JPH0283842A - テープ移送装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リールからリールへテープ（例えば磁気テー
プ）を直接移送する装置に係り、特にテープを高速で高
精度に搬送するのに好適なテープ移送装置の制御に関す
る。

［従来の技術］ 従来のテープ移送装置は、特開昭６２−２５２５６１号
に記載のように、磁気テープを加速する期間におけるテ
ープ張力誤差を測定し、それを使って決定しかつ保持し
た補正値でリール駆動モータ電流指令値の補正を行って
テープ張力を所定値に制御する方式となっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、テープ張力測定値を使用して、間接的
にモータ電流指令値を補正する方式であり、リール、リ
ール駆動モータ、そのための電力アンプ、張カセンサ、
テープ等の機構部諸要素の特性のばらつきに対して考慮
がなされていないため、これらのばらつきにより、モー
タ電流指令値、補正値の演算過程において、誤ったモー
タ電流指令値を設定するという問題があった。さらに、
補正値を演算する過程が複雑であり処理時間が長くなる
と云う制約があった。

本発明の目的は、リール駆動系の特性のばらつきを補償
するよう適切なモータ駆動指令の補正を行い、安定した
テープ移送を行うことのできるようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、テープの加減速期間において、夫々のモー
タに流れる電流を測定し、これとテープ張力誤差がない
状態の夫々のモータへの電流指令値との電流誤差を求め
、該電流誤差を許容値内にする如く２つのリール駆動系
に対するモータ電流指令値の補正を行うことで達成され
る。

［作　　　用］ ２つのり−ル駆動系の特性誤差、特に加減速時の過度状
態での特性のばらつきが安定なテープ走行を実現する上
でのネックとなるが、本発明では、テープの速度を変更
する加減速期間において、この期間内における夫々のモ
ータに流れるモータ電流を測定し、これとテープ張力誤
差がない状態の夫々のモータへの電流指令値との電流誤
差を求めている。この電流誤差を許容値内にするように
次回のモータ電流指令を補正することによって、安定な
テープ走行を実現することができる。

［実　施　例］ 以下、本発明を具体的実施例に基づき詳細に説明する。

第１図は１本発明のテープ移送装置の一実施例を示すブ
ロック構成図である。本装置は、真空カラムなどのテー
プバッファを持たず、ディジタルコントローラ１０が後
記のように決定するモータ駆動信号によりリール４，５
Ｍ動用のモータ６゜７を回転させ、磁気テープ」が、一
方のリールから送り出されて、所定速度で磁気ヘッド２
を通り、他方のリールに巻き取られるようにするもので
ある。

リールモータ６．７はそれぞれ電流増幅器からなる電力
アンプル１４．．１５により駆動される。

電力アンプ１４．１５の入力はＤＡ変換器１］。

１２の出力である。ＤＡ変換器１１．１２は、ディジタ
ルコントローラ１０から出力ボート１９を経て、ディジ
タル信号を受は取り、これをアナログ信号に変換して電
力アンプ１’４．１５に出力する。かくてディジタルコ
ントローラ１０は前記モータ６．７を制御し、磁気ヘッ
ド２は磁気テープ１に対するデータの読出しと書込みを
行う。

モータ６．７には適当なエンコーダ８，９が取付けられ
ていて、夫々１回転ごとにＮ個のノ（ルスを発生し、そ
の信号ｎ１＋ｎ２をディジタルコントローラ１０の入力
ポート２ｏに送る。モータ６゜７のモータ電流はＡ／Ｄ
変換器１３に送られ、アナログ信号をディジタル信号に
変換され、その出力Ｉ、、Ｌがディジタルコントローラ
１０の入力ポート２０に送られる。

張力センサ３は、テープ張力の測定値を出力し、ＡＤ変
換器１３に送る。ＡＤ変換器１３はテープ張力の測定値
をディジタル信号に変換し、その出力ｆをディジタルコ
ントローラ１ｏの入力ポート２０に送る。

