DE112011100370T5

DE112011100370T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit

Info

Publication number: DE112011100370T5
Application number: DE112011100370T
Authority: DE
Inventors: Evangelos S. Eleftheriou; Walter Haeberle; Jens Jelitto; Angellkl Pantazi
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: CN102725792B; GB2490828B; DE112011100370B4; GB2490828A; US8587892B2; US20120293889A1; DE112011100370T8; GB201214600D0; WO2011092642A1; CN102725792A

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), wobei der Kopf (HU) ein erstes und ein zweites Leseelement (RE1, RE2) umfasst. Jedes Leseelement (RE1, RE2) ist in der Lage, vorgegebene Servomuster eines speziellen Servobandes (SP) zu erkennen. Das erste und das zweite Leseelement (RE1, RE2) sind derart angeordnet, dass sich das Band (TP) zuerst an einem der beiden Leseelemente (RE1, RE2) und danach am anderen der beiden Leseelemente (RE1, RE2) vorbeibewegt, wenn sich das Band (TP) in eine vorgegebene Längsrichtung (X) bewegt. Eine Bandtransportrichtung (TPDIR) des Bandes (TP) in Längsrichtung (X) wird bestimmt. Das erste Leseelement (RE1) wird abhängig von der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) ausgewählt, wenn es sich bei der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) um eine Richtung handelt, bei der sich das Band (TP) zuerst am ersten Leseelement (RE1) und danach am zweiten Leseelement (RE2) vorbeibewegt. Andernfalls wird das zweite Leseelement (RE2) ausgewählt. Ein Positionsfehlersignal (PES1) wird abhängig vom ausgewählten Leseelement bestimmt. Bezüglich eines vorgegebenen seitlichen Referenzpunktes (REF) wird eine bewertete seitliche Spurposition (dest) an einer Längsposition (x1) des ausgewählten Leseelements abhängig vom bestimmten Positionsfehlersignal (PES1) bewertet. Bezüglich des vorgegebenen Referenzpunktes (REF) wird eine andere bewertete seitliche Spurposition ) an einer Längsposition (x2) des nicht ausgewählten Leseelements derart bewertet, dass die andere bewertete seitliche Spurposition ) eine zeitverzögerte Darstellung der seitlichen Spurposition (dest) wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit, die ein Band und einen Kopf aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Patentschrift US 6690531 B2 offenbart ein Datenaufzeichnungsband, das sich an Führungen entlang und an einem Lese-/Schreibkopf vorbeibewegt. Sensoren erkennen die Position des Bandes und passen die Führungen und den Kopf als Funktion der Position an. Wenn das Band vom Zielbandweg abkommt, bewegt eine Steuerung eine Führung, um das Band mithilfe der Sensorsignale wieder zurück auf den Zielbandweg zu lenken.
Die Patentschrift US 2008/0117543 A1 beschreibt, dass Datenbänder immer kleiner werden und enger beieinander liegen, um die Datenbanddichte und dadurch die Datenkapazität eines Bandes zu erhöhen. Es wurde daher wünschenswert, die in Längsrichtung festgelegten Servobänder an verschiedenen Stellen über der gesamten Breite des Bandes durch Gruppen von Datenbändern getrennt anzuordnen. Dadurch können die Servobänder dichter an den Datenbändern liegen und ein Versatz aufgrund von Banddehnung usw. begrenzt werden. Dies ermöglicht auch, aufgrund der höheren Präzision der Lagebeziehung zwischen den Servobändern und den Datenbändern eine höhere Anzahl von Bändern zu verwenden. In diesem Kontext wird ein Bandlaufwerk beschrieben, das einen Kopf mit einem ersten und einem zweiten Servoleseelement beinhaltet, die so eingerichtet sind, dass Übergangsstreifen eines Servomusters auf Banddatenträgern erkannt werden können. Das erste Servoleseelement ist so eingerichtet, dass es zu einem ersten Zeitpunkt mindestens zwei Übergangsstreifen eines geraden Servobandes auf dem Banddatenträger erkennen kann. Das zweite Servoleseelement ist so eingerichtet, dass es zu einem zweiten Zeitpunkt mindestens zwei Übergangsstreifen eines ungeraden Servobandes auf dem Banddatenträger erkennen kann, wobei der zweite Zeitpunkt eine einer Entfernung entsprechende Zeitverzögerung nach dem ersten Zeitpunkt darstellt. Eine Zeitlage von mindestens zwei Übergangsstreifen des ungeraden und des geraden Servobandes auf dem Banddatenträger wird erkannt. Der Kopf wird als Reaktion auf die Zeitlage der mindestens zwei Übergangsstreifen des geraden und des ungeraden Servobandes auf dem Banddatenträger bezüglich des Banddatenträgers seitlich positioniert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß Ausführungsformen eines ersten und eines zweiten Aspekts der Erfindung, werden ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band und einem Kopf bereitgestellt, wobei der Kopf ein erstes Leseelement und ein zweites Leseelement aufweist. Jedes Leseelement ist in der Lage, vorgegebene Servomuster eines speziellen vorgegebenen Servobandes zu erkennen, die auf dem Band entlang einer Längsausdehnung des Bandes gespeichert sind. Das erste und das zweite Leseelement sind derart angeordnet, dass sich das Band zuerst an einem der beiden Leseelemente und danach am anderen der beiden Leseelemente vorbeibewegt, wenn sich das Band in einer vorgegebenen Längsrichtung bewegt. Eine Bandtransportrichtung des Bandes entlang der Längsrichtung wird bestimmt. Das