磁盤驅(qū)動讀取系統(tǒng)

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

2、 電機 手臂 手臂 圖2 磁頭安裝結(jié)構(gòu)圖 簧片 簧片 磁頭 磁頭 2.磁盤掌握系統(tǒng)原理圖 磁盤驅(qū)動器讀取裝置的目標是要將磁頭準 確定位，以便正確讀取磁盤磁道上的信息。 要精確掌握的變量是磁頭(安裝在一個滑 動簧片上)的位置。磁回旋轉(zhuǎn)速度在1800 轉(zhuǎn)/分和7200轉(zhuǎn)/分之間，磁頭在磁盤上方 不到100nm的地方“飛行”,位置精度指 標初步定為 1m;如有可能，我們還要進 一步做到使磁頭由磁道a移動到磁道b的時 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)利用電機驅(qū)動磁頭臂到 達預(yù)期的位置。+ 傳感器 偏差 實際磁 頭位置 預(yù)期磁 頭位置 掌握裝置 激勵電極和臂 圖

3、3 磁盤驅(qū)動器磁頭的閉環(huán)掌握系統(tǒng) 二、磁盤驅(qū)動讀取系統(tǒng)模型 考慮簧片的彈性系數(shù)對系統(tǒng)的影響，其模 型如圖4所示。記電機質(zhì)量為m1,磁頭質(zhì)量 為m2,簧片彈性系數(shù)為k,直流電機對質(zhì)量 m1的驅(qū)動力為u(t),y(t)是磁頭的位移，q(t) 是電動機的位移。 圖4 具有彈性簧片的系統(tǒng)模型 對于質(zhì)量m1、m2,其動力學(xué)方程為： b1q k(q-y) u(t) m1q b2 y k(y-q) 0 m2 y其中，b1和b2分別是電動機和磁頭的摩擦系數(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