DE1588017C3 - Servoeinrichtung zur Regelung eines Bandspulenantriebs mittels eines Gleichstrommotors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servoeinrichtung zur Regelung eines Bandspulenantriebs einer in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betreibbaren Magnetbandtransporteinrichtung, bei der ein "auf eine Bandspule auf- bzw. von ihr abwickelbares Magnetband durch eine Bandschleifen-Speicherkammer geführt ist und zum Antrieb der Bandspule ein Gleichstrommotor mit einer Vorwärts- !aufwicklung und einer Rückwärtslaufwicklung vorgesehen ist, mit einer Bandschleifen-Abtasteinrichtung zur Erzeugung eines der Länge der Bandschleifen in der Bandschleifen-Speicherkammer entsprechenden Schleifenstellungssignals, mit einem auf das

ίο Schleifenstellungssignal ansprechenden Servosteuerkreis, der zur Erzeugung eines Fehlersignals mit einer der Schleifenstellung in der Bandschleifen-Speicherkammer entsprechenden Komponente, sowie einer der Änderungsgeschwindigkeit der Schleifenstellung entsprechenden Komponente- das Schleifenstellungssignal mittels eines Differenzierglieds nach der Zeit differenziert, und mit einem auf das Fehlersignal ansprechenden Servotreiberkreis zur selektiven Erregung der Vorwärtslaufwicklung bzw. der Rückwärts- !aufwicklung des Gleichstrommotors.

Servoeinrichtungen zur Regelung der Stellung -eines sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Teils, dessen Stellung schnellen Änderungen unterworfen ist, sind für eine große Anzahl von Anwendungsfällen entwickelt worden. Ein spezielles, kritisches Beispiel für Einrichtungen, in denen derartige Bedingungen vorhanden sind, ist der Magnetbandtransport in einem Eingabegerät für Digitalrechner. Dabei wird ein Magnetband in wenigen Millisekunden in beiden Bewegungsrichtungen auf volle Geschwindigkeit beschleunigt und ebenfalls in gleichen Zeitintervallen von voller Geschwindigkeit abgebremst. Diese Einrichtungen erfordern einen Puffermechanismus, um eine bestimmte Schleifenvorratslänge zwischen dem sehr schnellen reversiblen Antrieb und den relativ langsamer laufenden Bandspulen zu schaffen. Die Puffermechanismen besitzen generell die Form von Differentialdruckkammern, wie beispielsweise Vakuumkammern, welche zwischen dem Antriebssystem und den Bandspulen angeordnet sind. Servoeinrichtungen, weiche auf eine oder mehrere Bedingungen der Bandschleife, wie beispielsweise die Schleifenlänge und die Geschwindigkeit des Bandes ansprechen, regeln den Bandspulen-Servomotor derart, daß die Bandschleife in einer vorgegebenen Stellung oder in einem vorgegebenen Bereich in der

- Kammer gehalten wird. Auf Grund der extrem hohen Bandgeschwindigkeiten und den positiven und negativen Beschleunigungen müssen strenge Bedingungen an die Bandspulen-Servoeinrichtung gestellt werden. Diese Bedingungen werden durch Begrenzungen der Länge der Puffermechanismen und der Notwendigkeit, die Größe und die Leistungsanforderungen des Servomotors so klein wie möglich zu halten, oft noch strenger. Während die Bandspulen-Servoeinrichtung wirtschaftlich und einfach in der Entwicklung und der Wirkungsweise sein soll, muß sie gleichzeitig den dynamischen Anforderungen genügen, wobei das notwendige Ansprechvermögen und die Stabilität gesichert sein müssen.

In Servoeinrichtungen der vorgenannten Art wird die Stabilität generell durch Ausnutzung eines Tachometer-Rückkopplungssignals oder eines Betragsdifferenzsignals erreicht. Drehzahlgeneratoren komplizieren jedoch nicht nur den Bandweg, sondern erzeugen darüber hinaus auch noch Rauschen. Weiterhin ergeben sich dabei bestimmte Betriebsschwierigkeiten. Eine Betragsdifferenzsignaldämpfung ruft eben-

falls ein Rauschen hervor und führt zu wesentlichen Nichtlinearitäten, welche generell in einem Schleifenabtastsystem existieren. Darüber hinaus führen sie nicht zu einer richtigen Dämpfung im Servokreis.

