磁带驱动器伺服系统及其横向位置的恢复方法技术方案

一种伺服系统和方法，用于相对于多个伺服带（３０－３４）定位磁头（１５），这些伺服带（３０－３４）是在磁带上纵向定义的并按纵向偏移的图案排列以便识别。伺服控制器（２７）响应横向位置的丢失，检测所估计的磁带（３６）的纵向位置。如果所估计的纵向位置处在到磁带（３６）一端的预定距离之内，则伺服控制器（２７）操作驱动器（１０）继续使磁带（３６）离开被检测的端部。伺服控制器（２７）检测原始横向位置检测器（１７５）以确定复合致动器（１４）是否处于到磁带（３６）边缘的预定距离内。如果是，则操作复合致动器（１４）的粗调致动器部分（１６）使其沿横向离开磁带（３６）的边缘；否则向着边缘移动。伺服控制器（２７）检测双伺服检测器（４５、４６）以检测任何两个所定义的伺服带（３０－３４）；一旦检测到任何两个所定义的伺服带（３０－３４），则检测纵向偏移以识别两个所定义的伺服带（３０－３４）中哪些已被检测到。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相对于磁带上记录的纵向定义的伺服磁道或伺服带对磁头进行横向定位的伺服系统，更具体地说，涉及一旦失去横向位置，对横向位置进行恢复的技术。利用一个伺服系统把磁头移动到所希望的数据磁道的中央并把磁头定位在那里，并且跟踪所希望的数据磁道的中央。为了增加数据磁道的密度，从而增大给定磁带的数据容量，数据磁道正在变得越来越小和彼此越来越靠近。因此，希望把纵向定义的伺服磁道或伺服带放在穿过整个磁带宽度的各个位置，这些伺服磁道或伺服带由一组数据磁道分开。这允许伺服磁道或伺服带能靠近数据磁道并限制由于磁带伸展等造成的偏移。这还允许使用更大量的磁道，这是由于伺服磁道或伺服带与数据磁道之间的关系更加精确。一种有优越性的伺服磁道是美国专利5,689,384中的那种，它是基于定时的。磁性伺服磁道图案含有若干个转换，它们是在穿过伺服磁道宽度的多于一个方位取向上记录的，从而使得在磁头横向穿过伺服磁道宽度移动时，在该图案上任何一点读取伺服图案所得到的伺服位置信号脉冲的定时连续地变化。由伺服检测器产生的脉冲定时被解码，以提供速度不变位置信号，供伺服系统使用以把数据磁头定位在所希望的数据磁道上。任何一个伺服磁道可以附加多个穿过伺服磁道宽度的索引的定义伺服位置，称作伺服带，从而进一步增加了能放在各伺服带之间的空间中的数据磁道的个数。这里，“伺服带”包含单个位置伺服磁道或具有多个索引的伺服位置的伺服磁道。于是，为了使数据磁道数最大，伺服带的宽度按其实际可能尽量地窄，而伺服带之间的间隔要按实际可能尽量地大。在美国专利5,689,384中讨论了使伺服带相对于数据磁道的位置尽可能精确的途径，其中包含利用一个双伺服检测器，以检测相对于位于数据磁道相对两侧的两个定义的伺服带的横向位置。从两个定义伺服磁道检测到的伺服信号可以被平均或单独检测以提供冗余度，从而更好地把磁头定位在数据磁道上。在一个例子中，穿过磁带宽度可以放置5个定义的伺服带，每个伺服带可能有6个索引位置穿过定义的伺服带宽度。再有，磁头可以有多个读/写换能器，它们位于各伺服检测换能器之间，从而对每个索引位置可以提供大量数据磁道。这种伺服系统通常利用复合致动器以提供大的工作动态范围和高带宽。典型的复合致动器包含一个粗调致动器部分，如步进电机，以及一个微调致动器部分，如安装在粗调致动器部分上的音圈电机。这样，数据磁头能利用粗调致动器部分在磁带的整个宽度上在索引位置之间和在伺服磁道之间移动，并能利用复合致动器的微调致动器部分跟踪磁道的横向移动。