하드디스크의 고용량화 추세에 따라 헤드의 정밀한 위치제어를 위한 큰 대역폭의 트랙추적 서보 시스템의 필요성이 대두되고 있다. 이에 작은 신호의 마찰을 제거하고 대역폭을 높이는 방법 중 하나인 2단구동기 트랙추적제어를 실시하여 큰 대역폭의 트랙 추적 서보시스템을 구성하는 방법에 대해 연구하였다. 2단구동기는 조동구동기(기존 하드디스크의 VCM)와 전단형 압전체를 부착한 미동구동기로 구성하였다. 미동구동기의 Hinge구조는 트랙 방향의 공진 주파수와 출력변위를 만족시키기 위한 구조로 설계하였다. 제어기는 notch filter와 PI 보상기를 사용하는 조동구동기와 notch filter와 PD 보상기를 사용하는 미동구동기를 다양한 구조로 구성한 것들을 비교하였다. 2단구동기는 VCM만을 사용하여 트랙 추적을 할 때보다 트랙 편심을 잘 추적하며, 기계적 공진과 VCM의 비선형성에 의해 제한된 대역폭을 개선시키는 효율적인 방법임을 확인하였다.
For greeting the era of ubiquitous network, data storage devices have been essentially attached to mobile data devices. As a result, the minimization of the storage device has arisen as major interests in the next generation data storage technology. So, there are many researches for the small form factor ODD. In this paper, we propose a pick up that consists of a linear VCM and 2-wire focusing actuator for a small form factor ODD. For the sake of checking performance of the coarse actuator, PID controller is designed. Experiment with controller and DSP board shows its propriety as a fine tracking actuator. And, 2-wire suspension actuator is designed in order to be contained in a coarse actuator and to satisfy the thickness of a PCMCIA type. Through the experiment of designed actuator, It verifies performance as a focusing actuator.
반도체의 고집적화와 LCD의 대형화로 인해 웨이퍼 및 LCD 검사용 스테이지의 성능 향상이 요구된다. 본 논문에서는 고속의 검사속도, 서브마이크론의 검사 정밀도, 그리고 대행정 구동을 위한 이중 서보 시스템을 제안하였다. 이중 서보 시스템은 선형모터로 구동되고 공기베어링으로 가이드 되는 조동 구동부와 보이스 코일 모터(VCM)로 구동되고 공기베어링으로 가이드 되는 미세 구동부로 구성된다. 검사 효율을 향상시키기 위한 고속 세틀링을 위한 제어기로서 시간 최적 제어 기법과 시간 지연 제어기를 결합한 모드 변경 제어기를 제안하고 이중 서보 시스템에 구현하여 성능을 평가하였다.
Nowadays, many studies and researches in data storage have been carried out and storage capacity is increased. But the limitation of storage capacity is happened for several problems. One of them is spot & pit size in optical and magnetic data storage and another is the resolution of actuators. The problems in spot & pit size is covered by new data storage methods- for example, NFR{Near-Field Recoding) system. But the resolution limit of an actuator doesn't follow up the development of spot & pit size. Because of them, we should improve a resolution of an actuator. Especially, in this paper an actuator is studied and designed for NFR(in using SIL(Solid Immersion Lens) system. It is a dual stage actuator, which consists of a Fine actuator and a Coarse actuator, and should desire 100nm accuracy. But, our actuator system only includes tracking mechanism execpt focusing mechanism which is controlled by slider mechanism used in HDD. Its actuating force generation method is VCM(Voice Coil Motor). The Fine actuator is composed of 4-leaf springs and a bobbin wrapped by coil. The Coarse actuator has Coils and 3-Roller bearings.
본 논문에서는 조미동 구동기의 반복추종제어에 관하여 논의한다. 제안되는 시스템은 조동구동기로 선형 자기드라이브를, 미동구동기로 선형 압전구동기를 사용하여 구성된다. 특히, 선형 자기드라이브에 내재된 비선형 마찰과 선형 압전구동기의 이력현상이 먼저 모델링되고 되먹임선형화 루프가 이들을 추종제어에 사용한다. 주기적인 입력신호를 추종하는 경우 이를 더욱 확장하려 반복제어 알고리즘을 포함하도록 제어기를 설계한다. 즉, 반복제어기는 되먹임선형화가 적용된 PID 제어기에 설치된다. 실험결과에 의하면 정현파 입력을 추종하는 경우 PID 제어기에 되먹임선형화와 반복제어기를 함께 적용함으로써 추종성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.
