JPH0444512B2 - - Google Patents

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JPH0444512B2
JPH0444512B2 JP56203342A JP20334281A JPH0444512B2 JP H0444512 B2 JPH0444512 B2 JP H0444512B2 JP 56203342 A JP56203342 A JP 56203342A JP 20334281 A JP20334281 A JP 20334281A JP H0444512 B2 JPH0444512 B2 JP H0444512B2
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JP
Japan
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control
phase
speed
rotating body
gain
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JP56203342A
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Hiroyuki Takimoto
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Canon Inc
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Publication of JPH0444512B2 publication Critical patent/JPH0444512B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/90Specific system operational feature
    • Y10S388/901Sample and hold
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/915Sawtooth or ramp waveform generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転体の制御方法に関し、特に回転体
の回転速度を所定の目標速度になる様制御する速
度制御手段からの速度制御信号と、前記回転体の
回転位相を所定の目標位相になる様制御する位相
制御手段からの位相制御信号とを用いて回転体の
回転を制御する回転体の制御方法における過渡特
性の改良に関するものである。
以下、本発明を磁気録画再生装置を例に説明す
る。
第1図は磁気録画再生装置(以下VTRと称す
る)において、一般的な回転ドラムの制御装置の
一例を示す図である。図中、1は磁気テープ、2
は映像信号を記録再生する磁気ヘツド、3は磁気
ヘツド2を保持する回転ドラム、4はドラム3を
駆動するモータ、5はモータ4に組込んだ位相検
出用マグネツト(以下PGマグネツトと称する)、
6はPGマグネツト5に位置を検出する位相検出
用ヘツド(以下PGヘツドと称する)、7はモータ
4の回転数に比例した周波数信号を発生する周波
数発電機、8は映像信号が入力される端子、9は
垂直同期信号を映像信号から分離する垂直同期分
離回路、10は映像信号の記録時に垂直同期分離
回路9によつて分離された垂直同期信号をコント
ロール信号として記録すると共に映像信号の再生
時に該コントロール信号を再生するコントロール
ヘツド、11は該コントロール信号が記録される
コントロールトラツク、12,13は記録/再生
切換スイツチ、14は矩形波形成回路、15は台
形波形成回路、16はパルス波発生回路、17は
遅延回路、18は充放電回路、19,20はサン
プルホールド回路、21はサンプルホールド回路
19及び20の出力を適宜合成し増幅する制御増
幅器である。
第2図は第1図におけるa〜j各部の波形図で
ある。以下、動作の説明をする。まず、速度制御
系は周波数発電器7の出力aがパルス波発生回路
16に入力され、該信号aに同期したパルス信号
bをパルス波発生回路16が出力する。パルス信
号bはサンプルホールド回路20にサンプリング
パルスとして入力され、また遅延回路17にも入
力される。遅延回路17の出力である遅延パルス
cは充放電回路18に放電のトリガ(刺激信号)
パルスとして印加される。充放電回路18は充電
用の電流源、コンデンサ、及びトリガパルスcの
入力時に放電される放電回路とよりなつている。
更に充放電回路18の出力dはサンプルホール
ド回路20に印加され、上記のパルス信号bによ
つてサンプリングされる。そしてサンプルホール
ド回路20の出力eは誤差電圧として制御増幅器
21に入力される。
次に位相制御系について説明する。PGヘツド
