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文档简介

1、基于matlab的时域和根轨迹分析 -磁盘驱动器磁 头控制系统 系统原理和建模 时域分析 根轨迹分析 系统原理 硬盘的工作原理很简单，硬盘可以读取 和写入保存数据，写入数据实际上是通 过磁头对硬盘片表面的可磁化单元进行 磁化，就象录音机的录音过程；不同的 是，录音机是将模拟信号顺序地录制在 涂有磁介质的磁带上，而硬盘是将二进 制的数字信号以环状同心圆轨迹的形式， 一圈一圈地记录在涂有磁介质的高速旋 转的盘面上。读取数据时，只需把磁头 移动到相应的位置读取此处的磁化编码 状态即可。 内部结构： 它由磁头、 盘片、主轴、电机、 接口及其他附件组成， 其中磁头盘片组件是 构成硬盘的核心，它 封装在硬

2、盘的净化腔 体内，包括有浮动磁 头组件、磁头驱动机 构、盘片、主轴驱动 装置及前置读写控制 电路这几部分。 硬盘驱动读写系统采 用永磁直流电机驱动 读写手臂的转动。磁 头安装在一个与手臂 相连的簧片上，磁头 读取磁盘上各点处不 同的磁通量，并将信 号提供给放大器，弹 性金属制成的簧片保 证磁头以小于100nm 的间隙悬浮于磁盘之 上。 根据空气动力学原理，高速旋转的盘片表 面的空气对磁头产生向上浮力。磁盘未启 动时，磁头降落在盘表面，在启动过程中， 随盘速的提高，当浮力稍大于压力时磁 头悬浮于盘片表面磁头由接触到悬浮，在 整个读写寻道的过程中，磁头一直处于稳 定的悬浮状态.硬盘驱动读写系统的目

3、标是 将磁头准确定位，以便准确读取磁盘上磁 道的信息，因此需要进行精确控制的变量 是安装在滑动簧片上的磁头位置。 硬盘驱动读写系统控制方案 我们假定磁头足够精确，传感器环节的传递函数为 h(s)=1, 作为足够精确的近似，我们用给出的电枢控制直流电 机模型（kb=0 ）来对永磁直流电机建模 直流电机模型 电机传递函数 由此可得到系统框图 系统开环传递函数 系统闭环传递函数 式中各参数的值如下所示 结论：当放大系数处于10ka1000时，随着ka的增大，系统的振荡 加剧，ka=10时，响应速度很慢；ka=100时有振荡；ka=50时，响应时 间稍慢 当ka=100时， 近似为二阶系统， 计算出动态系数 超调量pos = 0.218 上升时间tr = 0.10s 峰值时间tp = 0.15s 调节时间ts = 0.37s 根轨迹分析 系统特征方程为 s(s+20)(s+1000)+5000ka =s3+1020s2+20000s+5000ka=0 劳斯表为 s3 1 20000 s2 1020 5000ka s1 20000-5000ka/1020

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