專利名稱：盤片轉速校正方法
技術領域：
本發明涉及一種轉速校正方法，特別是涉及一種盤片轉速校正方法。
背景技術：
對主軸馬達l俞入起始電流iO,在理想狀態下起始電流i0 <吏主軸馬達驅動 盤片旋轉至具有理想轉速sO。傳統主軸馬達驅動盤片旋轉的過程中，控制系 統不會在盤片經過時間t0后轉速達到穩態(steady state)后，才對輸入電流做調 整，而是主軸馬達在時間tl后(tKtO),隨即輸入下一個電流。時間tl所對 應的預i殳轉速sl此處可作l/沒為理想轉速s0的0.9倍。
傳統主軸馬達的設計，在出廠時即設定起始電流iO。主軸馬達以起始電 流iO驅動并達到穩態，根據上述假設，以3個盤片10、 20及30為例，假設 到達預設轉速sl時各盤片對應的時間分別為tll、 tl2及tl3。在盤片的轉速 到達預設轉速sl后，主軸馬達將切換到比例積分(proportional integral, PI)器 控制盤片旋轉，而tll、 tl2及tl3由于受盤片大小、操作溫度、主軸馬達壽 命及外界干擾等因素的影響，因此無法設定統一的固定時間使主軸馬達切換 并驅動PI控制器。此外，為了防止盤片的轉速最大超越量(maximum overshoot) 高于主軸馬達的安全范圍，起始電流i0通常設定為偏小的數值，也會延長等 待及切換的時間。因此，傳統主軸馬達需要較長時間才會切換到PI控制器， 并且切換的時間點無法控制，因此造成使用不便。
發明內容
本發明涉及一種盤片轉速校正方法，其由時間區間與盤片的轉速變化量 的關系求得電流函數，使盤片由對應的電流函數在預設時間旋轉至預設轉速 的方法。
根據本發明一方面提出一種盤片轉速校正方法，包括施加起始電流， 驅動主軸馬達旋轉盤片；提取時間區間內盤片的轉速變化量；根據起始電流 使盤片在此時間區間與此轉速變化量的關系，求出盤片在預設時間旋轉至預 設轉速所需施加的電流函數；主軸馬達以此電流函數驅動盤片旋轉，使盤片 得以在預設時間旋轉至預設轉速。
為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，作詳細說 明如下
具體實施例方式
首先，設定盤片的預設轉速s00，預設轉速sOO可以是盤片旋轉至主軸馬 達切換到PI控制器所需的轉速；并設定預設時間t00,預設時間t00可以是主 軸馬達容許盤片旋轉至預設轉速sOO的最短時間。
第一具體實施例
首先將盤片置于主軸馬達上后。首先執行步驟l,,施加起始電流i00驅
動主軸馬達，主軸馬達在克服盤片的摩擦力后開始旋轉。 步驟2,接著提取時間區間d與盤片轉速的變化量g。 步驟3,根據起始電流i00使盤片在時間區間d與轉速變化量g的關系，
求出盤片在預設時間t00旋轉至預設轉速sOO所需施加的電流函數i10,并終
止起始電流i00輸入，使主軸馬達停止帶動盤片轉動。
步驟4,主軸馬達根據電流函數i10由靜止狀態驅動盤片旋轉，使盤片在 預設時間t00旋轉至預設轉速s00。
步驟5,主軸馬達切換到PI控制器控制，由PI控制器控制盤片的轉速，
并且根據需要主軸馬達由PI控制器調整盤片的轉速變化。
完成上述步驟1至步驟5后，主軸馬達停轉。然后執行步驟6，判斷是 否更換盤片。若否，下次驅動此盤片時以電流函數ilO驅動。若是，則經過 步驟7。
步驟7，若使用者需更換另一盤片，則電流函數ilO被清除，使用者更換 另一盤片置于主軸馬達上，此時，再次重復步驟1至步驟5。
除此，步驟2也可以包括，由時間區間d與轉速變化量g計算并顯示出 此時盤片旋轉的相關參數。使用者可通過不同時間區間與不同轉速變化量得 知當前主軸馬達運作的狀態，包括當時盤片旋轉時的電壓、溫度以及盤片的 重量與大小。