ディジタルコントローラ１ｏ内には入力ポート２０が設
けられており、外部から送られる信号工３，１□＋　ｎ
ｉｌ　ｎ２を受けて演算器１６に送る。

演算器１６は、ディジタルコントローラ１０全体をコン
トロールする機能を有しており、リールモータ６．７を
駆動して、リール４，５を回転させ、磁気ヘッド２を通
過する時の磁気テープ１のテープ速度と張力を所定の目
標値に制御するためのモータ駆動指令を決定する。

演算器１６は、前記モータ駆動指令を決定するために必
要な制御パラメータを、入力ポート２０から送られる入
力データと、予めＲＯＭ　（ＲｓａｄＯｎｌｙ　Ｍｅｍ
ｏｒｙ）　１８内に記憶されているモータ定数など機構
定数を使用して演算する。そして、その出力である各制
御パラメータを、適当な時間タイミングでＲＡ、　Ｍ　
（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）　１７
に送り、制御パラメータの更新を行う。

次に、第１図に示した装置の動作を第２図を用いて説明
する。第２図は、ディジタルコントローラ１０における
動作を示す動作フロー図である。

まず、第２図におけるステップＦＩＯの処理がされる。

これは、モータ電流指令を決めるのに必要な機構定数を
ＲＡＭ１７にＲＯＭ１８から設定するステップである。

続いて、ステップＦ２０に進み、ここで演算器１６はリ
ール４、リール５に巻かれたテープの半径ｒ□ｌ　ｒ、
及びモータ６．７の全イナーシャＪ１．Ｊ、（モータ自
身、リール４゜５、それに巻かれたテープその他等、モ
ータにかかる全イナーシャ）を演算し記憶する。この半
径のｒｌｌ　ｒ、演算は、どのようなアルゴリズムによ
って求めても良いが、ここでは次のようにして求めてい
る。テープ張力が一定の条件のもとて巻取り−ル４が１
回転する間に巻取ったテープ長さは。

供給リール５が繰り出したテープ長さに等しいので下式
（１）が成立する。また、各リールに巻かれたテープ長
さの和は一定であり下式（２）が成立する。

２πｒ□＝２πｒ２・Ｗ　　　　・・・（１）ｙｃ　　
（ｒｌ”　−ｒｏ”）　＋　ｘ　（ｒ２２−　ｒｏ”）
　＝Ｃ，−（２）ここに、ｒｉ：リール４に巻かれたテ
ープ半径ｒ２：リール５に巻かれたテープ半径 Ｃｏ：定数 ２つの式（１）、（２）を解くと、各半径ｒｌｌ　ｒ２
　は下式（３）、（４）のごとく、カウント値ｎ２を変
数として決定することができる。

ｒ□＝−ｉ−’ｒ２　　　　　　　・・（３）演算器１
６は、上記式（３）、（４）の演算によって各リールに
おける半径ｒｘ＋　ｒ、を演算する。

この演算は入力ボート２０を介して入力されるエンコー
ダ８．９のパルスを使って新しいカウント値ｎ２が決定
される毎に行われる。この演算に必一 要なｒａ＋　Ｃｏｔ　Ｎの定数（機構部データの一部）
は予めＲＯＭ１８に記憶しておく。

続いて、半径ｒ□、ｒ２を用いて、夫々のモータ６．７
の全イナーシャＪ１．Ｊ、を演算する。モータ６．７の
全イナーシャＪ□ｔ　Ｊｚは下式（５）から夫々得られ
る。

Ｊｔ　　”Ｊａｔ＋　−πρｗ　（ｒｔ　　ｒｅ’）　
　（５）（ｉ＝１．２） Ｊ２を演算してその結果をＲＡ、Ｍ１７に記憶する。

この値は、半径ｒｉｌ　ｒ、が書き換えられる度に値が
更新される。

続いて、ステップＦ３０に進み、テープを静止状態から
目標速度まで加速するのに必要なモータ電流指令値工８
１＋　Ｉ５２を演算し、その結果をＲＡＭ１７に記憶す
る。該指令値Ｉｄｌｙ　Ｉｌｌは下式（６）から得られ
る。速度ｖＬは式（７）から得られる。

