JPH08161798A

JPH08161798A - 磁気記録再生装置のシリンダモータ回転速度・位相制御装置

Info

Publication number: JPH08161798A
Application number: JP6300430A
Authority: JP
Inventors: Shuji Inoue; 修司井上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】回転ヘッド型磁気記録再生装置において、ソフ
トウェア処理中のデータを大きくし、分解能を上げるこ
とができるようにして再生画像のジッタを低減する。【構成】従来のソフトウェアによるシリンダモータ制御
装置に、ゲインを下げたもう１つのシリンダモータ駆動
装置９と、シリンダモータの起動処理完了のタイミング
信号を出力するポート１０と、シリンダモータの起動処
理完了のタイミング信号出力により２つのシリンダモー
タ駆動装置８，９を切り替えるスイッチ１１ａ，１１ｂ
とを加え、シリンダモータ起動時にはシリンダモータ駆
動装置のゲインを大きくとって最大加速トルクを確保
し、定常回転時にはシリンダモータ駆動装置のゲインを
小さくするが、その代わりにソフトウェア処理中のデー
タを大きくして分解能を上げる。これにより、定常回転
時のシリンダ回転速度変動を減らし、再生画像のジッタ
を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転磁気ヘッド方式の
磁気記録再生装置におけるシリンダ回転速度・位相制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のシリンダ回転速度・位相制御装置
の構成と動作を図２のブロック図で説明する。シリンダ
モータ１に付けられた速度検出器２からモータ回転速度
に比例した周期のパルスが得られる。このパルスを以下
ではＦＧパルスと呼ぶ。速度誤差検出装置４では、ＦＧ
パルス周期をサンプル周期として、このＦＧパルスの周
期と基準周期との差を速度系計測クロック周波数ｆ_CK1
［Ｈ_Z ］の分解能で計測し、シリンダ回転速度誤差を得
る。速度誤差範囲判定処理６１でこの誤差の絶対値の大
きさを判定し、この誤差がある一定の値より大きいとき
は最大加速・減速データ６２をトルク指令としてＤＡコ
ンバータ７から出力する。またこの誤差がある一定の値
内であるときは速度ゲイン乗算処理６３で速度誤差に速
度ゲインをかけたものをシリンダ速度誤差に対するトル
ク指令としてＤＡコンバータ７から出力する。ここで速
度ゲイン乗算処理６３における速度系ゲインは、速度制
御帯域が速度系のサンプリング周波数の約１／２０にな
るようにした値である。

【０００３】シリンダモータ１に付けられた位相検出器
３からモータ回転位相に比例した周期のパルスが得られ
る。このパルスを以下ではＰＧパルスと呼ぶ。位相誤差
検出装置５では、ＰＧパルス周期をサンプル周期とし
て、このＰＧパルスの位相と基準位相との位相差を位相
系計測クロック周波数ｆ_CK2 ［Ｈ_Z ］の分解能で計測
し、シリンダ回転位相誤差を得る。位相ゲイン乗算処理
６４で位相誤差に位相ゲインをかけたものと位相系低域
補償処理６５を加えたものをシリンダ位相誤差に対する
トルク指令として、速度ゲイン乗算処理６３で速度誤差
に速度ゲインをかけたものに加える。ここで位相ゲイン
乗算処理６４における位相系ゲインは位相制御帯域が位
相系サンプリング周波数の約１／１５になるようにした
値である。

【０００４】６１から６５まではソフトウェア処理によ
るシリンダ速度・位相制御処理装置６である。ＤＡコン
バータ７から出力された電圧はトルク指令としてシリン
ダモータ駆動装置８に加わり、シリンダモータ１が駆動
される。

【０００５】速度誤差に対するトルク指令の分解能は、
速度ゲイン乗算処理６３における速度系ゲインが１より
大きければ、速度誤差検出装置４の分解能が保たれる。
また位相誤差に対するトルク指令の分解能も、位相ゲイ
ン乗算処理６４における位相系ゲインが１より大きけれ
ば、位相誤差検出装置５の分解能が保たれる。ところ
が、速度誤差・位相誤差の検出の分解能が不十分であっ
たり、速度・位相ゲインが１より小さくてゲイン乗算で
の分解能低下が起こりトルク指令の分解能が低下する
と、量子化外乱によるシリンダ回転速度変動が現れ、再
生映像のジッタの原因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シリンダ制御系を伝達
関数を用いてモデル化したものを図３に示す。速度ゲイ
ン乗算処理６３における速度ゲインＡ_V 、位相ゲイン乗
算処理６４における位相ゲインＡ_P が１より小さくなり
トルク指令の分解能が低下する場合の定量的な説明をこ
の図を用いて行う。

【０００７】シリンダモータ１を起動するために必要な
トルクをＴ_qmax［ｇｆ・ｃｍ］、シリンダモータ１のト
ルク定数をＫ_t ［ｇｆ・ｃｍ/ ｍＡ］、シリンダモータ
駆動装置８のゲインをＧ_m ［ｍＡ/ ｍＶ］、ＤＡコンバ
ータ７のビット数をｍ［bit］、ＤＡコンバータ７の出
力電圧の最大値をＶ_DA［ｍＶ］、ＤＡコンバータ７に与
えるデータをＤ_Tqとすると、これらの関係は（１）式の
ようになる。