進一步來說，在第一具體實施例中，電流函數是對主軸馬達做前饋控制 (feedforward control)。首先通過時間區間d與盤片的轉速變化量g求得電流 函數i10。在不更換盤片時，下次驅動主軸馬達時并非輸入起始電流i00，而 是將已求得并存儲于數據庫中的電流函數i10前饋至主軸馬達，使主軸馬達 以電流函數i10驅動盤片旋轉時，盤片在預設時間t00旋轉至預設轉速s00。
第二具體實施例
步驟2-1,盤片在主軸馬達輸入起始電流iOO后于設定的時間t30偵測到 所對應盤片的轉速s30。
接著在步驟2-2中，盤片在設定的另 一時間t50偵測到所對應盤片的另一
轉速s50。
第 一具體實施例中的步驟2可由第二具體實施例的步驟2-1與步驟2-2 來實現。步驟2的時間區間d對應本實施例的時間區間dl 0,其中時間區間 d10為時間t30至時間t50之時間差。步驟2的轉速變化量g對應本實施例的 轉速變化量g10,轉速變化量g10為轉速s30至轉速s50之轉速變化量。
以3個盤片為例進一步說明如下假設盤片10、 20及30分別自輸入起 始電流iOO至時間t30,此時不同盤片的IO、 20及30分別具有轉速s31、 s32 及s33。在時間t50，不同盤片10、 20及30又分別具有轉速s51、 s52及s53。
接著，步驟3中，根據測得的轉速s31 、 s32及s33與轉速s51、 s52及s53, 分別得出盤片10、 20及30在時間區間d10內的轉速變化量gll、 gl2及gl3, 進而求得各盤片10、 20及30所對應的電流函數ill、 il2及il3。
隨后的步驟4中，主軸馬達自靜止分別由電流函數ill、 il2及il3驅動 盤片10、 20及30旋轉，使其在預設時間t00皆具有預設轉速sOO。
進一步來說，在第二具體實施例中，電流函數為對主軸馬達的前饋控制 (feedforward control)。首先通過設定的時間區間d10偵測不同盤片的轉速變 化量gll、 gl2及gl3,用以求得各盤片的電流函數ill、 il2及il3。根據存 儲在數據庫中的盤片10、 20及30所對應的電流函數i11、 il2及il3,在驅動 主軸馬達時先根據盤片來選擇對應的電流函數，而并非輸入原先的起始電流 i00，因此接受前饋控制后的主軸馬達驅動盤片旋轉時，使每一盤片在預設時 間t00旋轉至預設轉速s00。不同的盤片對應到不同的電流函數前饋至主軸馬 達，每一盤片皆可由響應r00在預設時間t00旋轉至預設轉速s00。
第三具體實施例
步驟3及步驟4可分別通過第三具體實施例中的步驟3-1及步驟4-1來實現。
步驟3-1中電流函數i10為電流增益i30,因此不需要終止起始電流i00 輸入，主軸馬達由當時盤片的轉速輸入電流增益i30接繼轉動。
步驟4-1中，主軸馬達由電流增益i30經過時間區間d30對應的轉速增益 g30使盤片在預設時間t00旋轉至預設轉速s00。
之后，依次執行步驟5至步驟7。
進一步來說，步驟3-l的電流增益i30可藉通過數據庫以比例內差法求出。 也可通過比例器、積分器或比例積分器等控制單元，將時間區間d30所對應 盤片的轉速變化量g30的關系由控制器傳輸訊號回授(feedback)至電流增益 i30。步驟4-1中，電流增益i30經過時間區間d30使盤片在預設時間t00旋轉 至預設轉速s00。
更進一步來說，以第二具體實施例中3個盤片為例作進一步說明如下 步驟3-l中，得知在時間區間dlO內，各盤片10、 20及30分別對應不同的 轉速變化量gll、 gl2及gl3,求得各盤片10、 20及30對應的電流增益分別 為i31、 i32及i33。
換句話說，步驟3-l所控制的電流增益i31、 i32及i33，為當各盤片10、 20及30在時間t50、對應轉速s51、 s52及s53時的補償，以^吏其在預設時間 t00達到預設轉速s00。因此每一電流增益i31、 i32及i33在時間區間d30內， 轉速增益g30在不同盤片10、 20及30皆分別有相對應的一轉速增益g31、g32及g33旋轉至預設轉速s00。時間區間d30在本實施例為由時間t50至預 設時間tOO,轉速增益g30則因盤片的轉速變化量glO而有所不同。同樣地， 每一盤片對應的轉速變化量與所對應的轉速增益總和皆可使每一盤片在預設 時間t00到達預設轉速s00。