Es sind zwar Servoeinrichtungen bekanntgeworden, in denen ein Bandstellungssignal und ein Motorstromsignal verwendet sind, um mittels eines Servokreises einen speziellen Betriebsablauf der Servoeinrichtung zu verwirklichen. Darüber hinaus erfolgt in bekannten Servoeinrichtungen auch eine Signaldifferentiation, um unter anderem der Geschwindigkeitsänderung entsprechende Signale zu erhalten. Hierzu sei auf die DT-AS 1109249, die DT-PS 1092 815 sowie »BBC-Nachrichten«, 1963, S. 132 bis 144, verwesen.

Eine Servoeinrichtung der eingangs erläuterten Axt ist aus der US-PS 3 105179 entnehmbar. Danach ist es bekannt, den Servosteuerkreis für die Motorwicklungen eines Bandspulenantriebs einer Magnetbandtransporteinrichtung durch Signale zu steuern, die der Stellung eines Bandspannanns der Magnetbandtransporteinrichtung und der Geschwindigkeit der Stellungsänderung des Bandspannanns entsprechen. Die bekannte Servoeinrichtung berücksichtigt jedoch nicht die Ansprechverzögerung, die sich aus der Motorträgheit und der Zeitverzögerung durch die Treiberkreise des Motors ergibt. Diese Ansprechverzögerung muß durch einen entsprechend erweiterten Stellbereich des Bandspannarms aufgefangen werden. • Aus der US-PS 3 236 429 ist weiterhin ein Servosteuerkreis für einen Bandspulenantrieb bekannt, bei dem der Motor des Bandspulenantriebs während des stationären Laufs entsprechend der Stellung einer Bandschleife in einem Bandschleifenspeicher geregelt wird. Der Motor wird bei Änderung der Bandschleife dadurch zum sofortigen Anlaufen veranlaßt, daß dem Schleifenstellungssignal zusätzliche Impulse überlagert werden. Die Impulse werden mit Hilfe einer aufwendigen Schaltungsanordnung aus einer die Drehgeschwindigkeit des Motors bestimmenden Taktimpulsfolge abgeleitet.

Im Zusammenhang mit einem Motorsteuersystem für eine Bandwickelvorrichtung, bei der ein Stahlband mit möglichst konstanter Bandspannung befördert werden soll, ist es aus der US-PS 3 060 358 bekannt, ein der Bandspannung entsprechendes Signal mit einem dem Ankerstrom des Motors entsprechenden Signal zu einem Fehlersignal zu kombinieren, welches die Erregung des Motors steuert. Das Fehlersignal enthält jedoch keine der Änderungsgeschwindigkeit der Bandspannung entsprechende Komponente. Probleme, die sich bei einem in zwei Richtungen betreibbaren Bandspulenantrieb ergeben, werden nicht behandelt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Servoeinrichtung für den Bandspulenantrieb einer in zwei Richtungen betreibbaren Magnetbandtransporteinrichtung anzugeben, die einerseits die Einhaltung der Stabilitätsbedingungen ermöglicht und andererseits die Ansprechverzögerung des Bandspulenantriebs kompensiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Servoeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer derartigen Servoeinrichtung wird eine Verbesserung der Betriebsweise während der positiven und negativen Beschleunigungsphasen erreicht, so daß die Größe der Bandschleife in den beiden Bandschleifen-Speicherkammera während der kritischen Phasen genau regelbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Servoeinrichtung werden aufeinanderfolgende Signale in das der Schleifenlänge entsprechende Signal eingeführt, wobei sich Korrekturkomponenten ergeben, die sowohl dem Änderungsbetrag der Schleifenstellung als auch dem Motorstrom entsprechen. Die dem Motorstrom proportionale Komponente wird mit der der Geschwindigkeit der Bandschleifenstellungsänderung entsprechenden Komponente in entgegengesetztem Sinne kombiniert, so daß sich eine Kompensation der Verzögerung zwischen Motoransprechen und der tatsächlichen Schleifenstellung ergibt. Die Servoeinrichtung erzeugt ein kontinuierliches Signal, das der Schleifenstellung in beiden Betriebsrichtungen folgt und dem Bandspulenservomotor in einem weiten Bereich von Betriebsbedingungen stabil regelt.