【０００８】

【数１】

【０００９】起動時に最大加速データＤ_Tq＝２^m をＤＡ
コンバータに与えたとき、最大トルクが得られるよう
に、各パラメータが決まる。一方定常時の速度・位相制
御状態では、速度系、位相系折れ点周波数をｆ_V ［Ｈ
_Z ］、ｆ_P ［Ｈ_Z ］とすると速度ゲインＡ_V 、位相ゲイ
ンＡ_P は（２）式、（３）式で表せる。

【００１０】

【数２】

【００１１】

【数３】

【００１２】（２）式を書き直すと、（４）式のように
なる。

【００１３】

【数４】

【００１４】ここで第１項は物理定数であるから固定
値、第２項はシリンダモータ１の機械的定数、第３項は
（１）式で示した起動トルクで決まってしまう値であ
る。従って、Ａ_V・ｆ_CK1 の積は一定値に固定されてしま
うので、シリンダモータ１の機械的定数と起動トルクが
決まり、速度ゲインＡ_V を１より大きくしようとする
と、ｆ_CK1 の上限が決まってしまう。また、その上限を
越えてｆ_CK1 を決めるとＡ_Vが１より小さくなり、Ａ_v
乗算時に分解能が低下してｆ_CK1 を上限値にしたときと
同じ分解能になってしまう。同様に（３）式を書き直す
と、（５）式のようになる。

【００１５】

【数５】

【００１６】速度系の場合と同様に、シリンダモータの
機械的定数と起動トルクとでＡ_P・ｆ _CK2 の積は一定値に
固定されてしまうので、トルク指令の分解能はＡ_P ＝１
とした時のｆ_CK2 の値で決まってしまう。

【００１７】シリンダ定常回転時の速度、位相誤差に対
するトルク指令の分解能を上げるためには、（４），
（５）式におけるシリンダモータ１の機械的定数か起動
トルクの項を変えざるを得ないが、モータの機械的定数
の項とＫ_t は他の要因で決まっているので自由に変える
ことはできず、起動トルクの項でＤＡコンバータのビッ
ト数ｍはコストアップにつながるため安易に大きくする
ことはできない。

【００１８】本発明は上記問題を解決するもので、ソフ
トウェア処理中のデータを大きくして分解能を上げるこ
とができるようにすることにより、再生画像のジッタを
低減できる磁気記録再生装置のシリンダモータ回転速度
・位相制御装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、従来のシリンダ回転速度・位相制御装置
に、加速・減速時と定常回転時とでシリンダモータ駆動
装置のゲインＧ_m を切り替える機構を加えたものであ
る。

【００２０】

【作用】上記構成により、起動時のシリンダモータ駆動
装置のゲインＧ_m を必要な起動トルクＴ_qmaxが確保でき
るように（１）式で求められる値とする。これで起動ト
ルクを確保できる。起動後は、シリンダ回転速度誤差が
ある一定値内に入ったらシリンダモータ駆動装置のゲイ
ンをＧ_m より小さいＧ_m ’に切り替える。すると、
（４），（５）式の第３項の値が大きくなり、制御帯域
ｆ_V 、ｆ_P を同じ値にしたときのＡ_V・ｆ_CK1 、Ａ_P・ｆ
_CK2 積を大きくとれるので、トルク指令の分解能を上げ
ることができる。Ｇ_m ’は必要なトルク指令の分解能が
得られるように決めればよい。

【００２１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１に本発明の一実施例の構成図を
示す。回転ヘッド型磁気記録再生装置において、１はシ
リンダモータ、８は加速・減速時のシリンダモータ駆動
装置、９は定常回転時のシリンダモータ駆動装置、２は
シリンダ回転速度検出器、３はシリンダ回転位相検出
器、４は速度検出器からのＦＧパルスの１周期と基準周
期に対する差を速度計測クロック周波数ｆ_CK1 で計測す
る速度誤差検出装置、５は位相検出器からのＰＧパルス
の位相との基準位相との差を位相計測クロック周波数ｆ
_CK2 で計測する位相誤差検出装置、６はシリンダ回転速
度検出器２とシリンダ回転位相検出器３の出力を用いて
シリンダの回転速度・位相を制御するソフトウェアによ
るシリンダ回転速度・位相制御処理装置、７はトルク指
令電圧を出力するＤＡコンバータ、８はトルク指令出力
によりシリンダモータを駆動するシリンダモータ駆動装
置、９はゲインを下げたもう１つのシリンダモータ駆動
装置、１０はシリンダモータ駆動装置８，９を切り替え
るタイミングを発生するパラレルポート、１１ａ，１１
ｂはシリンダモータ駆動装置８，９を切り替えるスイッ
チである。シリンダモータ駆動装置９と、シリンダモー
タ駆動装置８，９を切り替えるタイミングを発生するパ
ラレルポート１０と、シリンダモータ駆動装置８，９を
切り替えるスイッチ１１ａ，１１ｂとが、従来のシリン
ダモータ制御装置に対して本実施例で新たに加わった部
分である。