erste Leseelement wird abhängig von der bestimmten Bandtransportrichtung ausgewählt, wenn es sich bei der bestimmten Bandtransportrichtung um eine Richtung handelt, bei der sich das Band zuerst am ersten Leseelement und danach am zweiten Leseelement vorbeibewegt. Andernfalls wird das zweite Leseelement ausgewählt. Ein Positionsfehlersignal wird abhängig vom ausgewählten Leseelement bestimmt. Das Positionsfehlersignal stellt eine seitliche Entfernung zwischen einer seitlichen Position des ausgewählten Leseelements und einer vorgegebenen seitlichen Referenzposition auf dem speziellen Servoband dar. Eine abgeschätzte seitliche Spurposition, welche die seitliche Referenzposition auf dem Servoband bezüglich eines vorgegebenen seitlichen Referenzpunktes an einer Längsposition des ausgewählten Leseelements darstellt, wird abhängig vom bestimmten Positionsfehlersignal abgeschätzt. Bezüglich des vorgegebenen seitlichen Referenzpunktes wird eine weitere abgeschätzte seitliche Spurposition an einer Längsposition des nicht ausgewählten Leseelements derart abgeschätzt, dass die andere abgeschätzte seitliche Spurposition eine zeitverzögerte Darstellung der seitlichen Spurposition wird. Ein Steuersignal wird abhängig von der abgeschätzten seitlichen Spurposition bestimmt. Eine seitliche Kopfposition des Kopfes wird über das Steuersignal gesteuert.
Dies kann dazu beitragen, die spezielle seitliche Spurposition zuverlässig abzuschätzen und das Steuersignal so zu bestimmen, dass der Kopf dem Servoband, insbesondere der bestimmten seitlichen Referenzposition auf dem Servoband, so genau wie möglich folgt. Dies kann auch ein Steuersystem ermöglichen, bei dem keine externen Sensoren verwendet werden und das eine Spurfolgesteuerung insbesondere im Fall von seitlichen niederfrequenten Störungen wie zum Beispiel Stapelverschiebungen (stack shifts) erheblich verbessern kann. Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung kann jedes beliebige Steuersystem zur Spurfolgesteuerung ergänzt werden. Die Spurfolgesteuerung stellt das Steuern der seitlichen Kopfposition bezüglich der seitlichen Referenzposition auf dem speziellen Servoband, das auf dem Band gespeichert ist, dar, wobei der Kopf so bewegt wird, dass er der seitlichen Referenzposition auf dem speziellen Servoband zum Beispiel während Lese-/Schreibvorgängen so genau wie möglich folgt. Das Schreiben des Servomusters des Servobandes erfolgt vorzugsweise während der Herstellung des Bandes.
Die Längsrichtung und eine vorgegebene seitliche Richtung dienen als Referenzrichtungen. Beide Richtungen stehen vorzugsweise senkrecht zueinander. In diesem Kontext entspricht der Ausdruck „seitlich” der seitlichen Richtung und der Ausdruck „längs” der Längsrichtung.
Das Band kann zum Beispiel von einer Abwickelspule zugeführt und von einer Aufwickelspule aufgenommen werden. Der Bandtransport kann dadurch bewirkt werden, dass mindestens die Aufwickelspule so betätigt wird, dass das Band in die Bandtransportrichtung bewegt wird. Das Band kann sich auch in seitliche Richtungen bewegen, was als seitliche Bandbewegung ermittelt werden kann. Die seitliche Bandbewegung kann zum Beispiel von der Ansammlung von Partikeln auf Bundrollen oder vom ungleichmäßigen Ab- oder Aufwickeln des Bandes verursacht werden und kann beispielsweise plötzliche seitliche Verschiebungen des Bandes bedeuten.
Die vorgegebene seitliche Referenzposition auf dem Servoband stellt eine vorgegebene seitliche Position innerhalb einer seitlichen Ausdehnung der Servomuster des speziellen Servobandes dar. Die seitliche Referenzposition ist vorzugsweise mit einer vorgegebenen Referenzlinie verknüpft, wie zum Beispiel einer Mittellinie des speziellen Servobandes, die innerhalb der seitlichen Ausdehnung der Servomuster des Servobandes angeordnet ist. Die abgeschätzte seitliche Spurposition stellt eine abgeschätzte seitliche Entfernung zwischen dem vorgegebenen Referenzpunkt und der seitlichen Referenzposition auf dem Servoband an der Längsposition des speziellen Leseelements dar. Das Positionsfehlersignal kann abhängig von der vorgegebenen seitlichen Referenzposition auf dem Servoband und der momentanen seitlichen Position des speziellen Leseelements abgeschätzt werden. Die spezielle Längsposition stellt die Position des speziellen Leseelements in der Längsrichtung dar.
Bei dem ersten und dem zweiten Leseelement handelt es sich vorzugsweise um Servoleseelemente. Beim ersten und zweiten Leseelement kann es sich um Elemente handeln, die in der Lage sind, die Servomuster des speziellen Servobandes zu erkennen, das dem ersten und dem zweiten Leseelement zugeordnet ist.