Es ist ein Doppel-Differentiationskreis vorgesehen, welcher auf das Schleifenlängensignal anspricht, um

ao das Schalten von Festkörpertriggern zu steuern, welche die Motorerregung bestimmen. Die Trigger werden lediglich durch Signale geschaltet, die eine bestimmte Amplitude übersteigen und richtige Polaritäten besitzen. Die Ströme in den Motorwicklungen werden festgestellt, wobei dann entsprechende Signale auf die Steuerkreise zurückgeführt werden. Weiterhin werden die genannten Signale auf Tiefpaßfilter gegeben, welche die Effekte dieser Rückkopplung so klein wie möglich halten, wenn die Trigger ihren Zustand schnell ändern.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. In der nachfolgenden Be- ■ Schreibung eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine idealisierte Darstellung in Blockform und ebener Ansicht einer Servoeinrichtung gemäß der Erfindung in einem Magnetbandtransport eines Eingabegerätes für Digitalrechner, und F i g. 2 ein Schaltbild einer bevorzugten Schaltung zur Verwendung in der Servoeinrichtung nach Fig. 1. Fig. 1 zeigt die prinzipiellen Elemente eines Magnetbandtransports in einem Eingabegerät für Digitalrechner, bei dem eine Servoeinrichtung Verwendung findet. Abgesehen von der Servoeinrichtung

45' sind die auf einer Frontplatte angeordneten Prinzipelemente lediglich schematisch dargestellt. Ein Band 10 läuft zwischen einer Bandvorratsspule 12 und einer Bandaufnahmespule 14 (die Bezeichnungen »Bandaufnahmespule« und »Bandvorratsspule« sind im. vorliegenden Falle vertauschbar) über einen in beiden Laufrichtungen wirksamen Bandantriebsmechanismus, der bei der in Rede stehenden Ausführungsform eine einzige Antriebsrolle 16 umfaßt. Diese Antriebsrolle steht mit dem Band in konstantem, nichtgleitendem Eingriff. Es sei bemerkt, daß die Servoeinrichtung in Verbindung mit jedem konventionellen Bandantrieb verwendbar ist; dabei kann es sich beispielsweise um durch Kupplungen betriebene Einzelantriebsrollensysteme oder gegeneinander rotierende Doppelantriebsrollensysteme handeln, die durch Andruckrollen, pneumatisch oder durch ein Vakuum betätigbar sind. Ein direktes Antriebssystem, bei dem der Lauf der Antriebsrolle direkt von einem (nicht dargestellten) Motor hohen Drehmoment-Trägheitsverhältnisses gesteuert wird, ist allerdings bevorzugt, da das System damit wenig aufwendig und sehr zuverlässig wird. Der Antriebsrolle benachbart ist eine Magnetkopfanordnung 18

angeordnet, an der das Band 10 vorbeiläuft und an der die Datenübertragungsvorgänge stattfinden. Zwischen der schnellen und rasch in seiner Laufrichtung umschaltbaren Antriebsrolle 16 und den relativ trägeren und mit größerer Masse behafteten Bandspulen 12 und 14 ist das Band in zwei Bandschleifen-• Speicherkammern 20 und 22 in Form von Pufferschleifen geführt. In den häufigsten Fällen sind diese Bandschleifen-Speicherkammern 20 und 22 Vakuumkammern mit offenen 'Enden zur Aufnahme des Bandes und mit abgeschlossenen Enden, in deren Bereich zum Anschluß an eine geeignete Vakuumquelle öffnungen vorgesehen sind. Pneumatische Systeme sind jedoch auch verwendbar.

Längs der Bandschleifen-Speicherkammern sind Schleifenstellungsabtastvorrichtungen 24 und 26 vorgesehen (in F i g. 1 lediglich schematisch dargestellt), welche den in den Bandschleifen-Speicherkammem vorhandenen Schleifenlängen entsprechende Signale liefern. Es ist vorteilhaft, Vorrichtungen zu verwenden, die sich linear mit der Schleifenlänge ändernde Signale liefern. Es handelt sich dabei um ebene Lichtquellen längs einer Wand und ebene lichtempfindliche Elemente längs einer anderen Wand der Bandschleifen-Speicherkammer, wobei eine Maske vorgegebener Gestalt zwischen der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen Element angeordnet sein kann, um die gewünschte lineare Signaländerung zu erzeugen. Die Maske ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. .