6はモータ4に同期したパルス信号(以下PGパ
ルスと称する)fを出力し、該パルスfは矩形波
形成回路14に入力される。矩形波形成回路14
はPGパルスfに立上がり及び立下がりが同期し
た矩形波gを出力する。台形波形成回路15は矩
形波gに同期した台形波hを出力し、該台形波h
はサンプルホールド回路19に入力される。
一方、映像信号から垂直同期分離回路9で分離
した垂直同期信号は、映像信号の記録時において
はコントロールヘツド10を介して磁気テープ1
上のコントロールトラツク11にコントロール信
号として記録されると共に、サンプリングパルス
iとしてサンプルホールド回路19に入力され
る。また、映像信号の再生時においてはコントロ
ールトラツク11より上記の如く記録されたコン
トロール信号を再生し、該再生されたコントロー
ル信号をサンプリングパルスiとしてサンプルホ
ールド回路19に入力する。サンプルホールド回
路19では台形波hが前述のサンプリングパルス
iでサンプリングされる。
第3図は第1図に示した制御装置の要部である
制御増幅器21の従来の構成例を示す回路図であ
る。
第3図において、A1〜A3はオペアンプ、R,
R1及びR2は抵抗、Qはトランジスタ、V1はオペ
アンプA1の出力電圧、V2はオペアンプA2の出力
電圧である。V1はトランジスタQ及びオペアン
プA3で構成されるエミツタフオロワを介してモ
ータ4に印加される出力電圧であり、モータ4は
第1図に示したものと同一である。
次に、この制御増幅器21の動作を説明する。
サンプルホールド回路20の出力eは速度制御電
圧(以下Vsと称する)として、サンプルホール
ド回路19の出力jは位相制御電圧(以下Vp
示す)として、それぞれ端子22,23に入力さ
れる。端子25には定電圧Vccが、端子24には
この定位電圧Vccの半分の定電圧1/2Vccが印加さ
れている。
第4図はドラム3の回転数(以下Nと称する)
とVsの関係を示す特性図である。ドラム3が所
定の目標回転数(以下Npと称する)で回転して
いるときにはVsは1/2Vccとなるよう設定してあ
る。また、第5図はドラム3の回転位相と基準信
号である前述の垂直同期信号または再生されたコ
ントロール信号との位相差(以下θで示す)と
Vpの関係を示す特性図である。
第5図に示すように、前記位相差が所定の目標
位相差(以下θpで称する)になつているときに
は、Vpは1/2Vccになるように設定されている。
ここでVpはVsとVpによつて次式で与えられる。
Vp=(1/2R){(R+R1)Vs+ (R+R2)Vp−1/2・Vcc(R1+R2)}
……(1) ここでVs=1/2VssでかつVp=1/2Vccであ
る時、即ちドラム3の位相差がθpで、かつ回転数
がNpである時、式(1)よりVp=1/2Vccとなり、
モータ4は所定の回転数で回転する。もし、Nが
NpからΔNだけ速くなつた場合、第4図において
N=Npの時の(ΔV/ΔN)が−aであるとすれ
ば式(1)より Vp=1/2Vcc−(aΔN/2R)(R+R1) ……(2) となり、即ちモータ4への印加電圧Vpは下がり、
その結果Nは遅くなりNpに近づく。そして同様
にNが遅くなればNは速くなりNpに近づく。次
にもし、θがθpからΔθ進んだ時、第5図におい
てθ=θpのときの(ΔVp/Δθ)が−bであると
すれば式(1)より Vp=1/2Vcc−(bΔθ/2R)(R+R2)……(3) となり、即ちモータ4への印加電圧Vpは下がり、
その結果θは遅れθpに近づく。以上述べた如く回
転速度及び回転位相が制御される。
次に起動時の過渡特性について述べる。今、モ
ータ4が回転を停止している時点から起動し、回
転を始めたとする。モータ4の回転数が上昇する
に従つて、Vsは1/2Vccに近づく。そしてこの
間Vpにはモータ4の瞬時角周波数と第2図に示
したサンプリングパルスiとの差の周波数を持つ
た電圧の大きな変動が生じている。ところが一般
に抵抗R1は抵抗R2に比べて大きい。即ち、速度
制御系の利得は位相制御系の利得より大きい。ゆ
えにドラム3が起動してからNがNpになるまで
は主に速度制御系が働いていると考えてよい。
NがほぼNpに達した時、θがθpから角Δφだけ
進んでいたとすると、それによつてモータ4の印
加電圧Vpは式(3)より Vp=1/2Vcc−(bΔφ/2R)(R+R2)……(4) となれば問題はない。ところが式(4)のモータ4の
印加電圧Vpが下がることによりNは遅くなる。
NがもしΔnだけ遅くなれば式(4)及び式(2)により Vp=1/2Vcc−(bΔφ/2R)(R+R2) +(aΔn/2R)(R+R1) ……(5) となる。即ちVpの変位分と異符号のVsの変化分
が発生することになり、モータ4の印加電圧Vp
の変移は小さくなつてしまう。結局NがNpに達
してからθがθpに達するまでの時間がどうしても
長くなつてしまうことになる。また、そこでθが