Seitliche Störungen, die ihren Ursprung an spezifischen Stellen auf einem Bandweg haben, bewegen sich üblicherweise von einem Punkt zum anderen durch den Bandweg. Wenn sich das Band zum Beispiel in Vorwärtsrichtung der Bandtransportrichtung zuerst am ersten Leseelement vorbeibewegt, handelt es sich bei der seitlichen Störung, die beim zweiten Leseelement beobachtet wird, um eine zeitverzögerte Version der Störung beim ersten Leseelement. Dies kann dazu beitragen, die spezielle seitliche Spurposition beim speziellen Leseelement zuverlässig abzuschätzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung wird die abgeschätzte seitliche Spurposition abhängig vom Steuersignal abgeschätzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung wird eine abgeschätzte seitliche Kopfposition des Kopfes abhängig von einem vorgegebenen Modell eines Betätigungsgliedes der Speichereinheit bestimmt, das in der Lage ist, den Kopf abhängig vom Steuersignal in seitlicher Richtung zu bewegen. Die abgeschätzte seitliche Spurposition wird abhängig von der abgeschätzten seitlichen Kopfposition und dem bestimmten Positionsfehlersignal bestimmt. Das Steuersignal wird vorzugsweise auf das Betätigungsgliedmodell angewandt und kann dadurch die abgeschätzte seitliche Kopfposition ergeben. Dies kann dazu beitragen, die spezielle seitliche Spurposition beim speziellen Leseelement zuverlässig abzuschätzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ersten und des zweiten Aspekts der Erfindung wird eine Kopfdrehposition des Kopfes bestimmt, die eine Abweichung einer momentanen Ausrichtung des Kopfes von der Längsrichtung darstellt. Die abgeschätzte seitliche Spurposition wird abhängig von der bestimmten Kopfdrehposition abgeschätzt. Die Ausrichtung des Kopfes stellt eine Position dar, in welcher der Kopf in der Lage ist, Daten vom Band zu lesen und/oder auf das Band zu schreiben. Die Kopfdrehposition kann insbesondere eine seitliche Differenz zwischen einer ersten seitlichen Position des ersten Leseelements und einer zweiten seitlichen Position des zweiten Leseelements darstellen. Dies kann dazu beitragen, die spezielle seitliche Spurposition unter Einbeziehung der momentanen Kopfdrehposition des Kopfes zuverlässig abzuschätzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung und ihre Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung momentan bevorzugter, jedoch nichtsdestoweniger veranschaulichender Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen betrachtet werden.
Die Figuren stellen Folgendes dar:
1, eine Abbildung eines Kopfes und eines Bandes,
2, eine Abbildung eines Steuersystems,
3, eine Abbildung eines erweiterten Steuersystems,
4, Gleichungen,
5, eine Abbildung eines schrägen Kopfes und eines Bandes,
6, eine Abbildung eines Steuersystems für die Schräglagensteuerung eines Kopfes,
7, eine Abbildung eines schrägen Kopfes,
8, weitere Gleichungen,
9, einen Ablaufplan.
Unterschiedliche Figuren können identische Bezugsziffern enthalten, die für Elemente mit ähnlichem oder einheitlichem Inhalt stehen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Kopf HU, wie zum Beispiel einen Magnetkopf, einer Speichereinheit, wie zum Beispiel eines Bandlaufwerks. Der Kopf HU umfasst mindestens ein erstes und ein zweites Kopfmodul HM1, HM2. Jedes Kopfmodul HM1, HM2 umfasst mindestens ein Kopfelement RW und mindestens ein Leseelement. Ein erstes Leseelement RE1 ist dem ersten Kopfmodul HM1 zugeordnet, und ein zweites Leseelement RE2 ist dem zweiten Kopfmodul HM2 zugeordnet. Das spezielle Kopfelement RW ist in der Lage, Daten von einem Band TP zu lesen und/oder auf dieses zu schreiben, und dabei kann es sich zum Beispiel um einen Lese-/Schreibwandler (read/write transducer) handeln. Der Kopf HU ist vorzugsweise in einer seitlichen Richtung Y beweglich.
Eine vorgegebene Entfernung L, zum Beispiel 1200 μm, entlang einer Leseelementlinie LN zwischen dem ersten Leseelement RE1 und dem zweiten Leseelement RE2 ist gegeben. Die Leseelementlinie LN stellt eine Referenzlinie dar, die durch das erste und das zweite Leseelement RE1, RE2 verläuft.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Bandes TP, das mindestens ein Servoband SP umfasst. Das spezielle Servoband SP ist Teil von Datenspuren, die einen Bandbereich darstellen, in dem momentane Daten gespeichert werden und/oder auf den geschrieben wird, oder es ist diesen Datenspuren zugeordnet. Das erste und das zweite Leseelement RE1, RE2 sind üblicherweise innerhalb einer seitlichen Ausdehnung des Servobandes SP angeordnet, die zum Beispiel 200 μm beträgt. Beim ersten und dem zweiten Leseelement RE1, RE2 handelt es sich vorzugsweise um Servoleseelemente, die dem speziellen Servoband SP zugeordnet sind. Jedes Leseelement RE1, RE2 ist in der Lage, vorgegebene Servomuster des speziellen Servobandes SP zu erkennen. Das erste Kopfmodul HM1 kann zum Beispiel mehr als ein erstes Leseelement RE1 umfassen, und das zweite Kopfmodul HM2 kann zum Beispiel mehr als ein zweites Leseelement RE2 umfassen. Vorzugsweise entspricht die Anzahl erster Leseelemente RE1 der Anzahl zweiter Leseelemente RE2, wobei ein Paar zugeordneter erster und zweiter Leseelemente RE1, RE2 einem speziellen Servoband zugeordnet sein kann.
Das Band TP kann sich in eine Vorwärtsrichtung entlang einer Längsrichtung X bewegen, wie in 1 gezeigt. Die Vorwärtsrichtung bedeutet eine Bandtransportrichtung TPDIR entlang der Längsrichtung X, bei der sich das Band TP zuerst am ersten Kopfmodul HM1 und danach am zweiten Kopfmodul HM2 vorbeibewegt. Eine Rückwärtsrichtung des Bandes TP bedeutet eine Bandtransportrichtung TPDIR entlang der Längsrichtung X, bei der sich das Band TP zuerst am zweiten Kopfmodul HM2 und danach am ersten Kopfmodul HM1 vorbeibewegt.
