磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng)

1、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng) 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng) 主要內(nèi)容 一、課題背景簡(jiǎn)介 二、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng)模型 一、課題背景簡(jiǎn)介 磁盤(pán)可以便利有效的存儲(chǔ)信息。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng) 器則廣泛用于從便攜式計(jì)算機(jī)到大型計(jì)算 機(jī)等各類計(jì)算機(jī)中。 現(xiàn)代的磁盤(pán)在每厘米寬度內(nèi)有多達(dá)5000個(gè) 磁道，每個(gè)磁道的寬度僅為1m,磁盤(pán)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)對(duì)磁頭的定位精度要求很高。磁頭滑片 轉(zhuǎn)軸 臂的轉(zhuǎn)動(dòng) 支撐臂 磁道a 激勵(lì)電機(jī) 磁道b 圖1 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)示意圖 1.磁盤(pán)磁頭安裝結(jié)構(gòu) 磁頭安裝在一個(gè)與手臂相連的簧片上，它 讀取磁盤(pán)上各點(diǎn)處不同的磁通量并將信號(hào) 供應(yīng)給放大器，簧片(彈性金屬制成)保 證磁頭以小于100nm的間隙懸浮于磁盤(pán)之 上(如圖2)。電機(jī)

2、 電機(jī) 手臂 手臂 圖2 磁頭安裝結(jié)構(gòu)圖 簧片 簧片 磁頭 磁頭 2.磁盤(pán)掌握系統(tǒng)原理圖 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器讀取裝置的目標(biāo)是要將磁頭準(zhǔn) 確定位，以便正確讀取磁盤(pán)磁道上的信息。 要精確掌握的變量是磁頭(安裝在一個(gè)滑 動(dòng)簧片上)的位置。磁回旋轉(zhuǎn)速度在1800 轉(zhuǎn)/分和7200轉(zhuǎn)/分之間，磁頭在磁盤(pán)上方 不到100nm的地方“飛行”,位置精度指 標(biāo)初步定為 1m;如有可能，我們還要進(jìn) 一步做到使磁頭由磁道a移動(dòng)到磁道b的時(shí) 間小于50ms。 至此，我們可以給出圖3所示的初步的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)，該閉環(huán)系統(tǒng)利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁頭臂到 達(dá)預(yù)期的位置。+ 傳感器 偏差 實(shí)際磁 頭位置 預(yù)期磁 頭位置 掌握裝置 激勵(lì)電極和臂 圖

3、3 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器磁頭的閉環(huán)掌握系統(tǒng) 二、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)讀取系統(tǒng)模型 考慮簧片的彈性系數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，其模 型如圖4所示。記電機(jī)質(zhì)量為m1,磁頭質(zhì)量 為m2,簧片彈性系數(shù)為k,直流電機(jī)對(duì)質(zhì)量 m1的驅(qū)動(dòng)力為u(t),y(t)是磁頭的位移，q(t) 是電動(dòng)機(jī)的位移。 圖4 具有彈性簧片的系統(tǒng)模型 對(duì)于質(zhì)量m1、m2,其動(dòng)力學(xué)方程為： b1q k(q-y) u(t) m1q b2 y k(y-q) 0 m2 y其中，b1和b2分別是電動(dòng)機(jī)和磁頭的摩擦系數(shù)。 令 x1 q x2 y ,代入上式 x3 q x4 y 則系統(tǒng)的狀態(tài)方程為0 0 0 0 x - k/m 1 k/m 1 k/m 2 - k/m 2 x1 x y 0 1 0 0 2 x3 x4 1 0 - b1/m 1 0 x1 0 x 0