進一步來說，在本施例中，主軸馬達輸入初始電流iOO時。在盤片轉速 仍維持在瞬時響應的時域內，就以控制器(如比例器、積分器或是比例積分 器)采取閉環回路控制(closelo叩control)。將盤片以電流增益補償至盤片于 預設時間t00旋轉至預設轉速s00。進一步來說，本實施例中不同的電流增益 將每一盤片在相同時間區間內補償不同的轉速增益。
第四實施例
在步驟2-3中，盤片在主軸馬達輸入起始電流iOO后，盤片到達轉速s70 并提取當時的時間t70。在步驟2-4中，盤片到達另 一轉速s90并提取當時的 另一時間t90。
步驟2的轉速變化量g在此為所偵測的轉速變化量g20,轉速變化量g20 為提取到的轉速s70至轉速s90之轉速變化量，時間區間d在此為時間區間 d20, d20為提取到的時間t70至時間t90之時間差。
在步驟2-3中，盤片10、 20及30自輸入起始電流iOO后，盤片到達轉速 s70時4是取時間t70,不同盤片分別對應不同的時間t71 、 t72及t73 。
接著在步驟2-4中，盤片在到達轉速s90時提取時間t90,不同盤片分別 對應不同的時間t91 、 t92及t93 。
步驟3-l中，電流增益i30由上述步驟2-3與步驟2-4可以得知。盤片10、 20及30分別由時間t71 、 t72及t73與時間t91 、 t92及t93求得各別對應的電 流增益i34、 i35及i36。
換句話說，步驟3-1所控制的電流增益i34、 i35及i36,為當時間為t91 、 t92及t93與盤片轉速為s90時的補償，以使盤片在預設時間t00盤片達到預 設轉速s00。
在步驟4-1中，電流增益i30經過時間區間d30對應的轉速增益g30。在 本實施例中，時域d30對應不同的盤片10、 20及30則分別為d34、 d35及 d36。轉速增益g30與時域d34、 d35及d36使對應的盤片10、 20及30旋轉 至預設時間t00。轉速增益g30在本實施例中為自轉速s90至預設轉速s00, 時間區間d3 0則因各盤片的時間區間d20而有所不同。時間區間d3 0與時間 區間d20所經過的時間總和為預設時間t00。同樣地，每一盤片在預設時間t00 到達預設轉速s00。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本 發明。自第三及第四實施例可知，在第 一實施例中的步驟303的時間區間d 與轉速變化量g,可由第三實施例通過設定時間區間d10,求取出盤片對應的 轉速變化量g10。或者是由第四實施例設定盤片的轉速變化量g20,求得所需 的時間區間d20。另外，時間區間d10其中的時間t30可以是輸入起始電流i00 至主軸馬達，主軸馬達仍未克服盤片的靜摩擦力，盤片仍為靜止狀態時間t01 。 轉速的變化量g20,其中的轉速s70亦可提取盤片仍為靜止時為基準。
兩不同的盤片10及20,亦可使用相同的時間區間dlO求得兩不同的轉 速變化量gll及g12。相同地，亦可由相同的轉速變化量g20提取兩不同的 時間區間d21及d22。由時間區間d與轉速變化量g的關系，將所得到的參
數前饋或者是回授給主軸馬達得到電流函數或電流增益。
因此，只要是通過兩時間點對應到盤片的兩不同轉速求出盤片的電流函 數或電流增益。使每一盤片由相對應的電流函數或電流增益在預設時間旋轉 至預設轉速，皆涵蓋本發明所屬的范圍。