Im Fall, dass die Leseelementlinie LN im Grunde parallel zur Längsrichtung X ausgerichtet ist, ist eine seitliche Kopfposition y gleich einer ersten seitlichen Position y1 des ersten Leseelements RE1 und gleich einer zweiten seitlichen Position y2 des zweiten Leseelements RE2. Die seitliche Kopfposition y stellt eine seitliche Entfernung zwischen der Leseelementlinie LN und einem vorgegebenen Referenzpunkt REF dar. Die erste seitliche Position y1 stellt eine seitliche Entfernung zwischen dem ersten Servoelement RE1 und dem vorgegebenen Referenzpunkt REF dar, und die zweite seitliche Position y2 stellt eine seitliche Entfernung zwischen dem zweiten Servoelement RE1 und dem vorgegebenen Referenzpunkt REF dar.
Eine erste seitliche Spurposition d₁ stellt eine seitliche Entfernung zwischen einer vorgegebenen seitlichen Referenzposition r_y auf dem Servoband SP und dem Referenzpunkt REF bei einer ersten Längsposition x1 dar, welche die Längsposition des ersten Leseelements RE1 darstellt. Eine zweite seitliche Spurposition d₂ stellt eine seitliche Entfernung zwischen der vorgegebenen seitlichen Referenzposition r_y auf dem Servoband SP und dem Referenzpunkt REF bei einer zweiten Längsposition x2 dar, welche die Längsposition des zweiten Leseelements RE2 darstellt.
2 zeigt ein Steuersystem der Speichereinheit, wie zum Beispiel ein Spurfolge-Steuersystem, das so eingerichtet ist, dass es den Kopf HU seitlich so bewegen kann, dass er einer Spurmittellinie während Lese-/Schreibvorgängen so genau wie möglich folgt. Zu diesem Zweck werden ein erstes Positionsfehlersignal PES1 und ein zweites Positionsfehlersignal PES2 verwendet. Das erste Positionsfehlersignal PES1 stellt eine seitliche Entfernung zwischen der seitlichen Kopfposition y und der ersten seitlichen Spurposition d₁ dar, wie auch Gleichung F4 in 4 zeigt. Das zweite Positionsfehlersignal PES2 stellt eine seitliche Differenz zwischen der seitlichen Kopfposition y und der zweiten seitlichen Spurposition d₂ dar, wie auch Gleichung F6 in 4 zeigt.
Vorzugsweise besteht eine Aufgabe des Steuersystems darin, die seitliche Kopfposition y derart zu steuern, dass der Kopf HU der seitlichen Referenzposition r_y auf dem Servoband SP bei Vorhandensein seitlicher Bewegungsstörungen folgt, die zum Beispiel von einer seitlichen Bandbewegung des Bandes TP verursacht werden können. Die seitliche Bandbewegung kann durch den Transport über Bundrollen zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule erzeugt werden. Die Bunde begrenzen die seitliche Bandbewegung, bringen jedoch die Ansammlung von Partikeln an den Bunden mit sich, was die Lebensdauer des Bandes TP beeinträchtigt und darüber hinaus unerwünschte dynamische Effekte erzeugt. Im Falle eines Transports durch bundlose Rollen gibt es keine Begrenzung der seitlichen Bandbewegung des Bandes TP, so dass seitliche Bandbewegungen, die von Stapelversetzungen und verworfenen Wicklungen stammen, ausgeprägter sind. Bei einem bundlosen Antrieb ist die Amplitude dieser Störungen im Vergleich zu einem Antrieb mit Bundrollen höher. Stapelversetzungen erscheinen als plötzliche seitliche Verschiebung, die jedes Mal an derselben Längsposition wiederholt wird, wenn das Band TP läuft. Bei der seitlichen Bandbewegung handelt es sich üblicherweise um eine niederfrequente Störung innerhalb eines Frequenzbereichs von beispielsweise 10 bis 30 Hz. Die seitliche Bandbewegung stellt üblicherweise einen begrenzenden Faktor für höhere Datenspurdichten dar. Eine Erhöhung der Bereichsdichte auf 20 Gbit/in² kann zum Beispiel zu seitlichen Breiten der Datenspur in der Größenordnung von 600 bis 800 nm führen, was eine Standardabweichung des Positionsfehlersignals von beispielsweise 30 bis 50 nm erfordert. Das spezielle Kopfelement RW ist bezüglich der Position des zugeordneten Leseelements RE1, RE2 im Kopf HU derart angeordnet, dass es in der Lage ist, Daten von dem Band TP zu lesen und/oder auf dieses zu schreiben, wenn das zugeordnete Leseelement im Grunde auf die vorgegebene seitliche Referenzposition r_y auf dem speziellen Servoband ausgerichtet ist.
Das Steuersystem (2) umfasst eine Steuerung K, die ein Steuersignal u abhängig von einer Differenz der vorgegebenen seitlichen Referenzposition r_y, wie zum Beispiel 0 μm, und dem zweiten Positionsfehlersignal PES2 bestimmt.
Die vorgegebene seitliche Referenzposition r_y auf dem speziellen Servoband SP stellt eine vorgegebene seitliche Position innerhalb einer seitlichen Ausdehnung von beispielsweise 200 μm des Servomusters des speziellen Servobandes SP dar. Die seitliche Referenzposition r_y hängt vorzugsweise von einer vorgegebenen Referenzlinie ab, wie zum Beispiel einer Mittellinie CLN des speziellen Servobandes, die innerhalb der seitlichen Ausdehnung der Servomuster des Servobandes SP angeordnet ist.
Das Steuersystem umfasst weiterhin das Betätigungsglied PU, das die seitliche Kopfposition y abhängig vom Steuersignal u steuert. Die seitliche Kopfposition y kann, wie in Gleichung F0 in 4 gezeigt, bestimmt werden, wo der Parameter P beispielsweise für eine auf das Steuersignal u aufgebrachte Verstärkung des Betätigungsgliedes PU steht. Bei dem Steuersignal u kann es sich zum Beispiel um einen dem Betätigungsglied P zugeführten Strom handeln.