【００２２】ソフトウェアによるシリンダ速度・位相制
御処理装置６の内部処理について説明する。６３は速度
誤差検出装置４から出力される誤差データに速度ゲイン
をかける速度ゲイン乗算処理、６４は位相誤差検出装置
５から出力される誤差データに位相ゲインをかける位相
ゲイン乗算処理、６５は位相誤差検出装置５から出力さ
れる誤差データを積算して低域補償を行う低域補償処
理、６１は速度誤差検出装置４から出力される誤差デー
タがある値以内であるか否かを判定する速度誤差範囲判
定処理、６２は誤差データがある値以内でないときにＤ
Ａコンバータ７から出力するトルク指令電圧を最大・最
小にするための加減速データを出力する最大加速・減速
データ処理、６６は速度誤差範囲判定処理６１の結果に
よりＤＡコンバータ７から出力するデータを切り替える
スイッチである。ここまでの処理は、従来のソフトウェ
アによるシリンダ速度・位相制御処理装置である。本実
施例で新たに加えるのは、速度誤差範囲判定処理６１の
結果をパラレルポート１０から出力する処理である。

【００２３】本実施例の動作を説明する。従来の動作に
加えて、速度誤差検出装置４で検出された速度誤差があ
る範囲から外れていた場合にシリンダモータ駆動装置を
ゲインＧ_m の駆動装置８に切り替える信号をパラレルポ
ート１０から出力する。速度制御範囲がある範囲内に入
ったら、シリンダモータ駆動装置８をゲインＧ_m より小
さいゲインＧ_m ’のシリンダモータ駆動装置９に切り替
える信号をパラレルポート１０から出力する。

【００２４】これにより、起動時にはゲインが大きいシ
リンダモータ駆動装置８に切り替えて起動に必要な最大
トルクを確保し、定常回転時にはゲインが小さいシリン
ダモータ駆動装置９に切り替えて速度ゲイン・位相ゲイ
ンを大きくとってトルク指令の分解能を上げることがで
きる。

【００２５】なお、シリンダモータ駆動装置のゲインの
切り替えは、本実施例のように、ゲインの異なる２つの
シリンダモータ駆動装置を切り替える代りに、１つのシ
リンダモータ駆動装置のゲインを変えることによって行
ってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、起動時に
はシリンダモータ駆動装置のゲインをＧ_m として、ＤＡ
コンバータから出力される最大加速トルク電圧値でシリ
ンダモータが起動するために必要な最大トルクを発生で
きる。シリンダ回転速度がある一定範囲内に入れば、シ
リンダモータ駆動装置のゲインをＧ_m ’に切り替える。
Ｇ_m ’はＧ_m より小さいので、Ａ_V・ｆ_CK1 、Ａ_P・ｆ_CK2
を大きくとることにより、トルク指令の分解能を上げて
シリンダ回転速度変動を減らし、再生画像のジッタを低
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシリンダモータ回転速度・
位相制御装置の構成図である。

【図２】従来のシリンダ速度・位相制御装置の構成図で
ある。

【図３】従来のシリンダ速度・位相制御装置の構成図を
伝達関数モデルで表したものである。

【符号の説明】

１シリンダモータ２速度検出器３位相検出器４速度誤差検出装置５位相誤差検出装置６ソフトウェアによるシリンダ速度・位相制御処理装
置７ＤＡコンバータ８，９シリンダモータ駆動装置１０パラレルポート１１ａ，１１ｂシリンダモータ駆動装置の切り替え
スイッチ６１速度誤差範囲判定処理６２最大加速・減速データ６３速度ゲイン乗算処理６４位相ゲイン乗算処理６５位相系低域補償処理６６トルク指令切り替えスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ヘッド型磁気記録再生装置におい
て、シリンダの回転速度を制御する速度制御機能と、シ
リンダの回転位相を制御する位相制御機能とを実現する
ソフトウェアによるシリンダ速度・位相制御処理装置
と、そのトルク指令出力によりシリンダモータを駆動す
るシリンダモータ駆動装置と、シリンダモータの起動処
理完了のタイミング信号を出力するポートと、ポートか
ら出力されるシリンダモータの起動完了のタイミング信
号出力によりシリンダモータ駆動装置ゲインを切り替え
るスイッチとを備えたことを特徴とする磁気記録再生装
置のシリンダモータ回転速度・位相制御装置。
【請求項２】ゲインを下げたもう１つのシリンダモー
タ駆動装置を備え、シリンダモータ駆動装置ゲインの切
り替えは、２つのシリンダモータ装置をスイッチにより
切り替えることを特徴とする磁気記録再生装置のシリン
ダモータ回転速度・位相制御装置。