Die durch die Schleifenstellungsabtastvorrichtungen erzeugten Signale werden auf Servoeinrichtungen 28 und 30 gegeben, die in Fig. 1 lediglich als Blockschaltbild dargestellt sind. Die Signale von der Schleifenstellungsabtastvorachtung 26 werden über einen Gleichspannungs-Vorverstärker 32 auf einen Servosteuerkreis 34 gegeben, welcher dem Bandschleifenstellungssignal analoge Signale erzeugt. Diese Signale enthalten verschiedene Kompensationsformen. Die Analogsignale werden in einem Servotreiberkreis 36 weiterbehandelt und betätigen einen Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38, der seinerseits die Erregung eines Motors 40 intermittierend in beiden Laufrichtungen steuert.

Im Betrieb der Servoeinrichtung nach Fig, I wird die Antriebsrolle 16 in einer ihrer beiden Laufrichtungen in wenigen Millisekunden auf volle Drehzahl beschleunigt, mit konstanter Drehzahl von etwa 114,3 bis 457,2 cm/sec betrieben und wiederum in wenigen Millisekunden zum Stillstand gebracht oder auf volle Drehzahl in entgegengesetzter Laufrichtung beschleunigt. Die durch die Bandschleifen-Speicherkammem 20 und 22 gebildeten Puffermechanismen mit variablen Schleifenlängen sind Gebilde mit geringer Trägheit zum Zuführen bzw. Abziehen vom Band zum bzw. vom Bereich des Antriebs, wobei sie eine Anpassung an die geringe Beschleunigungsfähigkeit der Bandspulen 12 und 14 herstellen. Beschleunigt die Antriebsrolle 16 beispielsweise das Band 10 so, daß es aus einer Bandschleifen-Speicherkammer abgezogen wird, so wird der Zustand der Bandschleife durch die Schleifenstellungsabtastvorrichrung 24 oder 26 festgestellt; damit wird die zugehörige Servoeinrichtung derart erregt, daß die Bandschleife in der Bandschleifen-Speicherkammer 20 oder 22 an einer vorgegebenen Stelle oder in einem vorgegebenen Bereich gehalten wird. Sowohl ein schnelles Ansprechen als auch Stabilität werden für die Servoeinrichtung benötigt, da die Antriebskommandos im wesentlichen beliebig sind, sich aber schnell ändern.

Aus Gründen der gedrängten Bauweise und der Wirtschaftlichkeit ist es erwünscht, die Schleifenlängen in den Bandschleifen-Speicherkammern 20 und 22 so kurz wie möglich und die Motore so klein wie möglich zu halten, ohne das Ansprechvermögen oder die Stabilität zu beeinflussen. Ist das Servoansprechvermögen nicht richtig, so werden die Bandschleifen in den Bandschleifen-Speicherkammern bei bestimmten Steuerbefehlssequenzen zu lang oder'zu kurz, wobei die Regelung verlorengeht oder zur Verhinderung einer Bandzerstörung ein Sperrsystem eingefügt werden muß. Eine Vergrößerung der Frequenzansprechcharakteristik reicht allein nicht aus, da die Stabilität in erster Linie vermindert wird. Wegen der beliebigen Steuerbefehlsfolgen, die auftreten könnten, ist die Stabilität eine vorrangige Forderung für Servoeinrichtungen.