In Vorwärtsrichtung steuert das Steuersystem vorzugsweise die seitliche Kopfposition y abhängig vom zweiten Positionsfehlersignal PES2, wie in 2 gezeigt. In Rückwärtsrichtung wird die seitliche Kopfposition y vorzugsweise abhängig von dem ersten Positionsfehlersignal PES1 gesteuert.
Eine linke Abbildung in 2 zeigt einen Verlauf des ersten Positionsfehlersignals PES1 über der Zeit t, und eine rechte Abbildung in 2 zeigt einen Verlauf des zweiten Positionsfehlersignals PES2 über der Zeit t, wenn sich das Band in Vorwärtsrichtung bewegt. Werte des zweiten Positionsfehlersignals PES2 bewegen sich um einen Wert 0 μm, wohingegen sich Werte des ersten Positionsfehlersignals PES1 in positiver oder negativer Richtung bewegen. Das erste Positionsfehlersignal PES1, das in diesem Fall ein ungeregeltes Positionsfehlersignal darstellt, ist nicht in die Steuerung der seitlichen Kopfposition y einbezogen. Daher zeigt das erste Positionsfehlersignal im Vergleich zum Verlauf des zweiten Positionsfehlersignals PES2, das in diesem Fall ein geregeltes Positionsfehlersignal darstellt, höhere Signalwerte. In Rückwärtsrichtung ist das Verhalten üblicherweise vertauscht. Zum Beispiel handelt es sich in Vorwärtsrichtung bei dem an der zweiten Längsposition x2 erfassten zweiten Positionsfehlersignal PES2 im Grunde um eine zeitverzögerte Version des an der ersten Längsposition x1 erfassten ersten Positionsfehlersignals PES1. Daher wird mittels des in der linken Abbildung von 2 gezeigten ersten Positionsfehlersignals PES1 eine abgeschätzte seitliche Spurposition d_est abgeschätzt, welche die seitliche Referenzposition r_y auf dem Servoband SP darstellt, wie Gleichung F8 in 4 zeigt. Eine weitere abgeschätzte seitliche Spurposition d * / est der seitlichen Referenzposition auf dem Servoband SP stellt die zeitverzögerte seitliche Spurposition d_est dar. Die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est stellt eine abgeschätzte seitliche Entfernung zwischen dem vorgegebenen Referenzpunkt REF und der seitlichen Referenzposition r_y auf dem Servoband SP an der Längsposition des speziellen Leseelements dar.
In Rückwärtsrichtung wird vorzugsweise das zweite Positionsfehlersignal PES2 verwendet, um die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est abzuschätzen. Vorzugsweise wird das Positionsfehlersignal PES1, PES2, das dem Leseelement RE1, RE2 zugeordnet ist, an dem sich das Band TP als erstes vorbeibewegt, zur Abschätzung der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est verwendet. Wenn der Kopf HU mehr als zwei Kopfmodule aufweist, sind das erste und zweite Kopfmodul HM1, HM2 die speziellen äußeren Kopfmodule des Kopfes HU bezüglich der Längsrichtung X.
3 zeigt ein erweitertes Steuersystem, das zusätzlich eine Schätzfunktion E und eine Anpasseinheit KU, wie beispielsweise einen Verstärker, umfasst. 3 bezieht sich auf die Vorwärtsrichtung, wobei die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est der seitlichen Referenzposition r_y auf dem Servoband SP bezüglich des Referenzpunktes REF abhängig vom ersten Positionsfehlersignal PES1 und dem momentanen Steuersignal u abgeschätzt wird. Die andere abgeschätzte seitliche Spurposition d * / est stellt eine zeitverzögerte Version der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est dar. Die Anpasseinheit KU ist in der Lage, ein Hilfssteuersignal u_aux zu bestimmen, indem zum Beispiel eine vorgegebene Verstärkung K_g auf die andere berechnete seitliche Spurposition d * / est angewandt wird. Das Hilfssteuersignal u_aux wird dann beispielsweise zu einem Ausgangssignal der Steuerung K addiert, was das Steuersignal u ergibt.
Die Schätzfunktion E umfasst ein vorgegebenes Betätigungsgliedmodell P ^ des Betätigungsgliedes PU, das in der Lage ist, eine abgeschätzte seitliche Kopfposition y_est, abhängig vom Steuersignal u wie in F2 in 4 gezeigt, bereitzustellen. Die abgeschätzte seitliche Kopfposition y_est stellt eine Abschätzung der momentanen seitlichen Kopfposition y dar. Eine Differenz zwischen der abgeschätzten seitlichen Kopfposition y_est und dem ersten Positionsfehlersignal PES1 stellt die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est dar, wie Gleichung F8 in 4 zeigt. Im Falle der Rückwärtsrichtung stellt eine Differenz zwischen der abgeschätzten seitlichen Kopfposition y_est und dem zweiten Positionsfehlersignal PES2 die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est dar.
Im Vergleich mit 1 zeigt 5 einen schrägen Kopf HU. In diesem Kontext ist das Betätigungsglied PU zudem in der Lage, eine Drehposition ϑ des Kopfes HU zu steuern. Die Drehposition ϑ des Kopfes HU stellt eine Abweichung einer momentanen Ausrichtung des Kopfes HU von der Längsrichtung X dar. In diesem Fall unterscheidet sich die erste seitliche Position y1 von der zweiten seitlichen Position y2. Die seitliche Kopfposition y stellt beispielsweise einen Mittelwert der ersten und zweiten seitlichen Positionen y1, y2 dar. Aufgrund des Unterschieds zwischen der ersten und zweiten seitlichen Positionen y1, y2 wird die Drehposition ϑ des Kopfes HU vorzugsweise in die Abschätzung der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est mit einbezogen.
