JPH02168882A - Vtrのサーボ制御装置 - Google Patents

Vtrのサーボ制御装置

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JPH02168882A
JPH02168882A JP63321617A JP32161788A JPH02168882A JP H02168882 A JPH02168882 A JP H02168882A JP 63321617 A JP63321617 A JP 63321617A JP 32161788 A JP32161788 A JP 32161788A JP H02168882 A JPH02168882 A JP H02168882A
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JP
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bias value
value
speed
speed error
bias
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JP63321617A
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Toshihiko Ikeda
俊彦 池田
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドラムモータやキャプスタンモータの速度位
相制御をソフトウェアによって行うVTRのサーボ制御
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のソフトウェアによるVTRのサーボ制御装置を第
5回及び第6図に基づいて説明する。
このサーボ制御装置は、第5図に示すように、回転ドラ
ムのDCモータ31に取り付けられた速度パルス発生器
32と位相パルス発生器33から出力されるFG倍信号
びPC信号に基づいて、マイクロコンピュータ34が上
記DCモータ31の速度制御及び位相制御を行っている
即ち、速度パルス発生器32からのFG倍信号、マイク
ロコンピュータ34の速度誤差検出部35に入力される
。このFC信号は、速度パルス発生器32がDCモータ
31の回転速度を検出したものであり、その回転速度に
比例した周波数のパルスによって構成されている。なお
、DCモータ31が規格に定められた速度30rpsで
回転する場合のFC信号の周波数は720 Hzとなる
速度誤差検出部35では、第6図に示すように、上記F
C信号の各パルスごとにラッチ回路51がFRC52(
フリーランニング・カウンタ)のカウント値をラッチす
るようになっている。このラッチ回路51にラッチされ
たカウント値N v”は、第1減算手段53によってリ
アルタイムで減算処理されると共に、次のラッチまでレ
ジスタ54に一時格納される。第1減算手段53では、
このレジスタ54に格納された前回のカウント値Nv1
1−1をラッチ回路51の今回のカウント値N v’か
ら減算することにより上記減算処理を行い、パルス周期
ΔNv″を得る。
上記処理を第3図を参照しながら詳細に説明する。
まず、FC信号の(n−1)番目のパルスの立ち上がり
でFRC52のカウント値NY”−’がラッチ回路51
にラッチされる。このカウント値N vll−1は、第
1減算手段53で演算処理されると共に、レジスタ54
に一時格納される。
そして、次のn番目のパルスの立ち上がりで新たなカウ
ント値N v”がラッチされると、第1減算手段53が
このラッチ回路51のカウント値Nv″からレジスタ5
4に格納されていたカウント値NvM−1を減算し、次
式のようにパルス周期ΔN vnを求める。
ΔNv’=Nv”N♂ このパルス周期ΔNv″は、図示するように、FC信号
の(n−1)番目のパルスからn番目のパルスまでの期
間をFRC52のカウント値で示したものであり、その
パルスの周期を表す。そして、このFC信号はDCモー
タ31の回転速度に比例した周波数を有することから、
パルス周期ΔNv″は、回転速度に反比例した値を示す
ことになる。
さらに、 (n+1)番目のパルスの立ち上がりで新た
なカウント値N vll + 1がラッチされると、同
様に第1減算手段53によって新たなパルス周期ΔN′
I41が求められ、以下上記処理が繰り返される。
従って、第1減算手段53では、その時のDCモータ3
1の回転速度に対応したパルス周期ΔNvI′Iが順次
束められることになる。
このようにして得られたパルス周期ΔN v”は、第6
図に示すように、第2減算手段55によって減算処理が
施される。即ち、第2減算手段55は、メモリ56から
読み出した所定値1’Jtcをこのパルス周期ΔNV”
から減算し、次式のように速度誤差EvI″を求める。