Ein spezifisches Beispiel einer stabilisierten Servoeinrichtung hohen Ansprechvermögens ist in F i g. 2 dargestellt. In dieser Servoeinrichtung enthält der Servosteuerkreis 34 einen ersten und zweiten Operationsverstärker 42 und 44. Ein an den Eingang des ersten Operationsverstärkers 42 angekoppeltes Netzwerk erhält von der Schleifenstellungsabtastvorrichtung (Fig. 1) ein Signal, das an einem Lastwiderstand 45 abgenommen wird. Das Summiernetzwerk erhält weiterhin ein Schleifenstellungs-Bezugssignal von einem einstellbaren Potentiometer 47. Das Bezugssignal wird vom Schleifenstellungssignal abgezogen und so eingestellt, daß sich bei einer vorgegebenen Schleifenstellung in der Bandschleifen-Speicherkammer ein Null-Signal ergibt; die vorgegebene Schleifenstellung ist die Schleifenlänge, die wenig größer als die halbe Kammerlänge ist. Das Schleifenstellungssignal hat in bezug auf das Bezugssignal entgegengesetzte Polarität. Dies wird durch Wahl der Polarität der Vorspannung an einer Klemme 48 erreicht, an die das Potentiometer 47 angeschlossen ist. Ein aus einem Widerstand 50 und einer dazu parallelliegenden Kapazität 51 gebildetes Differenzierglied ist an einen Summationspunkt angeschaltet, an dem. auch ein Rückkopplungskreis, hier ein Paar von Widerständen 54, 55, angeschlossen ist. Der Rückkopplungskreis wird üblicherweise bei einem Operationsverstärker verwendet. Das Differenzierglied differenziert das Eingangssignal des ersten Operationsverstärkers 42, wodurch die Verstärkung wirksam erhöht wird, wenn das Schleifenstellungssignal sich schnell ändert.

Ein zweiter Summationspunkt am Eingang des zweiten Operationsverstärkers 44 erhält das Aüsgangssignal des ersten Operationsverstärkers 42 über ein Differenzierglied, das aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 58 und einer Kapazität 59 und einem dazu parallelliegenden Widerstand 60 besteht. Dieses Differenzierglied bewirkt eine zweite Differentiation des Signals. An den Summationspunkt ist weiterhin ein Rückkopplungswiderstand 61 für den Operationsverstärker 44 und ein Niveau-Einstellwiderstand 62 eingeschaltet, der seinerseits an einem bestimmten Punkt des Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreises 38 liegt. Dieser Widerstand führt ein Signal, das als Vorwärtsstromsignal bezeichnet werden kann. Parallel zum Rückkopplungswiderstand 61 liegt eine Entkopplungskapazität 64, die mit diesem Widerstand ein Tiefpaßfilter bildet.

Der Zweck dieses Tiefpaßfilters wird im folgenden noch genauer erläutert.

Das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers 44 gelangt an den Verbindungspunkt zwischen einem Paar von Stromsummationswiderständen 66 und 67, wobei der zweite Widerstand 67 an ein zweites Tiefpaßfilter angeschaltet ist, das durch eine Kapazität 70 und einen Widerstand 72 gebildet wird. Das zweite Tiefpaßfilter ist ebenfalls an einem bestimmten Punkt im Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38 angeschaltet und nimmt ein Signal auf, das als Rückwärtsstromsignal bezeichnet wird.

Das Ausgangssignal des Servosteuerkreises 34 wird im Servotreiberkreis 36 auf einen Phasensplitter 74 gegeben, dessen beide Ausgänge an je einen Schmitt-Trigger 76 und 77 angeschaltet sind. Jeder Schmitt-Trigger ist jeweils an je eine Steuerelektrode eines gesteuerten Siliziumgleichrichters 80 bzw. 81 im Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38 angeschaltet, wobei die gesteuerten Siliziumgleichrichter als Vorwärts- und Rückwärts-Gleichrichter bezeichnet werden. Im Servotreiberkreis 36 werden die Eingangssignale für den Schmitt-Trigger 76 bzw. 77 über einen Widerstand 78 bzw. 79 geleitet, welche das Ansprechen der Schmitt-Trigger verzögern, bis vorgegebene Amplituden erreicht sind.

Im Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38 ist je ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 80 bzw. 81 mit je einer Wicklung 84 bzw. 85 des Motors 40 in Reihe geschaltet, welche unterschiedlichen Wicklungssinn besitzen. An die gesteuerten Siliziumgleichrichter 80 und 81 für Vorwärts- und Rückwärtsrichtung ist je ein Schaltungselement, beispielsweise ein Widerstand 86 bzw. 87, angeschaltet, an denen dem Motorstrom proportionale Signale abgenommen und über den Widerstand 62 bzw. 72 auf den Servosteuerkreis 34 gegeben werden.

