JPH03102403A - フアジイ制御回路 - Google Patents

フアジイ制御回路

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JPH03102403A
JPH03102403A JP1240401A JP24040189A JPH03102403A JP H03102403 A JPH03102403 A JP H03102403A JP 1240401 A JP1240401 A JP 1240401A JP 24040189 A JP24040189 A JP 24040189A JP H03102403 A JPH03102403 A JP H03102403A
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JP1240401A
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Tadafusa Tomitaka
富高 忠房
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Original Assignee
Sony Corp
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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】 以下の順序で本発明を説明する。
A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術(第17図) D発明が解決しようとする問題点(第17図)E問題点
を解決するための手段(第15図)F作用(第15図) G実施例 (G1)第1の実施例(第1図〜第16図)(G2)他
の実施例 H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明はファジィ制御回路に関し、例えばビデオテーブ
レコーダのトラッキング制御回路に適用して好適なもの
である。
B発明の概要 本発明は、ファジィ制御回路において、ファジィ推論結
果の確定値を得る際に、ファジィ推論結果のデータを補
間して確定値を検出することにより、簡易な構或で精度
の高い制御データを得ることができる。
C従来の技術 従来、ビデオテーブレコーダにおいては、ATF (a
utomatic track findtng)の手
法を用いてトラッキング制御するようになされたものが
ある。
すなわち記録時においては、記録トラックごとに順次循
環的に周波数が切り換わるパイロット信号を記録する。
これに対して再生時においては、隣接する記録トラック
から得られるパイロット信号の信号レベルを検出し、当
該検出結果に基づいてトラッキング制御信号を出力する
この手法によれば、ユーザのトラッキング調整作業を省
略し得る特徴がある反面、トラッキング?御回路の構或
が煩雑になる欠点がある。
このため、再生信号の信号レベルを所定値以上に保持す
るように、磁気テープの走行速度を制御するオー1・ト
ラッキング制御の方法が提案されている(特願昭63−
245507−号)。
すなわち第17図に示すように、再生信号の信号レベル
においては、トラックセンタで信号レベルが最大値E■
8になり、トラックセンタから変位するとその分再生信
号の信号レベルE(.)が低下する。
従ってこの種のオートトラッキング制御においては、キ
ャブスタンモータを加減速した際の信号レベルE(1)
の変化に基づいてトラッキングエラーの方向を検出する
さらに信号レベルの最大値E。AXを予め検出しておき
、再生信号の信号レベルE(7〉及び当該最大値E M
AXO差信号を検出する。
これにより、KIE■X  E(Fl)  lで表され
るエラー信号を作威し、これをフィードバックすること
により、トラッキング制御量を設定する。
この方法によれば、ユーザのトラッキング調整作業を省
略することができる簡易な構威のトラッキング制御回路
を形威し得る。
D発明が解決しようとする問題点 ところが、実際上再生信号においては、再生中、トラッ
キングエラーが発生しなくても、信号レベルが変化する
場合がある。
また異なるビデオテーブレコーダで記録した磁気テープ
を再生する場合も、再生信号の信号レベルの変化を避け
得ない。
従って、キャプスタンモータを加減速して再生信号の信
号レベルを検出し、当該検出結果に基づいて、トラッキ
ングエラーの方向を判断する場合、判断結果に誤りが発
生ずる恐れがあった。
さらにジャストトラッキングの状態に保持されているに
もかかわらず再生信号の信号レベルが低下すると、KI
El4Aや一E(n)+で表されるエラー信号がフィー
ドバックされることから、この場合トラッキング制御回
路全体が発振する恐れがあ?。
また信号レベルの最大値E■8が一定値に保持されてい
る場合でも、トラッキング制御回路がKBl4AX  
E(Rl  lで表される線型のエラー信号をフィード
バックするのに対し、再生信号の信号レベルは非線型に
変化することから、大きなトラッキングエラーに対して
トラッキング制御の感度を高くしても、小さなトラッキ
ングエラーに対しては感度の低下を避け得なかった。
この問題を解決する1つの方法としてファジィ制御回路
を用いて、トラッキング制御する方法が考えられる。
ところがファジィ制御回路をトラッキング制御回路に適
用して精度の高いトラッキング制御データを得るために
は、ファジィ推論に用いるメンバーシップ関数を高い分
解能で設定する必要があり、その分トラッキング制御回
路の構或が煩雑になる問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構
戒で精度の高い制御データを得ることが5 =6 できるファジィ制御回路を提案しようとするものである
E問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、所定の
ルールRKI、RK2、RK3、RK4、RK5、RK
6に基づいて順次頭切りしたメンバーシップ関数群(N
L,NS,ZR,PS,PM、PL)を得た後、頭切り
したメンバーシップ関数群(NL,NS,ZR,PS,
PM,PL)からファジィ推論結果の確定値を検出し、
確定値に基づいて制御データを出力するファジィ制御回
路28において、頭切りしたメンバーシップ関数(NL
,NS,ZR,PS,PM,PL)を表す離散的データ
を、メンバーシップ関数群(NL,NS、ZR,PS,
PM,PL)で順次累積加算した後、離散的データから
該累積加算結果(2.5)の1/2の値(1.25)に
最も値の近い重心近傍データ(1.1)を検出し、重心
近傍データ(1.1)と、重心近傍データ(1.1)に
隣接する離散的データ(1.8)との間を補間し、該補
間結果及び累積加算結果(2.5)の172の値(1.