复合致动器的微调致动器部分通常跟踪磁道引导干扰，以把磁头定义在所希望的数据磁道的中央。然而，它有很有限的运动范围。粗调致动器部分将微调致动器部分从一个索引位置携带到另一个索引位置在伺服带之间移动。结果，当复合致动器使磁头在各组数据磁道之间移动时，相应的双伺服检测器穿过数据磁道的扩展横向范围运动，而伺服系统缺少来自伺服带的用于反馈以实现精确控制的任何伺服信号。粗调致动器部分的步进电机通常由步进驱动脉冲向前或向后驱动。这样，在粗调致动器被移动时，对脉冲个数进行计数，以估计何时粗调致动器已移动到一定距离，使得跨过一组或多组数据磁道并达到所希望的一组双伺服带，其愿望是把双伺服检测器放在目标伺服带内。然后，利用位置误差信号(PES)进一步把粗调致动器移动到伺服带内所希望的索引位置。然后微调致动器将锁定在该伺服带内所希望的索引位置并跟踪该索引位置。如果粗调致动器能移动到一个新的绝对横向位置，而该位置处在足以检测PES的某一容差之内，则在获取目标索引位置的过程序列中不会发生问题。然而，粗调致动器是由步进电机利用螺杆进行驱动，而且通常没有绝对位置检测器提供粗调致动器位置反馈。步进电机基本上是以开环方式通过提供步进信号来驱动，电机对步进信号的实际响应未受到监视。可能由于机械原因，如齿轮摩擦或质点效应，使粗调致动器可能滞留在走向新的绝对基准位置的路上的某一位置，或者由于作用于粗调致动器的非线性因素，如弹簧力效应、齿轮的变形以及齿轮和螺杆的啮合间隙，粗调致动器可能跳过新的绝对基准位置。当这些误差大到足以把伺服读元件移到伺服带之外时，该磁道跟踪伺服系统便完全丢失了横向位置，于是该获取过程失败。可以提供一个检测系统实时监视磁头相对于磁带的绝对位置，如光学检测器及相关的电子元件，但需要安装空间而且增大成本。当横向位置丢失时，可能的作法是将磁带和粗调致动器移动到“原始位置”并导出该原始位置的地点，然后通过把磁带和粗调致动器移动到磁头附近，以期得到恢复。然而，这不但浪费时间而且有高度破坏性，而且可能是无效的。根据本专利技术的第一方面，提供了一种如权利要求1中定义的方法。根据本专利技术的第二方面，提供了一种如权利要求6中定义的伺服系统。根据本专利技术的第三方面，提供了一种如权利要求11中定义的磁带数据存储装置。所公开的内容是一种伺服系统和方法，用于相对磁带上平行的、纵向定义的多个伺服带横向定位磁头，定义的伺服带每个由平行于定义伺服带的多个数据磁道分开，定义的伺服带以纵向移动的图案排列以便识别，磁带驱动器有一驱动系统用于以标称速度沿纵向移动磁带以在磁带上读和/或写数据。用于恢复横向位置的伺服系统包含双通道伺服检测器，如双通道读磁头和检测器，用于检测该磁头相对于两个定义伺服带的横向位置；复合致动器，它有微调致动器部分用于相对定义的伺服带横向移动该磁头，以及粗调致动器部分用于相对定义的伺服带横向移动微调致动器部分；原始横向位置检测器，用于检测该复合致动器是否在到磁带边缘的预先确定的距离内；纵向位置估计器，用于估计磁带的纵向位置；以及伺服控制器。伺服控制器与双伺服检测器、复合致动器、原始横向位置检测器、纵向位置估计器以及驱动系统耦合，用于操作复合致动器以把双伺服检测器横向定位在两个定义伺服带处，并在两个定义伺服带的每个处跟踪相同的索引位置，从而定位该磁头。伺服控制器响应横向位置的丢失，检测由纵向位置估计器估计的磁带纵向位置。如果检测的磁带估计纵向位置是在到磁带一端的一个预先确定的距离内，则伺服控制器操作磁带驱动器继续移动磁带沿纵向离开被检测到的磁带端部；否则，确定驱动器移动磁带的方向并且使驱动器沿着相反的方向连续移动磁带。