ρ　：テープの密度 Ｗ：テープの幅 演算器１６は、ＲＯＭ１８内に予め記憶されている機構
部データの中のＪ０□＋Ｊｌ＋□、ρ、Ｗ。

１７ｏの値とＲＡＭ１７内に記憶された半径ｒｚ＋ｒ２
のデータとを使用して、式（５）によりＪ工。

ｔ （ｊ＝１，２）　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（６）ここに、 ｉ＝１：モータ６に関するもの ｉ＝２：モータ７に関するもの Ｇ、　　：機構部ゲイン定数 に□〜に３ニゲイン定数 ■、：速度目標値 ｆｒ：張力目標値 ｖｌ：速度測定値 ｆ　：張力測定値 ここに、ｔＩ：エンコーダ８，９のパルス間隔時間。但
し、ｉ＝１はエンコーダ８．ｉ＝２はエンコーダ９に関
するものであることを示す。

Ｉａｔ＝ＧｔＫｘ（Ｖｒ−Ｖｔ）　　　−（ａ）（ｉ＝
１．２） また、ステップＦ６０で使用するモータ電流指令値工。

ｘ＋　　Ｉｏｚを式（８）で演算する。このモータ電流
指令値工。１１　Ｉ。２はテープ張力誤差がゼロの場合
に限り式（６）で定義されるモータ電流指令値工。ｍｌ
　　Ｉ。２と一敵する。

演算器１６は、ＲＯＭ１８内に予め記憶されているに、
−に、、ｖ、、ｆ、、Ｎ、とステップＦＩＯ。

Ｆ２Ｏで処理されＲＡＭ１７に記憶されている結果Ｇ１
．　Ｇ、と、ステップＦ２０で処理されＲＡＭ１７に記
憶されている結果を使って、式（６）〜式（８）により
夫々のモータ電流指令値を演算する。さらに、テープを
走行状態から静止状態に減速する場合のモータ電流指令
値も式（６）〜（８）により演算することができる。こ
の場合速度指令値Ｖ、としては減速時の値が設定される
。

続いて、ステップＦ４０に進み、上記モータ電流指令値
Ｉ　Ｂｘ　ｙ　Ｉ　Ｓｖをモータ６．７に与えてテープ
を駆動する。続くステップＦ５０では、テープの加速ま
たは減速時間における夫々のリール駆動系のモータ電流
Ｉ０．Ｉ２を検出しＲＡＭ１７に記憶する。

続いて、ステップＦ６０に進み、ステップＦ３０の式（
８）で演算したモータ電流指令値工。１゜Ｉ　０２をＦ
２Ｏの処理で得たモータ電流測定値Ｉ　１．１■２から
夫々減算し、電流誤差ΔＩｌｌΔ工２を演算する。

続いて、ステップＦ７０に進み、上記電流誤差Δ■工、
Δ工、が許容値を越えているか否かの判断を行う。この
判断の結果、許容値以下である場合は、ステップＦ３０
の式（６）で決定したモータ電流指令ｒ　Ｂｌｔ　Ｉ　
ｇｚがテープ移送に適した値であると判断し、それ以上
の補正は行わない。しかし、許容値を越えている場合は
、上記モータ電流指令値工ｉ１１　Ｉ　ｓｚはテープ移
送に不適な値であると判断し、モータ電流指令値を決定
するために用いた機構定数を修正するためのステップＦ
８０の処理を行う。

ステップＦ８０の処理は、ステップＦ５０で得たモータ
電流測定値Ｉ、、　Ｉ、を用いて機構定数を修正し記憶
する処理である。機構定数を修正する係数ε１．ε２は
下式（９）で得られる。

（ｉ＝１，２） 修正係数ε１．Ｅ２は次のような理由で求められる。ス
テップＦ３０の処理で式（６）により演算されるモータ
電流指令値工、□、　Ｉｓ□はテープ張力のフィードバ
ック補償を含むが、式（８）で演算されるモータ電流指
令値Ｉ、０．　Ｉ。２には含まない。

したがって、間者を比較するとテープ張力誤差がある場
合には夫々の値が相異なる。例えば、テープをリール５
からリール４へ送る際にテープ張力の測定値ｆが目標値
ｆ１より大きい場合には、モータ電流指令値工、工は工
。１より値がかさく設定される。これは、式（６）にお
いて張力誤差を縮少するためのフィードバック補償の結
果である。この結果、モータ６の電流値工、が減少し、
電流誤差Δ１１はΔ工、〈０となる。モータ６の電流指
令工。、は正値であるから、修正係数ε□は式（９）か
ら１より小さい値として決定される。