25)に基づいて、確定値を検出する。
F作用 重心近傍データ(1.1)と、重心近傍データ(1.1
)に隣接する離散的データ(1。8)との間を補閲して
確定値を検出すれば、メンバーシップ関数(NL,NS
XZR,PS,PM,PL)の分解能を高くしなくても
、精度の高い確定値を得ることができる。
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
(G1)第1の実施例 (Gl−1)実施例の全体構或 第1図において、1は全体としてビデオテープレコーダ
を示し、磁気ヘッド2及び3が180度の角間隔だけ離
間して回転ドラム4上に配置される。
回転ドラム4は、ドラムモータ5で回転駆動され、この
ときドラムモータ5に取り付けられた周波数信号発生器
(FC)7の出力信号に基づいて、回転速度を検出し得
るようになされている。
これに対してキャブスタンモータ9は、キャブスタン1
0を回転駆動し、これにより回転ドラム4に巻き付けら
れた磁気テープ12を、所定の走行速度で走行させる。
さらにキャブスタンモータ9は、周波数信号発生器(F
C)14が取り付けられ、当該周波数信号発生器14の
出力信号を検出することにより、キャブスタンモータ9
の回転速度を検出して、間接的に磁気テープ12の走行
速度を検出し得るようになされている。
かくして磁気テーブ12を走行させながら回転ドラム4
を回転駆動することにより、磁気ヘッド2及び3を介し
て再生信号S,IFを得ることができる。
復調回路20は、増幅回路22を介して再生信号SRF
を受け、復調信号を同期信号分離回路24及び垂直同期
信号分離回路26に順次出力する。
同期信号分離回路24及び垂直同期信号分離回路26は
、それぞれ出力信号を制御回路28に出力するようにな
され、これにより制御回路28において、水平同期信号
S8及び垂直同期信号Svのタイ藁ングを検出し得るよ
うになされている。
かくして制御回路28においては、当該水平同期信号S
,l及び垂直同期信号Svを基準にして動作するように
なされている。
これに対してエンベロープ検波回路30は、増幅回路2
2の出力信号を受け、その負側包路線を検波するように
なされ、そのエンベロープ検波信号ENVをアナログデ
イジタル変換回路(A/D)32を介して制御回vIr
28に出力ずる。
これにより制御回路28においては、再生信号S1の信
号レベルが増加すると、信号レベルが低下するエンベロ
ープ検波信号ENVを得ることができ、エンベロープ検
波信号BNVに基づいて再生信号SRFの信号レベルを
検出することができる。
制御回路28は、周波数信号発生器7の出力信号を受け
、当該出力信号に基づいてドラムモータ9 10 5を所定速度で回転駆動する。
すなわち制御回路28は、カウンタ回路を有し、周波数
信号発生器7の出力信号を基準にして基準クロツク信号
をカウントするようになされている。
これにより制御回路28においては、当該出力信号の立
ち上がり周期を検出して、ドラムモータ5の回転速度を
検出することができる。
さらに制御回路28は、ドラムモータ5の回転速度に応
じてデイジタルアナログ変換回路(D/A)34に制御
データを出力する。
かくしてデイジタルアナログ変換回路34の出力信号を
駆動増幅回路36を介してドラムモータ5に出力するこ
とにより、回転ドラム4の回転速度を所定速度に保持す
るようになされている。
さらに制御回路28は、周波数信号発生器工4の出力信
号を受け、当該出力信号に基づいてキャプスタンモータ
9を所定速度で駆動するようになされ、このときキャブ
スタンモータI4の回転位相を制御してトラッキング制
御するようになされている。
すなわち制御回路28は、周波数信号発生器14の出力
信号を基準にして基準クロック信号をカウントするよう
になされ、これにより当該出力信号の立ち上がり周期(
以下検出FCと呼ぶ)を検出する。
さらに制御回路28は、検出FGと所定の基準値(以下
基準FCと呼ぶ)との比較結果に基づいて制御データを
作威し、当該制御データとトラッキング制御データとを
加算してデイジタルアナログ変換回路3日に出力する。
かくしてデイジタルアナログ変換回路38の出力信号を
駆動増幅回路40を介してキャブスタンモータ9に出力
することにより、基準FCで決まる回転速度でキャブス
タンモータ9を駆動し得、これにより磁気テープ12を