Ev″=ΔNv″−NLC 所定値NLCは、DCモータ31が規格に定められた速
度で回転した場合のFC信号のパルスの周期をFRC5
2のカウント値で示した値である。従って、速度誤差E
V”は、速度サーボの制御偏差を示すことになる。そし
て、第5図に示す速度誤差検出部35は、この速度誤差
Eviを得るためのものである。
速度誤差検出部35によってこの速度誤差E v’が求
められると、速度ゲイン乗算手段36によって速度サー
ボのループゲインKvが乗ぜられ、加算手段37で加算
処理がなされる。
また、第5図に示すように、位相パルス発生器33から
のPG倍信号、マイクロコンピュータ34の位相誤差検
出部38に入力される。このPC信号は□、位相パルス
発生器33がDCモータ31の回転位相を検出したもの
であり、その回転位相を示すパルスによって構成されて
いる。なお、PG倍信号周波数は、DCモータ31の回
転に同期した30Hzとなるので、FC信号の周波数で
ある720Hzに比べて十分に低いものである。
位相誤差検出部38では、このPG倍信号各パルスを基
準同期信号V S’/NCと比較することにより、位相
誤差EPkを求めている。
この位相誤差検出部38での処理を第4図を参照しなが
ら簡単に説明する。
位相誤差検出部38では、前記速度誤差検出部35にお
けるFRC52のカウント値を基準同期信号V 5VN
oによって順次クリアしながら、このFRC52のカウ
ント値をPG倍信号パルスの立ち上がりでラッチする。
そして、このラッチしたカウント値NPDkと所定値N
、Lとの差を演算し、次式のように位相誤差EP″を求
める。
Ep’= NPD    Npt 所定値NFLは、図示するようにPC信号のパルスが位
相ロック位置にある場合にラッチされるカウント値N、
−と一致するように予め設定された値である。従って、
位相誤差EPkは、基準同期信号V 5YNCに基づく
位相ロック位置に対するDCモータ31の回転の位相遅
れに比例した値を示すことになる。
このようにして求められた位相誤差EP″は、第5図に
示すように、ディジタルフィルタ39を介し位相ゲイン
乗算手段40によって位相サーボのループゲインに、が
乗ぜられ、前記加算手段37で加算処理がなされる。
加算手段37では、この位相ゲイン乗算手段40からの
位相誤差と、前記速度ゲイン乗算手段36からの速度誤
差とが加算される。そして、この加算手段37で加算さ
れた誤差信号は、PWM変換回路41を介して駆動用の
PWM信号に変換されDCモータ31に送られる。この
結果、DCモータ31について、速度サーボループと位
相サーボループとが構成されることになる。
ただし、上記回路では、サーボ系がロックすると、速度
誤差Ev″と位相誤差EP″とが共にゼロとなるために
、PWM変換回路41からの駆動信号が出力されない。
このため、上記加算手段37には、バイアス設定回路4
3の設定電圧がA/D変換器42を介して入力されるよ
うになっている。
このバイアス設定回路43は、速度誤差E v’と位相
誤差EPkとが共にゼロの場合にもDCモータ31が定
常回転を行うために必要なバイアスを調整ボリュームV
Rによって予め設定しておくための回路である。そして
、このバイアス設定回路43の設定電圧がA/D変換器
42を介しバイアス値として加算手段37に人力され、
前記誤差信号に加算される。
従って、上記のサーボループによってDCモータ31の
速度位相制御が正しく行われ、VTRの回転ドラムの回
転が制御されることになる。
なお、上記マイクロコンピュータ34内における演算処
理等は、ラフ1−ウェアによって行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記のようにバイアス値を外部のバイアス設
定回路43によって半固定的に設定する構成では、DC
モータ31の負荷変動が大きい場合や、経時変化等によ
ってこのDCモータ31の特性が変化した場合に、マイ
クロコンピュータ34内のFRC52等のダイナミック
レンジに制約されて、上記サーボループが目標値に追従
できなくなるおそれが生じる。
従って、従来のVTRのサーボ制御装置は、DCモータ
31の負荷変動や特性変化に伴ってバイアス値を自動的
に変更することができないという問題点を有していた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るVTRのサーボ制御装置は、上記課題を解
決するために、モータの回転速度に比例した周波数を有
するパルスをパルス発生器から得、コノ各ハルス間の時
間間隔をカウンタでカウントすることによりパルスの周
期に対応するカウント値を得、このカウント値と所定の
ディジタル値との差によって得た速度誤差に基づいて前
記モータの駆動を制御するVTRのサーボ制御装置にお
いて、バイアス値を記憶するバイアス値記憶装置と、こ
のバイアス値記憶装置が記憶するバイアス値を読み出し