伺服控制器检测原始横向位置检测器，以确定复合致动器是否在横向处于到磁带边缘的预先确定的距离内。如果复合致动器是在到磁带边缘的预先确定的距离内，则伺服控制器沿横向操作粗调致动器部分以使其离开磁带边缘；否则，操作粗调致动器使其沿横向移向边缘。伺服控制器检测双伺服检测器以检测任何两个定义伺服带；并且，一旦检测到任何两个定义的伺服带，则检测两个伺服带之间的纵向偏移，以识别两个定义伺服带中哪个已被检测到。附图说明为更充分地理解本专利技术，应参考下文中结合附图所做的详细描述。现在参考附图仅以举例方式描述本专利技术的实施例，这些附图中图1是现有技术的磁带的图形表示，该磁带有多个以定时为基础的伺服带，这些伺服带被用于实现本专利技术；图2是图1的现有技术以定时为基础的伺服带的一部分的扩展图形表示；图3是可实现本专利技术的磁带驱动器的等比例部分部件分解图；图4是根据本专利技术的用于操作图3的磁带驱动器的伺服系统一个实施例的方框图；图5是图1中定义的伺服带相对纵向偏移表；图6是图1中两个定义伺服带的图形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恢复磁带驱动器伺服系统横向位置的方法，所述伺服系统用于相对于磁带（３６）上的多个平行的、纵向定义的伺服带（３０－３４）横向定位磁头（１５），所述定义的伺服带（３０－３４）每个由平行于所述的定义伺服带（３０－３４）的多个数据磁道分开，所述的定义伺服带（３０－３４）以纵向偏移的图案排列以便识别，所述磁带驱动器（１０）有一驱动系统用于以标称速度纵向移动所述磁带（３６）以在所述磁带（３６）上读和／或写数据，所述伺服系统包含一个双伺服检测器（４５、４６）用于检测所述磁头（１５）相对于两个所述定义的伺服带（３０－３４）的横向位置，一个复合致动器（１４）具有微调致动部分（２０）用于相对所述定义的伺服带（３０－３４）横向移动所述磁头（１５）及粗调致动器部分（１６）用于相对所述定义的伺服带（３０－３４）横向移动微调致动器部分（２０），一个原始横向位置检测器（１７５）用于检测所述复合致动器（１４）是否在到所述磁带（３６）边缘的预定距离内，一个纵向位置估计器用于估计所述磁带（３６）的纵向位置，以及一个伺服控制器（２７）用于操作所述复合致动器（１４）以把所述双伺服检测器（４５、４６）横向定位在两个所述定义的伺服带（３０－３４）处，以磁道跟踪所述两个定义的伺服带（３０－３４），从而定位所述磁头（１５），该用于恢复横向位置的方法包含： 响应所述横向位置的丢失，检测所述纵向位置估计器估计的所述磁带（３６）的纵向位置； 如果所述检测到的所述磁带（３６）的估计纵向位置是在到所述磁带（３６）一端的一个预定距离内，则操作所述磁带驱动器（１０）继续移动所述磁带（３６）沿纵向离开所述被检测的磁带（３６）端部； 检测所述原始横向位置检测器（１７５）以确定所述复合致动器（１４）是否处于到所述磁带（３６）的所述边缘的预定距离内； 如果所述复合致动器（１４）是在到所述磁带（３６）的所述边缘的预定距离内，则操作所述伺服控制器（２７）移动所述粗调致动器部分（１６）沿横向离开所述磁带（３６）的所述边缘；否则，操作所述伺服控制器（２７）使所述粗调致动器部分（１６）沿横向移向所述边缘； 检测所述双伺服检测器（４５、４６）以检测任何两个所述定义的伺服带（３０－３４）；以及 一旦检测到所述定义的伺服带（３０－３４）中的任何两个，则检测所述纵向偏移以识别所述两个定义的伺服带（３０－３４）中哪些已被检测到。...