θpに達するまでに時間を早めようと位相制御系の
利得を大きくしたり、速度制御系の利得を小さく
したりすると、今度はドラム3の起動からNが
Npに達するまでの時間が長くなつてしまうこと
になる。また外乱に対しても制御発振を生じてし
まうものである。
以上述べた如く回転体の回転速度及び回転位相
の制御を行なう場合、回転速度が所定の目標速度
になつた後速やかに回転位相を所定の目標位相に
するのは困難であつた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであ
る。即ち、ドラム3が起動後回転位相が所定の目
標位相になるまでの時間を短縮すると共に外乱に
対しても制御系が安定に動作する回転体の制御方
法を提供するものである。
第6図は本発明による方法をVTRのドラム制
御系に応用した一実施例を示す要部回路図であ
る。図中、第3図と同様の構成部分については同
じ符号を付している。図中、R3,R6〜R11は抵
抗、OR1,OR2はオアゲート、NOTは否定回路、
NANDはナンドゲート、ANDはアンドゲート、
SW,SW2,SW3はアナログスイツチである。ま
た、第7図は第6図c〜j各部の波形を示す波形
図である。
ドラム3が起動するとVsは高い値から1/
2Vccに近づく。すると第6図gの部分の電圧は第
7図に示す様にVsの変化と同様の変化をし、R10
Vcc/2(R8+R10)に近づく。そこでオアゲート
OR1のスレツシヨルド電圧Vth′をR10Vcc/2(R8
+R10)よりわずかに高く設定する。それによつ
てNがほぼNpになる時を検出し、それまではオ
アゲートOR1の出力dハイレベル(以下単にHと
記す)である。
また、Vpはドラム3の起動直後は大きな電圧
変動を生じており、NがNpにほぼ達してから
1/2Vccに近づく。すると第6図e及びfで示す
部分の電圧のVpと同様に起動直後には大きな電
圧変動を生じる(第7図e及びfの斜線部に示
す)。そしてeの部分の電圧はVcc(R9+R11)/
2(R7+R9+R11)に近づき、fの部分の電圧は R11Vcc/2(R7+R9+R11)に近づく。そこで、
オアゲートOR2及びナンドゲートNANDのスレ
ツシヨルド電圧Vth′を Vcc(1/2R9+R11)/2(R7+R9+R11)付近
に設定してやる。更に抵抗R9を抵抗R7や抵抗R11
に比して小さくとつてやる。そうするとeの部分
の電圧が前記スレツシヨルド電圧Vth″より高く、
且つfの部分の電圧が前記スレツシヨルド電圧
Vth″より低くなつた時Vpはほぼ1/2Vccになつ
たことになる。即ち、θがほぼθpになつたことに
なる。
NがほぼNpになつた時はeに部分の電圧及び
fの部分の電圧はいずれも前記スレツシヨルド電
圧Vth″より高いか、もしくはいずれも前記スレ
ツシヨルド電圧Vth″より低いかである。従つて、
アンドゲートANDの出力はローレベル(以下単
にLと記す)である。そしてθがほぼθpになる
と、eの部分の電圧が前記スレツシヨルド電圧
Vth″を越えるか、またはfの部分の電圧が前記
スレツシヨルド電圧Vth″を下まわることになる。
従つて、この時アンドゲートANDの出力はLか
らHに転ずる。
結局、オアゲートOR1の出力dはNがほぼNp
になるまでHであり、その後Lになりθがほぼθp
になつた後Hになる。このことはNがほぼNp
なつたこと、またθがほぼθpになつたことを夫々
検出していることになる。
オアゲートOR1の出力dがHである時、当然否
定回路NOTの出力cはLである。そして、その
後これによりオアゲートOR1の出力dはLに転
じ、否定回路NOTの出力cはHに転ずる。この
ことによりアナログスイツチSW2は開かれ、逆に
アナログスイツチSW及びSW3は閉じられる。す
ると抵抗R1は抵抗R1とR3の並列抵抗に、抵抗R2
は抵抗R2とR6の直列抵抗に夫々置き換えられる
ことになり、この結果、速度制御系の利得は下が
り、位相制御系の利得は上がる。
更に、θがほぼθpになつた後、アナログスイツ
チSW2は再度閉じられ、アナログスイツチSW及
びSW3は開かれる。これによつて速度制御系及び
位相制御系の利得は再び元の利得に戻ることにな
る。
このことによつて、起動後NがほぼNpになる
と速度制御系の利得が下がるため式(5)の第3項に
示すVpの変位分と異符号のVsに変位分が小さく
なり、NがNpに達してからθがθpに達するまで
の時間を短縮できる。また、θがθpに達した後は
速度制御系の利得は元に戻しているので外乱に対
する制御発振も生じない。更に、NがほぼNp
なつてから、θがほぼθpになるまでの間位相制御
系の利得を上げており、NがNpに達してからθ
がθpに達するまでの時間を更に短縮できる。更
に、NがほぼNpになつたことは速度制御電圧
(信号)により検出し、θがほぼθpになつたこと
は位相制御電圧(信号)により検出しているの
で、利得の切換は、適切な時期に行なえるのでよ