前記速度誤差に加算する加算手段と、バイアス値記憶装
置が記憶するバイアス値を前記速度誤差の直流成分に応
じて書き換えるバイアス値更新手段とを有することを特
徴としている。
〔作 用〕
パルス発生器は、モータの回転速度に比例した周波数を
有するパルスを発生する。そして、このパルス発生器か
らの各パルス間の周期をカウンタでカウントすれば、モ
ータの回転速度に反比例するカウント値を得ることがで
きる。
このカウント値は、所定のディジタル値と比較され、そ
の差が速度誤差として算出される。所定のディジタル値
は、カウント値の目標値となるものである。このように
して算出された速度誤差に所定のバイアス値を加算して
モータにフィードバックすれば、従来と同様の速度サー
ボループを構成することができる。なお、通常は、この
速度誤差にさらに位相誤差を加算して位相サーボループ
も構成される。
本発明は、上記バイアス値をバイアス値記憶装置に記憶
している。このバイアス値記憶装置は、RAM等の読み
書き可能な記憶装置によって構成され、例えばバックア
ップ電源によってそのバイアス値を保持し、又は、電源
ON時にROM等からその初期値を読み込むようになっ
ている。
加算手段は、このバイアス値記憶装置に記憶されたバイ
アス値を読み出し、上記速度誤差に加算する。ここで、
この加算手段による加算処理は、例えば前記所定のディ
ジタル値から予めバイアス値を減算しておき、この減算
されたディジタル値を前記カウント値から減算すること
によって実現することもできる。即ち、この加算手段は
、実質的に同等の演算処理がなされるものであれば、演
算の順序や加減算の種類を問わない。なお、本発明が位
相誤差ではなく速度誤差にバイアス値を加算するのは、
位相誤差の発せられる周期が速度誤差に比較して間欠的
だからである。
バイアス値更新手段は、上記速度誤差の直流成分に応じ
て、バイアス値記憶装置に記憶されたバイアス値を適宜
書き換える。即ち、速度誤差の変動が例えばマイナス側
に偏った場合には、バイアス値が小さくなるように書き
換え、この速度誤差の直流成分を低減させるようにする
。この結果、加算手段によって速度誤差に加算されるバ
イアス値は、モータの負荷変動が大きくなった場合や特
性変化が生した場合にも、それに応じて自動的に調整さ
れることになる。なお、このバイアス値更新手段による
速度誤差の直流成分の検出は、速度誤差そのものを検出
する他、所定のディジタル値と比較する前のカウント値
を検出し、又は、加算手段によってバイアス値を加算さ
れた後の速度誤差を検出することによって行うこともで
きる。
従って、本発明によれば、バイアス値が自動的に調整さ
れるので、モータに負荷変動や特性変化が生じた場合に
も速度誤差を常にゼロ中心で変動させるようにすること
ができ、サーボループが目標値に追従できなくなるとい
うおそれが生じない。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。
本実施例のサーボ制御装置は、第2図に示すように、回
転ドラムのDCモータ1に取り付けられた速度パルス発
生器2と位相パルス発生器3から出力されるFC信号及
びPC信号に基づいて、マイクロコンピュータ4が上記
DCモータ1の速度制御及び位相制御を行っている。
速度パルス発生器2の出力は、マイクロコンピュータ4
における速度誤差検出部5に接続されている。速度誤差
検出部5は、マイクロコンピュータ4のハードウェアと
ソフトウェアとで構成され、速度パルス発生器2からの
FG倍信号基づいて速度誤差Ev″′を生成するもので
ある。FG倍信号、速度パルス発生器2がDCモータ1
の回転速度を検出したものであり、その回転速度に比例
した周波数のパルスによって構成されている。なお、D
Cモータ1が規格に定められた30rpsの速度で回転
する場合のFG倍信号周波数は720Hzとなる。
この速度誤差検出部5は、第1図に示すように、上記F
G倍信号ラッチ回路21のクロック入力に送り込まれる
ようになっている。このラッチ回路21のデータ入力に
は、FRC22の出力が接続されている。FRC22は
、マイクロコンピュータ4内に設けられたフリーランニ
ング・カウンタである。従って、ラッチ回路21は、F
G倍信号各パルスごとに、このFRC22のカウント値
をラッチすることになる。
ラッチ回路21にラッチされたカウント値は、マイクロ
コンピュータ4のソフトウェアによって処理される。即
ち、このカウント値Nv″は、第1減算手段23、第2
減算手段25及び第3減算手段28によって処理され速
度誤差EV″′が求められる。これらのソフトウェアは
、レジスタ24、第1メモリ26及び第2メモリ27を
用いる。レジスタ24は、カウント値を順次格納する読
み書き可能な記憶装置である。第1メモリ26は、所定
値NLCを格納した記憶装置である。第2メモリ27は