【技术特征摘要】
US 2000-8-16 09/639,0761.一种恢复磁带驱动器伺服系统横向位置的方法，所述伺服系统用于相对于磁带(36)上的多个平行的、纵向定义的伺服带(30-34)横向定位磁头(15)，所述定义的伺服带(30-34)每个由平行于所述的定义伺服带(30-34)的多个数据磁道分开，所述的定义伺服带(30-34)以纵向偏移的图案排列以便识别，所述磁带驱动器(10)有一驱动系统用于以标称速度纵向移动所述磁带(36)以在所述磁带(36)上读和/或写数据，所述伺服系统包含一个双伺服检测器(45、46)用于检测所述磁头(15)相对于两个所述定义的伺服带(30-34)的横向位置，一个复合致动器(14)具有微调致动部分(20)用于相对所述定义的伺服带(30-34)横向移动所述磁头(15)及粗调致动器部分(16)用于相对所述定义的伺服带(30-34)横向移动微调致动器部分(20)，一个原始横向位置检测器(175)用于检测所述复合致动器(14)是否在到所述磁带(36)边缘的预定距离内，一个纵向位置估计器用于估计所述磁带(36)的纵向位置，以及一个伺服控制器(27)用于操作所述复合致动器(14)以把所述双伺服检测器(45、46)横向定位在两个所述定义的伺服带(30-34)处，以磁道跟踪所述两个定义的伺服带(30-34)，从而定位所述磁头(15)，该用于恢复横向位置的方法包含响应所述横向位置的丢失，检测所述纵向位置估计器估计的所述磁带(36)的纵向位置；如果所述检测到的所述磁带(36)的估计纵向位置是在到所述磁带(36)一端的一个预定距离内，则操作所述磁带驱动器(10)继续移动所述磁带(36)沿纵向离开所述被检测的磁带(36)端部；检测所述原始横向位置检测器(175)以确定所述复合致动器(14)是否处于到所述磁带(36)的所述边缘的预定距离内；如果所述复合致动器(14)是在到所述磁带(36)的所述边缘的预定距离内，则操作所述伺服控制器(27)移动所述粗调致动器部分(16)沿横向离开所述磁带(36)的所述边缘；否则，操作所述伺服控制器(27)使所述粗调致动器部分(16)沿横向移向所述边缘；检测所述双伺服检测器(45、46)以检测任何两个所述定义的伺服带(30-34)；以及一旦检测到所述定义的伺服带(30-34)中的任何两个，则检测所述纵向偏移以识别所述两个定义的伺服带(30-34)中哪些已被检测到。2.如权利要求1所述的方法，其中所述操作磁带驱动器(10)继续移动所述磁带(36)沿纵向移动的步骤还包含以所述标称速度的预定标准范围内的速度移动所述磁带(36)。3.如权利要求2所述的方法，其中所述定义的伺服带(30-34)包含以定时为基础重复磁转换伺服图案，在所述重复图案的第一组转换之间有固定的距离间隔，在所述重复图案的第二组转换之间有横向可变的距离间隔，而且其中所述操作磁带驱动器(10)继续移动所述磁带(36)以所述速度沿所述纵向移动的步骤还包含检测所述重复图案的固定间隔转换的移动时间以测量所述磁带(36)的速度供与所述标称速度比较。4.如权利要求3所述的方法，其中所述一旦检测到所述定义的伺服带(30-34)中的任何两个便检测所述纵向偏移的步骤还包含检测所述两个定义伺服带(30-34)中每个的所述横向可变转换的移动距离与所述固定间隔转换的移动距离之比，以确定所述伺服检测器相对于所述定义的伺服带(30-34)的横向位置，并操作所述伺服控制器(27)移动粗调致动器部分(16)以把所述双伺服检测器(45、46)基本上定位在所述两个定义的伺服带(30-34)的中央。5.如前述权利要求中任何一个所述的方法，其中所述沿纵向继续移动所述磁带(36)的步骤还包含如果被检测的所述磁带(36)的估计纵向位置处在距所述磁带(36)任何一端的预定距离之外，则确定所述驱动器(10)移动所述磁带(36)的方向，并操作所述驱动器(10)使磁带(36)沿相反方向移动。6.一种磁带驱动器伺服系统，所述伺服系统用于相对于磁带(36)的多个平行的、纵向定义的伺服带(30-34)横向定位磁头(15)，所述定义的伺服带(30-34)每个被多个平行于所述定义的伺服带(30-34)的数据磁道分开，所述定义的伺服带(30-34)按纵向偏移的图案排列以便识别，所述磁带驱动器有一驱动系统(10)用于以标称速度纵向移动所述磁带(36)以在所述磁带(36)上读和/或写数据，所述用于恢复横向位置的伺服系统包含双伺服检测器(45、46)，用于检测所述磁头(15)相对于两个所述定义的伺服带(30-34)的横向位置；复合致动器(14)，具有微调致动器部分(20)用于相对所述定义的伺服带(30-34)横向移动所述磁头(15)及粗调致动器部分(16)用于相对所述定义的伺服带(30-34)横向移动所述微调致动器部分(20)；原始横向位置检测器(175)，用于检测所述复合致动器(14)是否在到所述磁带(36)边缘的预定距离内；纵向位置估计器，用于估计所述磁带(36)的纵向位置，以及伺服控制器(27)，与所述双检测器(45、46)、所述复合致动器(14)、所述原始横向位置检测器(175)、所述纵向位置估计器以及所述驱动器系统(10)耦合，用于操作所述复合致动器(14)以把所述双伺服检测器(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：NX布伊，JA科斯基，佐佐木昭光，鹤田和弘，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]