeschwin digkeit und einer Schätzpositionsspur des Kopfes in der nächsten Abtastperiode zur Bewegung zu der Zielspur aus einem vorhergehenden, in einer vorhergehenden Abtastpe riode in den Kopfantrieb eingegebenen Steuersignal und aus der aktuellen Spur; und
Mittel zur Ausgabe eines Steuersignals, das zu einem Differenzwert zwischen der Zielgeschwindigkeit und der Schätzgeschwindigkeit in Beziehung steht, aus dem Speichermittel an den Kopfantrieb durch Bestimmung der Zielgeschwindigkeit entsprechend einem Spurabstand zwi schen der Zielspur und der Schätzpositionsspur.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der das Bestimmungs mittel durch einen Mikroprozessor gebildet wird, der einen Vorhersage-Schätzalgorithmus in seinem eigenen Inneren speichert.

13. Digitale Servosteuerungs-Vorrichtung zur Steuerung ei nes Kopfantriebs zum Spurfahren eines Kopfes zum Lesen von Servoinformation an eine Mittelposition einer Ziel spur zu jeder vorbestimmten Abtastperiode in einem Da tenspeichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, das die Servoinformation aufweist, welche eine Teilposition einer Aufzeichnungsfläche bezeichnet, wobei die Vorrichtung umfaßt:
Erfassungsmittel zur Erfassung eines aktuellen Posi tionsfehler-Signals auf der Zielspur, in der der Kopf positioniert ist, in einer aktuellen Abtastperiode aus der Servoinformation;
Bestimmungsmittel zur Bestimmung einer Schätzgeschwin digkeit des Kopfes in der nächsten Abtastperiode zur Bewegung des Kopfes zu der Mittelposition der Zielspur durch ein in einer vorhergehenden Abtastperiode in den Kopfantrieb eingegebenes Steuersignal und das aktuelle Positionsfehler-Signal, eines Schätz-Positionsfehler- Signals in der nächsten Abtastperiode und einer Schätz- Grundwirkungskraft zur Bestimmung einer äußeren Grund wirkungskraft, die in der nächsten Abtastperiode zuge führt wird; und
Mittel zur Ausgabe eines Steuersignals zur Steuerung des Kopfantriebs, das zu der Schätzgeschwindigkeit, dem Schätzpositionsfehler-Signal, der Schätz-Grundwir kungskraft und der äußeren, während der aktuellen Ab tastperiode zugeführten Grundwirkungskraft in Beziehung steht.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der das Bestimmungs mittel durch einen Mikroprozessor gebildet wird, der einen Vorhersage-Schätzalgorithmus in seinem eigenen Inneren speichert.

15. Digitales Servosteuerungsverfahren zur Steuerung eines Schwingspulenmotors zur Bewegung eines Kopfes an eine Zielspur zu jeder vorbestimmten Abtastperiode in einem Datenspeichersystem, das ein Platten-Aufzeichnungsmedium verwendet, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Lesen einer Spurpositionsinformation zur Erfassung ei nes Gray-Codes einer aktuellen Spur auf dem Platten- Aufzeichnungsmedium, um eine Spurposition des Kopfes abzuleiten;
Auswahl einer Zielspur zur Bestimmung einer Bewegungs strecke zur Bewegung des Kopfes von der Spurposition zu der Zielspur;
Auswahl von einem Modus aus einem Suchmodus, einem Übergangsmodus und einem Spurfahrmodus als Ergebnis der Bewegungslänge; und
Freigabe einer Interrupt-Service-Routine zum Anlegen eines Steuersignals an den Schwingspulenmotor entspre chend dem aus dem Suchmodus, dem Übergangsmodus und dem Spurfahrmodus ausgewählten Modus zur Steuerung der Ge schwindigkeit des Kopfes zum Durchlaufen der Bewegungs strecke.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der Schritt der Freigabe einer Interrupt-Service-Routine, die zu jeder Abtastzeit ausgeführt wird, zum Anlegen eines Steuer signals an den Schwingspulenmotor nach Auswahl des Suchmodus die Schritte umfaßt:
Erzeugung eines ersten Steuersignals zur Bewegung des Kopfes;
Lesen von Spurkennungsdaten in Reaktion auf die Bewe gung des Kopfes, um eine aktuelle Spurposition zu be stimmen;
Ableitung einer Zielgeschwindigkeit aus einem Tabellen verzeichnis entsprechend der Bewegungsstrecke;
Bestimmung einer Differenz zwischen einer Position der Zielspur und der aktuellen Spurposition zur Erzeugung einer auf der Differenz basierenden Schätzgeschwindig keit;
Verringerung der Zielgeschwindigkeit um einen Betrag, der gleich der Schätzgeschwindigkeit ist, und Vergröße rung des Ergebnisses durch eine vorbestimmte Verstärkung zur Erzeugung eines neuen Steuersignals;
Bestimmung, ob die Differenz zwischen der Zielspurposi tion und der aktuellen Spurposition kleiner oder gleich einer vorbestimmten Spurzahl ist; und
Durchführung des Übergangsmodus, wenn die Differenz zwischen der Zielspurposition und der aktuellen Spurpo sition kleiner oder gleich der vorbestimmten Spurzahl ist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, das weiterhin die Schritte umfaßt:
Durchführung eines Zählvorganges und Bestimmung, ob der Zählvorgang eine vorbestimmte Zählrate erreicht, wenn die Differenz zwischen der Zielspurposition und der ak tuellen Spurposition größer als die vorbestimmte Spur zahl ist;
Ausgabe des neuen Steuersignals als das erste Steuer signal zur Bewegung des Kopfes und Zurückkehren zu dem Schritt des Lesens von Spurkennungsdaten, wenn der Zählvorgang nicht die vorbestimmte Zählrate erreicht hat; und
Beendigung des Suchmodus, wenn der Zählvorgang die vor bestimmte Zählrate erreicht hat.

18. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der Schritt der Freigabe einer Interrupt-Service-Routine, die zu jeder Abtastzeit ausgeführt wird, zum Anlegen eines Steuer signals an den Schwingspulenmotor nach Auswahl des Übergangsmodus die Schritte umfaßt:
Erzeugung eines ersten Steuersignals zur Bewegung des Kopfes;
Lesen von Spurkennungsdaten in Reaktion auf die Bewe gung des Kopfes und Erzeugung eines Positionsfehler- Signals aus den Spurkennungsdaten; und
Verwendung des Positionsfehler-Signals und des Gray- Codes, um eine aktuelle Spurposition zu bestimmen;
Ableitung einer Zielgeschwindigkeit aus einem Tabellen verzeichnis entsprechend der Bewegungsstrecke;
Bestimmung einer Differenz zwischen einer Position der Zielspur und der aktuellen Spurposition zur Erzeugung einer auf der Differenz basierenden Schätzgeschwindig keit;
Verringerung der Zielgeschwindigkeit um einen Betrag, der gleich der Schätzgeschwindigkeit ist, und Zuführung einer vorbestimmte Verstärkung zu dem Ergebnis, um ein neues Steuersignal zu erzeugen;
Bestimmung, ob die Differenz zwischen der Zielspurposi tion und der aktuellen Spurposition kleiner oder gleich einer vorbestimmten Anzahl von Übergangseinheiten ist, wobei 16 Übergangseinheiten gleich einer Spur sind; und
Durchführung des Spurfahrmodus, wenn die Differenz zwi schen der Zielspurposition und der aktuellen Spurposi tion kleiner oder gleich der vorbestimmten Anzahl von Übergangseinheiten ist.

19. Verfahren gemäß Anspruch 18, das weiterhin die Schritte umfaßt:
Durchführung eines Zählvorganges und Bestimmung, ob der Zählvorgang eine vorbestimmte Zählrate erreicht, wenn die Differenz zwischen der Zielspurposition und der ak tuellen Spurposition größer als die vorbestimmte Anzahl von Übergangseinheiten ist;
Ausgabe des neuen Steuersignals als das erste Steuer signal zur Bewegung des Kopfes und Zurückkehren zu dem Schritt des Lesens von Spurkennungsdaten, wenn der Zählvorgang nicht die vorbestimmte Zählrate erreicht hat; und
Beendigung des Übergangsmodus, wenn der Zählvorgang die vorbestimmte Zählrate erreicht hat.

20. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der Schritt der Freigabe einer Interrupt-Service-Routine, die zu jeder Abtastzeit ausgeführt wird, zum Anlegen eines Steuer signals an den Schwingspulenmotor nach Auswahl des Spurfahrmodus die Schritte umfaßt:
Erzeugung eines ersten Steuersignals zur Bewegung des Kopfes;
Lesen von Spurkennungsdaten in Reaktion auf die Bewe gung des Kopfes und Erzeugung eines Positionsfehler- Signals aus den Spurkennungsdaten; und
Verwendung des Positionsfehler-Signals, um eine ge schätzte aktuelle Spurposition, eine Schätzgeschwindig keit und eine Grundwirkungsschätzung zu bestimmen;
Zuführung einer ersten Verstärkung zu der geschätzten aktuellen Spurposition, um ein erstes Ergebnis zu erhalten;
Zuführung einer zweiten Verstärkung zu der Schätzge schwindigkeit, um ein zweites Ergebnis zu erhalten;
Erzeugung eines neuen Steuersignals durch Verbindung des ersten Ergebnisses mit dem zweiten Ergebnis, um ein drittes Ergebnis zu erhalten, und Verbindung der Grund wirkungsschätzung mit dem dritten Ergebnis, um jeglichen Einfluß aufgrund äußerer Störungen auf den Kopf zu be seitigen;
Bestimmung, ob eine Differenz zwischen der Zielspurpo sition und der aktuellen Spurposition kleiner oder gleich einem vorbestimmten Positionsfehler-Signalwert ist, wobei ein Positionsfehler-Signalwert von 1024 gleich einer Spur ist; und
Durchführung eines Einstellvorganges, wenn die Diffe renz zwischen der Zielspurposition und der aktuellen Spurposition kleiner oder gleich dem vorbestimmten Positionsfehler-Signalwert ist.

21. Verfahren gemäß Anspruch 20, das weiterhin die Schritte umfaßt:
Durchführung eines Zählvorganges und Bestimmung, ob der Zählvorgang eine vorbestimmte Zählrate erreicht, wenn die Differenz zwischen der Zielspurposition und der ak tuellen Spurposition größer als der vorbestimmte Positionsfehler-Signalwert ist;
Ausgabe des neuen Steuersignals als das erste Steuer signal zur Bewegung des Kopfes und Zurückkehren zu dem Schritt des Lesens von Spurkennungsdaten, wenn der Zählvorgang nicht die vorbestimmte Zählrate erreicht hat; und
Beendigung des Spurfahrmodus, wenn der Zählvorgang die vorbestimmte Zählrate erreicht hat.