、バイアス値N B I A Sを格納した読み書き可
能な記憶装置である。
また、この速度誤差検出部5には、バイアス更新手段2
9が設けられ、上記第2メモリ27に格納されたバイア
ス値N B I A Sを更新するようになっている。
上記速度誤差検出部5で生成された速度誤差Ev″′は
、第2図に示すように、マイクロコンピュータ4のソフ
トウェアである速度ゲイン乗算手段6によって速度サー
ボのループゲインKvが乗ぜられ、加算手段7で加算処
理が行われるようになっている。
位相パルス発生器3の出力は、マイクロコンピュータ4
における位相誤差検出部8に接続されている。位相誤差
検出部8は、マイクロコンピュータ4のハードウェアと
ソフトウェアとで構成され、位相パルス発生器3からの
PG倍信号図示しないクロックからの基準同期信号V 
5YNCに基づいて、位相サーボにおける制御偏差を示
す位相誤差EP″を生成するものである。なお、PC信
号の周波数は、DCモータ1の回転に同期した30Hz
となるので、FC信号の周波数である7201−rzに
比べて十分に低いものである。
この位相誤差検出部8で生成された位相誤差EPkは、
ディジタルフィルタ9を介し、マイクロコンピュータ4
のソフトウェアである位相ゲイン乗算手段10によって
位相サーボのループゲインK。
が乗ぜられ、前記加算手段7で加算処理が行われるよう
になっている。
加算手段7で加算された誤差信号は、マイクロコンピュ
ータ4のインターフェイスであるPWM変換回路11に
送られるようになっている。PWM変換回路11は、デ
ィジタル値で入力された誤差信号をDCモータ1の駆動
用のPWM信号に変換する回路である。このPWM変換
回路11の出力は、DCモータ1に接続され、これによ
ってサーボループが構成されることになる。
上記構成のサーボ制御装置の動作を説明する。
速度パルス発生器2からのFC信号は、マイクG ロコンピュータ4における速度誤差検出部5に入力され
る。
速度誤差検出部5では、このFG倍信号各パルスごとに
ラッチ回路21がFRC22のカウント値をラッチする
。ラッチ回路21にラッチされたカウント値は、第1減
算手段23で演算処理されると共に、レジスタ24に転
送される。例えば、前回のカウント値N v’−’がレ
ジスタ24に格納された状態で、今回のカウント値Nv
″がラッチ回路21にラッチされると、第1減算手段2
3がこのラッチ回路21から読み出した今回のカウント
値Nv″からレジスタ24の前回のカウント値NV”−
1を減算し、次式のようにパルス周期ΔNv″を求める
ΔN y” = N v”  N v’また、この際レ
ジスタ24の内容は、今回のカウント値Nv″に更新さ
れる。従って、次にカウント値N v′l + +がラ
ッチされると、このカウント値N vn +からカウン
ト値N v″が減算されて、パルス周期ΔN vn +
 1が求められ、以下順次この動作を繰り返すことにな
る。
上記パルス周期ΔN v’は、先に従来の技術で第3図
に基づいて説明したように、FC信号の(nl)番目の
パルスからn番目のパルスまでの期間をFRC22のカ
ウント値で示したものであり、これらのパルスの周期を
表す。そして、FC信号はDCモータ1の回転速度に比
例した周波数を有することから、パルス周期ΔNv″は
、回転速度に反比例した値を示すことになる。
上記第1減算手段23によって得られたパルス周期ΔN
v″は、第2減算手段25で演算処理されることになる
第1メモリ26には、前述のように所定値NL。
が格納されている。この所定値NLCは、DCモータ1
が規格に定められた速度で回転した場合のFG倍信号パ
ルスの周期をFRC22のカウント値で示した値である
。また、第2メモリ27には、前述のようにバイアス値
N B、a sが格納されている。このバイアス値N 
E I A Sは、制御偏差がゼロの場合にDCモータ
1が定常回転を行うために必要な駆動電流を与えるため
のものである。ただし、このバイアス値N B I A
 Sは、後に説明する速度サーボのループゲインKvを
考慮して定められている。
第3減算手段28は、この第1メモリ26の所定値NL
cから第2メモリ27のバイアス値NB□、5を減算し
、次式のようにバイアス所定値N t、c’を求める。
1’lt、c’ −NLC−NEIASそして、前記第
2減算手段25は、パルス周期ΔN v’からこの第3
減算手段28によって得られたバイアス所定値NL、′
を減算することにより、次式のように速度誤差Ev″′
を求める。
Ev″′−ΔN♂−NL。
この速度誤差Ev″′ は、速度サーボの制御偏差にバ
イアスを加えたものである。
また、前記第1減算手段23によって得られたパルス周
期ΔN v’は、バイアス更新手段29で処理される。
即ち、バイアス更新手段29は、パルス周期ΔN v”
の直流成分を検出し、これが一定の値を超えた場合に、
適宜第2メモリ27内に格納されたバイアス値NB□、