本發明上述實施例所揭露的盤片轉速校正方法，通過主軸馬達所輸入的 初始電流求得每一盤片 一時域內與轉速變化量的關系。得知當時主軸馬達的 電壓及溫度與盤片的大小及重量，并求得電流函數，使得每一盤片皆可由相 對應的電流函數于預設時間旋轉到預設轉速。除了不需刻意降低初始電流避 免盤片轉速不慎到達最大超越量外。每一盤片亦可在主軸馬達的安全范圍 內，以一最短且固定的時間使盤片到達主軸馬達切換到PI控制器的轉速。同 時解決了傳統主軸馬達切換到PI控制器的時間點較長且不受控制的問題。
權利要求
1.一種盤片轉速校正方法，包括施加起始電流，驅動主軸馬達旋轉以使第一盤片旋轉；第一時間區間內所述第一盤片的第一轉速變化量；根據所述起始電流使所述第一盤片在所述第一時間區間與所述第一轉速變化量的關系，求出所述第一盤片在預設時間旋轉到預設轉速所需施加的第一電流函數；以及所述主軸馬達以所述第一電流函數驅動所述第一盤片旋轉，使得所述第一盤片在所述預設時間內旋轉至所述預設轉速。
2. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，更包括 更換第二盤片；施加所述起始電流，驅動所述主軸馬達使所述第二盤片旋轉； 提取第二時間區間內所述第二盤片的第二轉速變化量； 根據所述起始電流使所述第二盤片在所述第二時間區間與所述第二轉速變化量的關系，求出所述第二盤片在所述預設時間旋轉至所述預設轉速所需施加的第二電流函數；以及所述主軸馬達以所述第二電流函數驅動所述第二盤片旋轉，使得所述第二盤片在所述預設時間內旋轉至所述預設轉速。
3. 如權利要求2所述的盤片轉速校正方法，其中所述第二時間區間 實質上等于所述第一時間區間。
4. 如權利要求2所述的盤片轉速校正方法，其中所述第二轉速變化量實質上等于所述第一轉速變化量。
5. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，其中所述主軸馬達以所述第一電流函數驅動所述第一盤片旋轉的步驟，所述主軸馬達由靜止狀態 驅動所述第一盤片旋轉，使得所述第一盤片在所述預定時間內旋轉至所述 預設轉速。
6. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，其中所述第一電流函數 由數據庫提供。
7. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，其中所述第一電流函數 為電流增益，且所述主軸馬達以所述電流增益繼續旋轉至所述預定轉速。
8. 如權利要求7項所述的盤片轉速校正方法，其中所述主軸以所述 電流增益繼續旋轉的步驟更包括所述電流增益實質上由比例回授控制。
9. 如權利要求7項所述的盤片轉速校正方法，其中所述主軸以所述 電流增益繼續旋轉的步驟包括所述電流增益實質上由積分回授控制。
10. 如權利要求7所述的盤片轉速校正方法，其中所述主軸以所述電 流增益繼續旋轉的步驟包括所述電流增益實質上由比例積分回授控制。
11. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，其中所述第一轉速變化 量為自所述第一盤片從靜止狀態旋轉到設定轉速的變化。
12. 如權利要求1所述的盤片轉速校正方法，其中所述第一時間區間 為自所述起始電流驅動所述主軸馬達從靜止狀態旋轉到設定轉速的時間。
全文摘要
一種盤片轉速校正方法，包括施加起始電流，驅動主軸馬達驅動盤片旋轉；獲取時間區間內盤片的轉速變化量；根據起始電流使盤片在所述時間區間與此轉速變化量的關系，求出盤片在預設時間旋轉到預設轉速所需施加的電流函數；主軸馬達根據所述電流函數驅動盤片旋轉，使得盤片能在預設時間旋轉到預設轉速。
文檔編號G11B19/28GK101345065SQ20071002379
公開日2009年1月14日 申請日期2007年7月11日 優先權日2007年7月11日
發明者黃耀慶 申請人:明基電通信息技術有限公司