所定の走行速度で走行させるようになされている。
さらにトラッキングエラー量に応じて、トラッキング制
御データを切り換えることにより、キャブスタンモータ
9の回転位相を制御してトラッキング制御するし得るよ
うになされている。
(Gl−2) }ラツキング制御データの作威(Gl−
2−1) トラッキング制御方向推論のためのルーノレ ところで第2図に示すように、エンベローブ検波信号E
NVにおいては、再生信号SRFの下側包絡線出力でな
ることから、ジャストトラッキングの位置P,で信号レ
ベルが最小値に立ち下がる。
従って、先行する記録トラック側にトラッキングがずれ
た場合、キャブスタンモータ9を減速させると、ジャス
トトラッキングの位?f P−に近づけることができる
のに対し、キャブスタンモータ9を加速させると、トラ
ッキングエラーが大きくなる。
従ってキャプスタンモータ9が減速中にもかかわらず、
信号レベルが減少傾向にある場合、ジャストトラッキン
グの方向にトラッキング制御されていると判断し得るの
に対し、信号レベルが増大傾向にある場合は、ジャスト
トラッキングの方向とは逆方向に制御されていると判断
し得る。
これに対して後行する記録トラック側にトラツキングが
ずれた場合、キャプスタンモータ9を加速させると、ジ
ャストトラッキングの位置P.に近づけることができる
のに対し、キャブスタンモータ9を減速させると、トラ
ッキングエラーが大きくなる。
従ってキャプスタンモータ9が加速中にもかかわらず、
信号レベルが減少傾向にある場合は、ジャストトラッキ
ングの方向にトラッキング制御されていると判断し得る
のに対し、信号レベルが増加傾向にある場合は、ジャス
トトラッキングの方向とは逆方向に制御されていると判
断し得る。
かくして、キャプスタンモータ9の加減速及びエンベロ
ープ検波信号ENVの変化を検出することにより、トラ
ッキング制御の方向を検出し得、この実施例においては
ファジィ推論を適用してトラッキング制御の方向を判断
することにより、確実にトラッキング制御するようにな
されている。
すなわち制御回路28は、1サンプリング前に出力した
トラッキング制御データC X 1 (n−1)に基づ
いて、キャブスタンモータ9の加減速量を検一1 3ー 1 4− 出する。
ここでキャブスタンモータ9は、トラッキング制御デー
タC X 1 (n)の値が正のとき加速されるのに対
し、トラッキング制御データC X 1 (n)の値が
負のとき減速されるようになされている。
さらに制御回路28は、トラッキング制御データC X
 1 (n)の出力に同期してエンベロープ検波信号E
NVの信号レベルを検出し、当該信号レベルの微分値(
すなわち変化量でなる)ΔE (n)を検出する。
さらに制御回路28においては、トラッキング制御の方
向を基本的なルールHKI〜HK4に従って推論するよ
うになされ、ここでルールHKI〜HK4はあいまいな
言葉を含む以下の文章で表現される。
ルールHKI、 もしキャプスタンモータ9が加速中で(CXI(n−1
) > 0 ) 、かつエンベローブ検波信号ENVの
信号レベルが増加しているとき(ΔE(n)>0)、キ
ャプスタンモータ9を減速する(CXI(n)〈O)。
ルールHK2、 もしキャプスタンモータ9が減速中で(CXI(n−1
) < O ) 、かつエンベロープ検波信号ENVの
信号レベルが増加しているとき(ΔE(n)>0)、キ
ャプスタンモータ9を加速する(CXI(n)〉O)。
ルールHK3、 もしキャブスタンモータ9が加速中で(CXI(n−1
) > O ) 、かつエンベローブ検波信号ENVの
信号レベルが減少しているとき(ΔE(n)<0)、キ
ャブスタンモータ9を加速する(CXI(n)〉O)。
ルールHK4、 もしキャプスタンモータ9が減速中で(CXI(n−1
) < O ) 、かつエンベローブ検波信号ENVの
信号レベルが減少しているとき(ΔE(n)<0)、キ
ャブスタンモータ9を減速する(CXI(n)く0)。
さらにこの実施例においては、トラッキング制御データ
C X 1 (n−1)及びエンベロープ検波信号EN
Vの微分値ΔE (n)の大きさを考慮して、ノレール
HKI〜HK4を拡張してトラッキング制御の方向を推
論ずる。
すなわち、トラッキング制御データC X 1 (n−
1)の加速が中程度のときをP M (positiv
e mediuII1)で表し、加速が小さいときをP