次回以降のテープ動作において、モータ電流指令値を演
算する時、機構部ゲイン定数Ｇ□をε□倍の値に修正す
ることにより、機構部ゲイン定数を実質的にその本来の
設計値と同等にした結果を得ることができる。以上、修
正係数ε、の導出過程を例にして説明したが、修正係数
Ｅ２についても同様のステップで導出することができる
のでその説明は省略する。

修正係数ε１．ε２の演算をテープ加速期間、あるいは
減速期間に行うと、この期間ではモータ電流値が大きい
ため演算精度が良い。さらに、モータ電流の測定などの
サンプル数を増し平均化処理を加えると、測定および演
算の過程で混入する誤差を減少することができる。

以上のようにして、テープ移送装置を駆動するためのモ
ータ電流指令値は、実際の装置に適する値に補正される
。この結果、テープを移送する際に、不適切なモータ電
流指令に起因して生じるテープ速度およびテープ張力の
誤差を小さくすることができる。

第３図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。この第３図は第１図の構成に比して、モータ６．７の
モータ電流をＡ、　／　Ｄ変換器１３に送ってそのアナ
ログ信号をディジタル信号に変換した出力を夫々ディジ
タルコントローラ１０の入力ポート２０へ送る構成を省
いた点のみ異なり、その他の構成は同じである。

第３図の動作を示す動作フロー図は、第２図のフロー図
と比べて、ステップＦ５０．Ｆ６０の処理において、電
流誤差Δ１１１ΔＩ２の演算に使用するパラメータの一
部が異なる。その他の処理は第２図の動作フロー図と同
じである。

本実施例では、モータ電流測定値Ｉ、、Ｉ、の代りに式
（６）で定義されるモータ電流指令値工、１゜工、□を
使用する。このため、電流誤差ΔＩ、。

Δ工２はモータ電流指令値Ｉ８１．＋Ｉ５４から式（８
）で定義されるモータ電流指令値■。１＋　ＩＯ２を夫
々減算して得られる。ディジタルコントローラ１０にお
ける他の動作は第２図の動作と同じであり説明は省略す
る。

本実施例では、モータ電流を測定することなく、第１図
の実施例と同様に、テープ移送装置の、モータ電流指令
値を実際の装置に適応して補正することができ、テープ
速度およびテープ張力の誤差を小さくすることができる
。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、個々の装置により
夫々の特性の異なるリール即動系を補償する適切なモー
タ電流指令を求め、これによってテープ駆動を行うので
、テープ速度と張力を実際の装置に適応して安定かつ正
確に補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御装置のブロック図
、第２図は第１図の実施例の動作フロー図、第３図は本
発明の他の実施例を示す制御装置のブロック図である。 ｌ・・・磁気テープ　　　　２・・・磁気ヘッド４．５
・・・リール　　　　６，７・・・モータ８．９・・・
エンコーダ １０・・・ディジタルコントローラ １１．１２・・・Ｄ／Ａ変換器　１４．１５・・・電力
アンプ１６・・演算器　　　　　　１７・・・ＲＡＭ１
８・・・ＲＯＭ　　　　　　　１９・・・出力ボート２
０・・・入力ポート　　　　３・・・張力センサ１３・
・・Ａ／Ｄ変換器 代表者　　本　　多　　小　　平 谷 浩　　太　　部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一方のリールから巻出されたテープを他方のリール
   に巻取るように夫々のリールを駆動するモータへの夫々
   の電流指令を夫々のリールに巻かれたテープ径に基いて
   算出し制御するテープ移送装置の制御装置において、 テープの加速は又は減速期間における少なくとも一方の
   モータに流れる電流を検出する手段と、テープ張力誤差
   がない場合の各モータ電流指令を演算する手段と、上記
   検出されたモータ電流と上記演算された電流指令との電
   流誤差を求める手段と、該電流誤差を許容値内にするよ
   うに２つのリール駆動モータへの電流指令を補正する手
   段と、を備えたテープ移送装置の制御装置。