Im Betrieb der Schaltung nach F i g. 2 wird das Potentiometer 47 gegen das Schleifenstellungssignal abgeglichen, um die Nullstellung bei einem bestimmten stationären Zustand einzustellen. Unter der Annahme, daß die Bandschleife in der Nullstellung stationär ist, wird das Summensignal bei Beschleunigung in einer der beiden Richtungen in Abhängigkeit von der Richtung positiv oder negativ. Infolge der ersten Differentiation durch das Differenzierglied 50, 51 wird die Signalamplitude während des Intervalls einer schnellen Änderung vergrößert. Das Ausgangssignal wird durch das Differenzierglied 58, 59, 60 erneut differentiert, so daß das Signal im Intervall der schnellsten Änderung scharf erhöht wird. Das Ausgangssignal des ersten Operationsverstärkers 42 ist daher ein Analogsignal, das sowohl Komponenten der Änderungsgeschwindigkeit und der Änderungsrichtung der Schleifenlänge als auch der Schleifenlänge selbst enthält. Der zweite Operationsverstärker 44 liefert ein invertiertes Signal, das im wesentlichen der Schleifenlängengeschwindigkeit während des Beginns der Beschleunigungs- und Abbremsungsintervalle entspricht.

Die Vorwärtsstrom- und Rückwärtsstromsignale im Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38 ermöglichen höhere Spannungsverstärkungen sowohl im Servotreiberkreis 36 als auch im Spulenservomotor- und Leistungsspeisekreis 38. Die Ankopplung des Vorwärtsstrom- bzw. Rückwärtsstromsignals an den Eingang bzw. Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 44 legt die Stromverstärkung der Leistungsverstärkerstufe fest. Die beiden dem Motorstrom proportionalen Signale kompensieren weiterhin die Verzögerung durch die Schmitt-Trigger und die Induktivität der Motorwicklungen. Es sei beispielsweise angenommen, daß das Ausgangssignal des zweiten Operationsverstärkers 44 sich in einem Polaritätssinn zu vergrößern beginnt, der zum Schal* ten des Vorwärts-Schmitt-Triggers 76 erforderlich

ίο ist. Erreicht dieses Signal einen Schwellwert, der durch den Wert des Widerstandes 78 festgelegt ist, so wird der Vonvärts-Schmitt-Trigger 76 gekippt und der gesteuerte Siliziumgleichrichter 80 für Vorwärtsrichtung durchgeschaltet. Die Vorwärtswicklung 84 wird erregt und es beginnt Strom zu fließen, so daß der Motor 40 derart anläuft, daß die Schleifenlänge korrigiert wird. Nach dem Durchschalten des Siliziumgleichrichters 80 bildet sich das Vorwärtsstromsignal schnell aus. Dieses Signal wirkt der Ge-

schwindigkeit der der Bandschleif enstellungsänderung proportionalen Komponente entgegen, bevor die volle Drehzahl erreicht wird. Auf Grund dieses Gegeneinanderwirkens der Signale wird die der Stellung der Bandschleife proportionale Komponente

des Signals der Primär-Steuerfaktor im Fehlersignal; diese Komponente wird also nicht von der der Bandschleifenstellungsänderung proportionalen Komponente überkompensiert, wie dies in anderen Fällen der Fall sein kann. Die Motorverzögerung kann sich

daher auswirken, wobei das System schnell auf die Nullstellung eingestellt wird. Besitzt das kompensierte, vom zweiten Operationsverstärker 44 abgeleitete Signal wieder eine kleine Amplitude, so befindet sich die Schleifenlänge nahe der ausgewählten NuIl-

stellung. Der zugehörige Schmitt-Trigger 76 oder 77 wird wieder zurückgekippt, wodurch der entsprechende gesteuerte Siliziumgleichrichter 80 oder 81 gesperrt wird. Bei Verwendung dieser Anordnung wird die Servoeinrichtung in einfacher Weise schnell an- oder abgeschaltet. Es ist jedoch eine Totzeit vorhanden, in der die Servoeinrichtung so lange unwirksam gehalten wird, bis eine wesentliche Korrektur erforderlich ist.
Die Betriebseigenschaften der Schaltungsanord-

nung werden weiter durch die Tiefpaßfilter am Eingang und Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 44 in Verbindung mit dem Vorwärtsstrom-und Rückwärtsstromsignal verbessert.
Die Tiefpaßfilter integrieren die dem Motorstrom proportionalen Signale in der gleichen Weise, obwohl eines der Filter im Rückkopplungskreis und das andere im Kreis der Rückwärtswicklung 85 angeordnet ist. Bei großen Programmengen, bei denen die Kommandos für das Antriebssystem schnell geändert werden, würde das dem Motorstrom proportionale Signal das Stellungssignal normalerweise überdecken. Die Integration bzw. die Tiefpaßfilterwirkung führt zu einer Entkopplung der Stromfeststellkreise bei großen Programmengen.