Wie in 7 gezeigt, können eine erste seitliche Differenz Δy₁ und eine zweite seitliche Differenz Δy₂ zum Beispiel aufgrund trigonometrischer Beziehungen berechnet werden. Die erste seitliche Differenz Δy₁ stellt die Differenz zwischen der ersten seitlichen Position y1 und der seitlichen Kopfposition y dar, und die zweite seitliche Differenz Δy₂ stellt eine Differenz zwischen der momentanen zweiten seitlichen Position y2 und der seitlichen Kopfposition y dar. Die Gleichungen F12, F14, F16, F18 zeigen trigonometrische Beziehungen entsprechend den Dreiecken ABΓ Δ, ΓΔE Δ, ΔZH Δ, ΔΘI Δ. Der Kopf HU ist durch seine vorgegebene Höhe D und den vorgegebenen Abstand L zwischen dem ersten und dem zweiten Leseelement RE1, RE2 gekennzeichnet. Durch Anwenden einer Näherung für kleine Winkel auf die Gleichungen F16, F18 in 8 können die erste und die zweite seitliche Differenz Δy₁, Δy₂ gemäß Gleichung F20 in 8 berechnet werden. Das erste und das zweite Positionsfehlersignal PES1, PES2 können gemäß Gleichung F22 in 8 berechnet werden.
6 zeigt ein erweitertes Steuersystem, bei dem eine Schräglagensteuerung des Kopfes HU ausgebildet ist. Im Vergleich zu 3 ist das Betätigungsglied PU in der Lage, zudem die Drehposition ϑ des Kopfes HU abhängig von einem vorgegebenen anderen Steuersignal u_ϑ zu steuern. Weiterhin ist eine erweiterte Schätzfunktion E* ausgebildet, um die seitliche Spurposition d_est gemäß Gleichung F10 in 6 abhängig vom Steuersignal u, der Drehposition ϑ und dem ersten Positionsfehlersignal PES1 in Vorwärtsrichtung abzuschätzen. Die Abschätzung der seitlichen Spurposition d_est kann auf der Grundlage eines erweiterten Modells P ^* des Betätigungsgliedes PU erfolgen, bei dem die Schräglagensteuerung des Kopfes HU mit einbezogen wird. In Rückwärtsrichtung wird die abgeschätzte seitliche Spurposition d_es, abhängig vom Steuersignal u, der Drehposition ϑ und dem zweiten Positionsfehlersignal PES2 gemäß Gleichung F11 in 6 abgeschätzt. Die Gleichungen F10, F11 ergeben sich aus Umformungen der Gleichungen F22 in 8.
Ein Programm gemäß dem Ablaufplan von 9 wird zum Beispiel durch eine Steuerungseinheit der Speichereinheit wie zum Beispiel eine Mikrosteuerung (microcontroller) ausgeführt. Die Steuerungseinheit kann auch als Vorrichtung zum Betreiben der Speichereinheit bestimmt werden.
Die Ausführung des Programms beginnt mit einem Schritt S0. In einem Schritt S2 wird die momentane Bandtransportrichtung TPDIR bestimmt. Zudem kann in Schritt S2 die momentane Kopfdrehposition ϑ bestimmt werden. In einem Schritt S4 wird ein Leseelement abhängig von der bestimmten Bandtransportrichtung TPDIR ausgewählt. Bei dem ausgewählten Leseelement SELRE kann es sich abhängig davon, an welchem Leseelement sich das Band TP zuerst vorbeibewegt, entweder um das erste Leseelement RE1 oder das zweite Leseelement RE2 handeln. Das nicht ausgewählte Leseelement wird vorzugsweise als Rückmeldung für das spezielle Steuersystem zum Steuern der seitlichen Kopfposition mit einbezogen (3, 6). Wenn sich zum Beispiel das Band TP in Vorwärtsrichtung bewegt, stellt das erste Leseelement RE1 das ausgewählte Leseelement SELRE und das zweite Leseelement RE2 das nicht ausgewählte Leseelement dar. In Rückwärtsrichtung ist das zweite Leseelement RE2 ausgewählt und das erste Leseelement RE1 nicht ausgewählt. In einem Schritt S6 wird ein Positionsfehlersignal PES bestimmt. Das Positionsfehlersignal wird vorzugsweise dem ausgewählten Leseelement SELRE zugeordnet und kann entweder das erste oder das zweite Positionsfehlersignal PES1, PES2 bilden. In einem Schritt S8 wird die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est abhängig von dem bestimmten Positionsfehlersignal PES abgeschätzt. Zudem wird die Kopfdrehposition ϑ in die Abschätzung der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est mit einbezogen. Die abgeschätzte seitliche Spurposition d_est wird derart abgeschätzt, dass sie die seitliche Entfernung zwischen dem Referenzpunkt REF und der seitlichen Spurposition d₁, d₂ an der zugeordneten Längsposition x1, x2 des ausgewählten Leseelements SELRE darstellt. In einem Schritt S10 wird die andere abgeschätzte seitliche Spurposition d * / est abhängig von der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est vorzugsweise derart abgeschätzt, dass die andere abgeschätzte seitliche Spurposition d * / est die zeitverzögerte Version der abgeschätzten seitlichen Spurposition d_est darstellt. Die Zeitverzögerung hängt üblicherweise von einer Bandgeschwindigkeit v (1) und der vorgegebenen Entfernung L zwischen dem ersten und dem zweiten Leseelement RE1, RE2 ab. In einem Schritt S12 wird ein Steuersignal abhängig von der anderen abgeschätzten seitlichen Spurposition d * / est bestimmt. Die Ausführung des Software-Programms endet in Schritt S14. Vorzugsweise beginnt die Ausführung des Programms erneut mit Schritt S2.
Obwohl die Erfindung mithilfe einiger beispielhafter Ausführungsformen beschrieben wird, ist die Erfindung nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt. Es ist ersichtlich, dass ein Fachmann vielfältige Änderungen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vornehmen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Liste der Bezugszeichen