 S (positive smail)で表す。
さらにほぼ加速が零のときをZ R (zero)で表
し、減速が中程度とき及び小さいときを、それぞれNM
 (negative medium)及びN S (
negatjve small)で表ず。
同様に微分値ΔE (n)が正の値で中程度の値のとき
をPM、正の値で小さい値のときをPSで表し、ほぼ0
のときをZRで表す。
さらに微分値ΔE (n)が、負の値で中程度の値のと
きをNM、負の値で小さい値のときをNSで表す。
さらにキャプスタンモータ9を中程度加速する場合をP
M、少し加速する場合をPSで表し、中程度減速、少し
減速する場合をNM及びNSで、加減速しないでそのま
ま保持する場合をZRで表す。
これにより、ルールHKI〜HK4を拡張して以下のル
ールH1〜H9を設定し、当該ルールH1−H9に基づ
いて推論する。
ルールT{L CX 1 (n−1)  =PM  AND  ΔE(
n)=NM→CX 1 (n)  =PM ルールH2 CX 1 (n−1)  =PM  AND  ΔE(
n)=PM→CX l (n)  =NM ルールH3 CXI(n−1)  一PS  AND  ΔE (n
)  一N S→CXI(n)=PS 17 −18 ルールH4 →CX 1 (n)  一NM CX 1 (n−1)  一P S   AND   
ΔE(n)一PS→CX ].(n)  =NS ルールH5 CXI(n−1)  一ZR   AND   ΔE(
n)一ZR→CXI(n)  =ZR ルールH6 CX 1(n−1.)  一NS   AND  ΔE
(n)=NS→CX 1 (n)  一NS ルールH7 CXI(n−1)  一NS   AND   ΔB(
n)=PS→CX 1 (n)  =P S ルールH8 CX 1 (n−1)  =NM  AND   ΔE
 (n)  一NMルールH9 CX 1 (n−1)  一NM  AND  八E(
n)=PM−−}CX 1 (n)=PM ところで、このようにキャブスタンモータ9の加減速を
トラッキング制御データC X 1 (n−1)の正負
で判断ずる場合、その前提として回転ドラム4が1回転
ずる期間で磁気テーブ12が2トラックピッチだけ走行
するように保持されている必要がある。
すなわちこの関係が乱れると、トラッキング制御データ
C X 1 (n−1)がOに保持されているにもかか
わらず、磁気テーブ12の記録パターンに対しては加速
又は減速された状態に保持される。
このような状態は、例えば他のビデオテーブレコーダで
記録された磁気テープ12を再生する場合において、記
録時のビデオテープレコーダと再生時のビデオテーブレ
コーダとでキャブスタンモータの回転速度の偏差が大き
い場合発生し、この場合前提となる加速及び減速の判断
を誤ってしまうことから、トラッキング制御の方向を誤
って推論する結果になる。
このため制御回路28は、トラッキング制御データC 
X 1 (n−1)を順次積分し、その結果得られる積
分値で基準FGを補正するようになされている。
これにより記録パターンに対してキャプスタンモータ9
を正しい回転速度で駆動し、正しい推論結果を得るよう
になされている。
さらにこの実施例においては、1ザンプル前のトラッキ
ング制御データC X 1 (n−1)が増滅ずると、
トラッキング制御データC X 1 (n−1)の増減
に応動して続くnサンプル目でキャブスタンモータ9が
加減速するとの前提で、ルールH1〜H9を設定するよ
うになされている。
ところが、実際上トラッキング制御においては、磁気テ
ープ12の記録パターンに対して加減速する必要があり
、この場合記録パターンに対ずる加減速量Rを厳密に表
すと、次式 ・・・・・・ (1) ?表される。
ここでAi、B■、Cは係数、C X 1 (Dは1サ
ンプル目のトラッキング制御データを表す。
さらにC X 2 (i)は、iサンフ゜ノレ目のトラ
ッキングエラー信号を表し、検出FCと基準FGとの差
信号で表されるのに対し、lm(n)はキャブスタンモ
ータ9のトルクに応じて変化するキャプスタンモータ9
の電流を表す。
従って、1サンプル前のトラッキング制御データC X
 1 (n−1)を基準にして加減速を判断する場合は
、係数Afi−(を1とおき、それ以外の係数を0とお
いた場合に相当する。
21 −22 かくして1サンプル前のトラッキング制御データC X
