This paper investigates the dynamics of a HDD spindle system due to the change of FDBs. Flying height of the HDD spindle system is determined through the static analysis of the FDBs, and the stiffness and damping coefficients are calculated through the dynamic analysis of the FDBs. Free vibration characteristics and shock response of the HDD spindle system are analyzed by using the finite element method and the mode superposition method. Experimental modal test is also performed to verify the accuracy of the proposed method. This research shows that the stiffness coefficients of journal heating mostly affect the rocking frequencies because their magnitude are within the range of the stiffness of supporting structure. It also shows that the damping coefficients of thrust bearing mostly affect the axial frequency because the stiffness of thrust bearing is much smaller that that of supporting structure.
Optimization method for the open loop commutation time intervals in HDD spindle start-up control is presented in this paper. A hard disk drive(HDD) uses a sensorless brushless DC motor(BLDC) for the platter rotation. Because there is no direct sensor for the rotor position, open loop commutations after sensing the rotor position at a standstill using inductive sensing method are performed to speed up the rotor up to a certain speed where the zero crossings of the back electromotive force(EMF) are measurable. Therefore successful open loop commutations are necessary for the stable start-up control of the spindle motors. Random neighborhood search(RNS) algorithm is introduced as a optimization technic in this paper. Rotor speed and its standard deviation are used as a cost function and commutation intervals obtained from the spindle motion equation are used as initial parameter values for the RNS. With the help of the proposed method optimized open loop commutation time intervals for the very low start-up current are acquired and tested. The experimental results shows that the proposed method can decrease the start-up failure rate of a HDD spindle motor.
This paper introduces the mechanism of the ESD(electrostatic discharge) in the HDD spindle system using FDBs(fluid dynamic bearings). When a HDD(hard disk drive) spindle system is rotating, triboelectric charging occurs in the FDBs through the friction between the lubricant and the rotating shaft or between the lubricant and stationary sleeve. And this electrostatic charge is accumulated in the rotating parts of the HDD spindle system because they are insulated from the ground by the lubricant. This research shows experimentally that the behavior of electric charge and discharge in the FDB spindle system is the same as that of a capacitor. It also measures the electrostatic voltage difference between the rotating and stationary parts in the FDB spindle system due to the change of humidity, supporting load and motor speed. This research shows that the control of ESD is required in the HDD spindle system using FDBs, because the electrostatic charge accumulated in the FDB spindle system may cause the breakdown damage of the GMR head and data loss consequently.
This paper introduces the mechanism of the ESD (Electrostatic discharge) in the HDD spindle system using FDBs (Fluid Dynamic Bearings). When a HDD (Hard Disk Drive) spindle system is rotating, triboelectric charging occurs in the FDBs through the friction of the lubricant between the rotating shaft and stationary sleeve. And this electrostatic charge is accumulated in the rotating part of the HDD spindle system because it is insulated from the ground by the lubricant. This research shows experimentally that the behavior of electric charge and discharge in the FDB spindle system is the same as that of a capacitor. It also measures the electrostatic charge and discharge of the FDB spindle system due to the chanse of humidity, supporting load and motor speed. This research shows that the control of ESD is required in the HDD spindle system using FDBs, because the electrostatic charge accumulated in the FDB spindle system may cause the breakdown damage of the GMR head and data loss consequently.
본 연구에서는 초고밀도 광디스크 시스템이나 하드 디스크 시스템의 헤드 슬라이더의 부상상태를 안정되고 효율적으로 예측하는 수치해석법을 다루고 있다. 뉴톤법과 유사 뉴톤법을 이용하여 정상적인 부상상태들을 예측하기 위해서 Dual Solver를 개발하였다. 수치해석 결과에 의하면, Dual Solver는 초고밀도 광디스크 시스템이나 하드 디스크 시스템용 슬라이더의 부상상태를 해석하는데 효과적이고 신뢰성있는 방법이 될 수 있다.
Kim, Nam-Guk;Choi, Soo-Young;Chu, Sang-Hoon;Lee, Kang-Seok;Lee, Ho-Seong
정보저장시스템학회논문집
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제1권2호
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pp.137-142
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2005
In this paper, we propose a new servo system design strategy to reduce the position error signal(PES) and track mis-registration(TMR) in magnetic disk drive systems. The proposed method provides a systematic design procedure based on the plant model and an optimal solution via an optimization with a 'Robust Random Neighborhood Search(RRNS)' algorithm. In addition, it guarantees the minimum PES level as well as stability to parametric uncertainties. Furthermore, the proposed method can be used to estimate the performance at the design stage and thus can reduce the cost and time for the design of the next generation product. The reduction of PES as well as robust stability is demonstrated by simulation and experiments.
In this paper, a high precision track following control algorithm is proposed for micro electrostatic actuator considering of the application for hard disk drive. The micro electrostatic actuator proposed has nonlinear voltage-displacement characteristic in a working range of 0.8.mu.m and has uni-directional movement. Mid range reference and open-loop bias are proposed for the revision of negative position error, and inverse model for linearization.
Vibration problems in the Hard Disk Drive which is magnetic recording device have been raised gradually while HDD is required high density and low access time. As a typical thing, lateral bending or sway mode of supension causes tracking error, and therefore it is necessary to identify the accurate vibration characteristics of that mode. In this study, as the solution of vibration problem, decoupling sway mode and vicinity mode is dealt with. Shifting sway mode to high frequency region is studied.
In this section, the proposed parameter selection procedure is applied to two example problems, one is the plate example given in section 2.2 and the other is a cover structure of hard disk drive (HDD).
There are some concepts that could achieve Near-Field Recording (NPR). One of concepts is the use of the flying head with Solid Immersion Lens (SIL). The basic concept of this is almost same with that of Hard Disk Drive (HDD). This study presents the flying characteristics of the slider for NFR. Numerical simulations are performed using FEM and Broydon-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) method. Some modifications are considered to improve flying characteristics of the slider.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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