P ^

Betätigungsgliedmodell

P ^*

erweitertes Betätingungsgliedmodell

ϑ

Kopfdrehposition

r_y

seitliche Referenzposition

u_ϑ

anderes Steuersignal

u_aux

Hilfssteuersignal

d_est, d * / est

abgeschätzte seitliche Spurposition

Δy₁, Δy₂

seitliche Differenz

ABΓ Δ, ΓΔE Δ, ΔZH Δ, ΔΘI Δ

Dreiecke

CLN

Mittellinie des Servobandes

D

Höhe des Kopfes

d₁, d₂

seitliche Spurposition

E

Schätzfunktion

E*

erweiterte Schätzfunktion

HM1

erstes Kopfmodul

HM2

zweites Kopfmodul

HU

Kopf

K

Steuerung

K_g

Verstärkung

KU

Anpasseinheit

L

Entfernung zwischen erstem und zweitem Leseelement

LN

Leseelementlinie

P

Betätigungsgliedverstärkung

PES, PES1, PES2

Positionsfehlersignal

PU

Betätigungsglied

RE1

erstes Leseelement

RE2

zweites Leseelement

REF

Referenzpunkt

RW

Kopfelement

SELRE

ausgewähltes Leseelement

SP

Servoband

TP

Band

TPDIR

Bandtransportrichtung

u

Steuersignal

v

Bandgeschwindigkeit

X

Längsrichtung

x, b

Hilfswert

x1, x2

Längsposition

y

seitliche Kopfposition

Y

seitliche Richtung

y1, y2

seitliche Positionen

y_est

abgeschätzte seitliche Kopfposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6690531 B2 [0002]
US 2008/0117543 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), wobei der Kopf (HU) ein erstes Leseelement (RE1) und ein zweites Leseelement (RE2) umfasst, wobei jedes Leseelement (RE1, RE2) in der Lage ist, vorgegebene Servomuster eines speziellen vorgegebenen Servobandes (SP) zu erkennen, die auf dem Band (TP) entlang einer Längsausdehnung des Bandes (TP) gespeichert sind, wobei das erste und das zweite Leseelement (RE1, RE2) derart angeordnet sind, dass sich das Band (TP) zuerst an einem der beiden Leseelemente (RE1, RE2) und danach am anderen der beiden Leseelemente (RE1, RE2) vorbeibewegt, wenn sich das Band (TP) in eine vorgegebene Längsrichtung (X) bewegt, wobei – eine Bandtransportrichtung (TPDIR) des Bandes (TP) entlang der Längsrichtung (X) bestimmt wird, – das erste Leseelement (RE1) abhängig von der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) ausgewählt wird, wenn es sich bei der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) um eine Richtung handelt, bei der sich das Band (TP) zuerst am ersten Leseelement (RE1) und danach am zweiten Leseelement (RE2) vorbeibewegt, und andernfalls das zweite Leseelement (RE2) ausgewählt wird, – ein Positionsfehlersignal (PES1) abhängig vom ausgewählten Leseelement bestimmt wird, wobei das Positionsfehlersignal (PES1) eine seitliche Entfernung zwischen einer seitlichen Position des ausgewählten Leseelements und einer vorgegebenen seitlichen Referenzposition (r_y) auf dem speziellen Servoband (SP) darstellt, – eine abgeschätzte seitliche Spurposition (d_est), welche die seitliche Referenzposition (r_y) auf dem Servoband (SP) bezüglich eines vorgegebenen seitlichen Referenzpunktes (REF) an einer Längsposition (x1) des ausgewählten Leseelements darstellt, abhängig vom bestimmten Positionsfehlersignal (PES1) abgeschätzt wird, – bezüglich des vorgegebenen Referenzpunktes (REF) eine andere abgeschätzte seitliche Spurposition (d * / est) an einer Längsposition (x2) des nicht ausgewählten Leseelements derart abgeschätzt wird, dass die andere abgeschätzte seitliche Spurposition (d * / est) eine zeitverzögerte Darstellung der seitlichen Spurposition (d_est) wird, – ein Steuersignal (u) abhängig von der anderen abgeschätzten seitlichen Spurposition (d * / est) bestimmt wird, wobei eine seitliche Kopfposition (y) des Kopfes (HU) über das Steuersignal (u) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei – eine momentane Transportgeschwindigkeit (v) des Bandes (TP) in Längsrichtung (X) bestimmt wird, – die