Sの値を更新するようになっている。例えば、この第1
減算手段23によって順次求められるパルス周期ΔNv
″の変動が所定値N、−,よりも常に小さい状態に偏っ
た場合には、バイアス値を小さくするように書き換える
。すると、パルス周期ΔN v″の偏りが是正され、所
定値NLoを中心として変動するようになる。
従って、本実施例によれば、第2メモリ27内のバイア
ス値NBIASが自動的に調整されるので、DCモータ
1に大きな負荷変動や特性変化が生じた場合にも、サー
ボ系が追従できなくなるというようなおそれが生じない
」二記速度誤差検出部5で求めた速度誤差Ev″′は、
速度ゲイン乗算手段6で速度サーボのループゲインKv
が乗ぜられ、加算手段7で加算処理される。なお、この
速度誤差Ev″′に含まれるハイアスイ直NIIIAS
は、このループゲインれることにより正規のバイアス値
となるように設定されている。
位相パルス発生器3からのPC信号は、マイクロコンピ
ュータ4における位相誤差検出部8に入力される。
位相誤差検出部8は、先に従来の技術において第4図で
説明したように、このPC信号と基準同期信号V SY
NCに基づいて位相誤差E−を生成する。
この位相誤差検出部8で求めた位相誤差EPkは、ディ
ジタルフィルタ9を介して位相ゲイン乗算手段10で位
相サーボのループゲインKpが乗ぜられ、前記加算手段
7で加算処理される。
この加算手段7では、前記速度誤差Ev・′と上記位相
誤差BP’を加算し、誤差信号を生成する。
そして、この誤差信号は、PWM変換回路11でPWM
信号に変換され、DCモータ1に送られる。
この結果、DCモータ1には、速度サーボの制御偏差と
位相サーボの制御偏差がフィードバックされ、回転ドラ
ムの速度位相制御が行われることになる。
〔発明の効果〕
本発明に係るVTRのサーボ制御装置は、以上のように
、モータの回転速度に比例した周波数を有するパルスを
パルス発生器から得、この各パルス間の時間間隔をカウ
ンタでカウントすることによりパルスの周期に対応する
カウント値を得、このカウント値と所定のディジタル値
との差によって得た速度誤差に基づいて前記モータの駆
動を制御するVTRのサーボ制御装置において、バイア
ス値を記憶するバイアス値記憶装置と、このバイアス値
記憶装置が記憶するバイアス値を読み出し前記速度誤差
に加算する加算手段と、バイアス値記憶装置が記憶する
バイアス値を前記速度誤差の直流成分に応じて書き換え
るバイアス値更新手段とを有する構成をなしている。
これにより、モータの負荷変動が大きくなった場合やこ
のモータに特性変化が生じた場合にもバイアス値を自動
的に調整し、速度誤差を常にゼロ中心で変動させるよう
にすることができる。
従って、本発明は、モータに大きな負荷変動や特性変化
が生じた場合にもサーボループが容易に目標値に追従で
きるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第1図は速度誤差検出部のブロック図、第2図はサ
ーボ制御装置のブロック図である。第3図は速度誤差検
出処理の動作を示すタイムチャート、第4図は位相誤差
検出処理の動作を示すタイムチャートである。第5図及
び第6図は従来例を示すものであって、第5図はサーボ
制御装置のブロック図、第6図は速度誤差検出部のブロ
ック図である。 1はDCモータ(モータ)、2は速度パルス発生器(パ
ルス発生器)、22はFRC(カウンタ)、25は第2
減算手段(加算手段)、27は第2メモリ(バイアス値
記憶装置)、28は第3減算手段(加算手段)、29は
バイアス更新手段、Nvllはカウント値、NLcは所
定値(所定のディジタル値) 、NBIASはバイアス
値である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、モータの回転速度に比例した周波数を有するパルス
    をパルス発生器から得、この各パルス間の時間間隔をカ
    ウンタでカウントすることによりパルスの周期に対応す
    るカウント値を得、このカウント値と所定のディジタル
    値との差によって得た速度誤差に基づいて前記モータの
    駆動を制御するVTRのサーボ制御装置において、 バイアス値を記憶するバイアス値記憶装置と、このバイ
    アス値記憶装置が記憶するバイアス値を読み出し前記速
    度誤差に加算する加算手段と、バイアス値記憶装置が記
    憶するバイアス値を前記速度誤差の直流成分に応じて書
    き換えるバイアス値更新手段とを有することを特徴とす
    るVTRのサーボ制御装置。
JP63321617A 1988-12-19 1988-12-19 Vtrのサーボ制御装置 Pending JPH02168882A (ja)

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