り速く制御安定状態とすることが可能となつた。
以上説明したように本発明によれば速度制御手
段の制御利得及び位相制御手段の制御利得を適切
な時期に相対的に切り換えることによつて、回転
体の過渡動作時において制御の安定性を損なうこ
となく制御安定状態への引込時間を大幅に短縮で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はVTRにおいて回転体としてのドラム
の回転を制御する一般的は制御装置の構成を示す
図、第2図は第1図各部の波形図、第3図は第1
図に示した制御装置の要部の従来の構成例を示す
回路図、第4図は回転体であるドラムの回転数と
速度制御電圧の関係を示す特性図、第5図は回転
体であるドラムの回転位相と位相制御電圧の関係
を示す特性図、第6図は本発明による方法を
VTRのドラム制御系に応用した一実施例を示す
要部回路図、第7図は第6図各部の波形を示す波
形図である。 図中、4はモータ、22速度制御電圧の入力端
子、23は位相制御電圧の入力端子、A1,A2
オペアンプ、R3,R6〜R11は抵抗、OR1,OR2
オアゲート、NOTは否定回路、NANDはナンド
ゲート、ANDはアンドゲート、SW,SW2
SW3はアナログスイツチである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転体の回転速度を所定の目標速度になる様
    制御する速度制御手段からの速度制御信号と、前
    記回転体の回転位相を所定の目標位相になる様制
    御する位相制御手段からの位相制御信号とを用い
    て回転体の回転を制御する回転体の制御方法であ
    つて、 過渡状態において、前記速度制御信号に基いて
    前記回転速度が前記目標速度に大略一致したこと
    を検出し、該検出が行われた第1のタイミングで
    前記速度制御手段の制御利得を前記位相制御手段
    の制御利得に対して相対的に下げ、 該第1のタイミングの後、前記位相制御信号に
    基いて前記回転位相が前記目標位相に大略一致し
    たことを検出し、該検出が行われた第2のタイミ
    ングで前記速度制御手段の制御利得を前記位相制
    御手段の制御利得に対し相対的に上げることを特
    徴とする 回転体の制御方法。 2 前記第1のタイミングで前記速度制御手段の
    制御利得を下げると共に前記位相制御手段の制御
    利得を上げ、前記第2のタイミングで前記速度制
    御手段の制御利得を上げると共に前記位相制御手
    段の制御利得を下げることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の回転体の制御方法。 3 前記第1のタイミング以前の前記速度制御手
    段の制御利得と、前記第2のタイミング以後の前
    記速度制御手段の制御利得が同一であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の回転体の制
    御方法。
JP56203342A 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法 Granted JPS58103885A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56203342A JPS58103885A (ja) 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法
US06/449,614 US4517501A (en) 1981-12-15 1982-12-14 Rotation control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56203342A JPS58103885A (ja) 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58103885A JPS58103885A (ja) 1983-06-21
JPH0444512B2 true JPH0444512B2 (ja) 1992-07-21

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ID=16472428

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56203342A Granted JPS58103885A (ja) 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS58103885A (ja) 1983-06-21
US4517501A (en) 1985-05-14

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