Zeitverzögerung abhängig von der bestimmten Transportgeschwindigkeit (v) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die abgeschätzte seitliche Spurposition (d_est) abhängig vom Steuersignal (u) abgeschätzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – eine abgeschätzte seitliche Kopfposition (y_est) des Kopfes (HU) abhängig von einem vorgegebenen Modell (P ^) eines Betätigungsgliedes (PU) der Speichereinheit bestimmt wird, der in der Lage ist, den Kopf (HU) abhängig vom Steuersignal (u) in seitlicher Richtung (Y) zu bewegen, – die abgeschätzte seitliche Spurposition (d_est) abhängig von der abgeschätzten seitlichen Kopfposition (y_est) und dem bestimmten Positionsfehlersignal (PES1) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – ein Hilfssteuersignal (a_aux) abhängig von einer vorgegebenen Verstärkung (K_g) bestimmt wird, die auf die andere abgeschätzte seitliche Spurposition (d * / est) aufgebracht wird, aufgrund dessen das Steuersignal (u) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – eine Kopfdrehposition (ϑ) des Kopfes HU bestimmt wird, die eine Abweichung einer momentanen Ausrichtung des Kopfes (HU) von der Längsrichtung (X) darstellt, – die abgeschätzte seitliche Spurposition (d_est) abhängig von der bestimmten Kopfdrehposition (ϑ) abgeschätzt wird.
Vorrichtung zum Betreiben einer Speichereinheit mit einem Band (TP) und einem Kopf (HU), wobei der Kopf (HU) ein erstes Leseelement (RE1) und ein zweites Leseelement (RE2) aufweist, wobei jedes Leseelement (RE1, RE2) in der Lage ist, vorgegebene Servomuster eines speziellen vorgegebenen Servobandes (SP) zu erkennen, die auf dem Band (TP) entlang einer Längsausdehnung des Bandes (TP) gespeichert sind, wobei das erste und das zweite Leseelement (RE1, RE2) derart angeordnet sind, dass sich das Band (TP) zuerst an einem der beiden Leseelemente (RE1, RE2) und danach am anderen der beiden Leseeleemnte (RE1, RE2) vorbeibewegt, wenn sich das Band (TP) in eine vorgegebene Längsrichtung (X) bewegt, wobei die Vorrichtung in der Lage ist, – eine Bandtransportrichtung (TPDIR) des Bandes (TP) entlang der Längsrichtung (X) zu bestimmen, – das erste Leseelement (RE1) abhängig von der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) auszuwählen, wenn es sich bei der bestimmten Bandtransportrichtung (TPDIR) um eine Richtung handelt, bei der sich das Band (TP) zuerst am ersten Leseelement (RE1) und danach am zweiten Leseelement (RE2) vorbeibewegt, und andernfalls das zweite Leseelement (RE2) auszuwählen, – ein Positionsfehlersignal (PES1) abhängig vom ausgewählten Leseelement zu bestimmen, wobei das Positionsfehlersignal (PES1) eine seitliche Entfernung zwischen einer seitlichen Position des ausgewählten Leseelements und einer vorgegebenen seitlichen Referenzposition (r_y) auf dem speziellen Servoband (SP) darstellt, – eine abgeschätzte seitliche Spurposition (d_est), welche die seitliche Referenzposition (r_y) auf dem Servoband (SP) bezüglich eines vorgegebenen seitlichen Referenzpunktes (REF) an einer Längsposition (x1) des ausgewählten Leseelements darstellt, abhängig vom bestimmten Positionsfehlersignal (PES1) abzuschätzen, – eine andere abgeschätzte seitliche Spurposition (d * / est) an einer Längsposition (x2) des nicht ausgewählten Leseelements bezüglich des vorgegebenen Referenzpunktes (REF) derart abzuschätzen, dass die andere abgeschätzte seitliche Spurposition (d * / est) eine zeitverzögerte Darstellung der seitlichen Spurposition (d_est) wird, – ein Steuersignal (u) abhängig von der anderen abgeschätzten seitlichen Spurposition (d * / est) zu bestimmen, wobei eine seitliche Kopfposition (y) des Kopfes (HU) über das Steuersignal (u) gesteuert wird.