Nowadays, the improvement and development of Multi-media, information and communication technology are rapidly processed. And many products, for example, digital camera, digital camcorder, and PDA, are used for them. They need large data storage capacity and small size, light storage system. Due to that, many studies and researches in data storage system have been carried out. Especially, micro drive system was presented by IBM.(1) However, its system is expensive and uneasy to be portable. In ODD technologies, 1 inch drive system is not yet or in processing status.(2) If to be possible and to be come up, it is cheap than HDD system and easy to transfer information. In this paper, a miniaturized actuator(about linch) is designed and tested for ODD system. Specially, it is adapted for NFR(Near-field Recoding) system using SIL(Solid Immersion Lens). It is the dual-servo actuator which consists of a coarse actuator and fine actuator. Its actuating force generation method is VCM(Voice Ceil Motor). The fine actuator has 4-wire suspensions and bobbin wrapped by coil and includes focusing motion as well as tracking motion. The coarse actuator has an actuating coil and V-grooved guide mechanism. Also, the characteristics of the designed actuator is estimated by sine-swept mode and LDV(Laser Doppler Vibro-meter).
본 연구에서는 유도기의 사용 환경과 운전 조건을 고려하여 출력 1 [MW]급의 대형 유도기를 설계하였다. 유도기의 설계사양은 당사의 유도기 설계 프로그램(=등가회로법)을 통하여 전체적인 사양을 도출하였고, 기계 방정식과 결합된 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 세부적인 동특성을 해석하였다. 유도기의 설계 변수는 턴수, 슬롯면적, 운전전압으로 하였고, 구동 주파수 25~60 [Hzl의 범위에서 가장 효율이 높은 유도기를 설계하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 샘플용 유도기를 제작하고 부하 시험을 수행하여 해석결과와 비교하였다. 부하 시험은 구동 주파수 25$\sim$60 [Hz]의 범위에서 부하율을 25$\sim$100 [%]로 변화시켜 수행하였다.
Nowadays, the improvement and development of Multi-media and information & communication technology is rapidly processed. They need large data storage capacity. So that, many studies and researches in data storage have been carried out. According to them, the data storage capacity has been increased. But the limitation of storage capacity is happened for several problems. One of them is spot & pit size in optical and magnetic data storage and another is the resolution of actuators. The problems in spot & pit size are covered by new data storage methods-- for examples, AFM(Atomic Force Microscopy), MO(Magneto-optical) system, and NFR(Near-Field decoding) system etc. But the resolution limit of an actuator was not developed and doesn\`t follow up the development of spot & pit size. Because of them, we should improve a resolution of an actuator. Especially, in this paper an actuator if studied and designed for NFR (in using SIL(Solid Immersion Lens) system. It is a dual stage actuator, which consists of a Fine actuator and a Coarse actuator. and should desire 100nm accuracy. Its actuating force generation method is VCM(Voice Coil Motor). The Fine actuator is composed of 4-leaf springs and a bobbin wrapped by coil. The Coarse actuator has Coils and 3-Roller bearings. Also, The Characteristics of designed actuator for NFR system is estimated by Sine-Swept mode and LDV(Laser Doppler Vibro-meter).
고밀도, 고정밀의 정보저장기를 실현하기 위해서 높은 서보대역이 요구되고 있다 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서 이단구동시스템이 도입되었다. 이 시스템은 기존의 VCM을 조동구동기로, 추가적인 밀리엑츄에이터를 미동구동기로 사용하는 것이다. 이를 위해 우리는 압전형 밀리엑츄에이터를 서스펜션 부에 설계하였다 이러한 시스템의 제어를 위하여 PQ 제어 방법을 도입하였으며, 이 방식은 이중입력/단일출력 시스템을 두개의 단일 입출력 시스템으로 단순화시키는 것이다. 이 논문은 PQ 제어 방식을 적용시켜 설계하고. 설계된 제어기의 성능 평가로써 기존의 HDD의 PES을 받아서 외란제어 능력을 평가하는 것이다.
Near field technology makes it possible to overcome the diffraction limit of laser beam and create the small spot. Because of the small spot size, the pit size and track pitch can be decreased. So the high performance actuator is needed for near field recording system. And the light mass and the small form factor are also important properties of the NFR actuator in order to be used for hand held device. The purpose of this paper is the optimal design of the NFR coarse actuator to maximize actuating force. The structure of NFR coarse actuator is the same as HDD VCM actuator. The permeance method is used for modeling of the coarse actuator. The optimal result and the FEM simulation result are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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