Die Kapazität 70 filtert weiterhin jede Signalkomponente im Doppel-Differentiersignal aus, welche einen Schleifensprung herbeiführen würde. Dabei wird die Schleife unter der Stellungsregelung und nicht unter der Geschwindigkeitsregelung gehalten.

Die vorbeschriebene Schaltung kompensiert sowohl während der Spulenservomotor-Beschleunigung als auch während der Abbremsung die Änderung der Bandschleife und die Motorverzögerung sowohl in

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Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung. Dabei wird ein kontinuierliches bipolares. Stellungssignal zur Steuerung des Schaltens der gesteuerten Siliziumgleichrichter erzeugt, wobei das System für alle Betriebsbedingungen die richtige Stabilität und das richtige Ansprechvermögen besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Servoeinrichtung zur Regelung eines Bandspulenantriebs einer in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betreibbaren Magnetbandtransporteinrichtung, bei der ein auf eine Bandspule auf- bzw. von ihr abwickelbares Magnetband durch eine Bandschleifen-Speicherkammer geführt ist und zum Antrieb der Bandspule ein Gleichstrommotor mit einer Vorwärtslaufwicklung und einer Rückwärtslaufwicklung vorgesehen ist, mit einer Bandschleifen-Abtasteinrichtung zur Erzeugung eines der Länge der Bandschleifen in der Bandschleifen-Speicherkammer entsprechenden Schleifenstellungssignals, mit einem auf das Schleifenstellungssignal ansprechenden Servosteuerkreis, der zur Erzeugung eines Fehlersignals mit einer der Schleifenstellung in der Bandschleifen-Speicherkammer entsprechenden Komponente, sowie einer der Änderungsgeschwindigkeit der Schleifenstellung entsprechenden Komponente das Schleifenstellungssignal mittels eines Differenzierglieds nach der Zeit differenziert, und mit einem auf das Fehlersignal ansprechenden Servotreiberkreis zur selektiven Erregung der Vorwärtslaufwicklung bzw. der Rückwärtslaufwicklung des Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Differenzierglied (58, 59, 60) vorgesehen ist, welches das vom erstgenannten Differenzierglied (50, 51) abgegebene Ausgangssignal zur Erzeugung des Fehlersignals nach der Zeit differenziert, daß Schaltungselemente (86, 87) vorgesehen sind, die ein dem Strom des Gleichstrommotors (40) proportionales Signal erzeugen, und daß die Servosteuerung (34) das dem Motorstrom proportionale Signal derart dem Fehlersignal überlagert, daß es dessen der Änderungsgeschwindigkeit der Schleifenstellung entsprechender Komponente entgegenwirkt.

2. Servoeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eliminierung von Hochfrequenzschwankungen ein als i?C-Netzwerk ausgebildetes erstes Tiefpaßfilter (61, 64) in einer Rückkopplungsschleife eines Operationsverstärkers (44) auf das zweite Differenzierglied (58, 59, 60) und ein als .RC-Netzwerk ausgebildetes zweites Tiefpaßfilter (70, 72) auf den Ausgang des Operationsverstärkers (44) geschaltet sind.

3. Servoeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente (86, 87) durch einen ersten, an die Vorwärtslaufwicklung (84) des Motors (40) und das zweite Differenzierglied (58, 59, 60) angekoppelten Widerstand (86) und einen zweiten, an die Rückwärtslaufwicklung (85) und das zweite Tiefpaßfilter (70, 72) angekoppelten Widerstand (87) gebildet. sind, wobei der zweite Widerstand (87) an einen Punkt mit gegenüber dem ersten Widerstand (86) umgekehrter Polarität angekoppelt ist.