 1 (n−1)に代えて、(1)式の加滅速量Rを用
いる方が、精度の高い推論結果を得ることができる。
ところが、加減速量Rを用いる場合においては、(1)
式の演算処理を実行しなければならず、その分制御回路
28の構或が複雑になる。
さらに実験によれば、iサンプル前のトラッキング制御
データC X 1 (n−1)を基準にして加減速を判
断しても、実用上十分な精度の推論結果が得られるのが
わかった。
かくしてこの実施例においては、1サンプル前のトラッ
キング制御データC X 1 (n−1)を基準にして
加減速を判断することにより、全体としてトラッキング
制御回路の構或を簡略化するようになされている。
(Gl−2−2) }ラツキング制御方向推論のための
メンバーシップ関数 制御回路28は、リードオンリメモリ回路を有し、当該
リードオンリメモリ回路にルールH1〜H9に対応した
メンバーシップ関数のデータを格納してテーブルを形或
するようになされている。
すなわち第3図に示すように、トラッキング制御データ
C X 1 (n−1)においては、トラッキング制御
データC X 1 (n−1)の値を値1から−1まで
正規化し、これを横軸にとって表される7つのメンバー
シップ関数(PLXPM,PS,ZR,NSSNM及び
NL)が割当られる。
さらに7つのメンバーシップ関数(PL、PM,PS.
.ZR,NS,NM及びN L )は、両端のメンバー
シップ関数(PL,’NL)を除いて、正規化したトラ
ッキング制御データC X 1 (n−1.)に対して
それぞれ所定量だけシフトして、同一の変化を呈する三
角形形状の関数に設定されている。
これに対して第4図に示すように、微分値ΔE(n)に
対しては、微分値ΔB (n)を値1から−1まで正規
化し、これを横軸にとって表された7つのメンバーシッ
プ関数(PL,PM,PS,ZR、NS,NM及びNL
)が割当られる。
このとき7つのメンバーシップ関数(PL..PM,P
SXZR.,NS,NM及びNL)は、トラッキンク制
御データC X 1 (n−1)の7つのメンバーシッ
プ関数(PL,PM,PSXZR,NS、NM及びNL
)と同様に、両端のメンバーシップ関数(PL,NL)
を除いて、正規化した微分値ΔE (n)に対してそれ
ぞれ所定量だけシフトして、同一の変化を呈する三角形
形状の関数に設定されている。
さらにキャプスタンモータの加減速(CXI(n))に
対しては、加減速の方向を−1及び1で表し、これを横
軸にとって表される5つのメンバーシップ関数(PM,
PS..ZR,NM及びNS)が割当られ、トラッキン
グ制御データC X 1 (n−1)と同様に、横軸に
それぞれ所定量だけシフトして、同一の変化を呈する三
角形形状の関数に設定されている。
第5図及び第6図に示すように、l・ラツキング制御デ
ータC X 1 (n−1) 、微分値ΔE (n)の
両端のメンバーシップ関数(PL,NL)は、それぞ?
横軸を32分割したデータで表され当該データをそのま
まリードオンリメモリ回路に格納するようになされてい
る。
これに対して残りの15個のメンバーシップ関数は、そ
れぞれ横軸を32分割したデータで表され、リードオン
リメモリ回路は、このデータを共通の基本データDBA
S!と、各メンバーシップ関数の補助データD !IU
Bに分割して格納するようになされている。
例えばトラッキング制御データC X 1 (n4)の
第2のメンバーシップ関数(PM)は、正規化したトラ
ッキング制御データC X 1 (n−1)の値−1か
ら順次値「O」のデータが21個連続した後、値ro.
3 J、ro.6 J、rl.o」、rO.6 J、「
0.3」のデータが連続して、値「0」のデータが連続
するように表される。
従って第2のメンバーシップ関数(PM)においては、
当該メンバーシップ関数の三角形形状の部分を表す基本
データD■.E( rO.3 、0.6 、1.0 、
0.6 、0.3 J )と、基本データDIIA9!
の前に25 =26 ?続するr■,の数を表す補助データDSIIB(”2
1」)とで表現され、基本データDIIASKの他に、
当該補助データDSUIがリードオンリメモリ回路に格
納されるようになされている。
同様に第3〜第6のメンバーシップ関数(PS〜N M
 )においては、基本Y一夕DIIA3!とその前に連
続する値「0」の数を表す補助データDSU++(rl
7J、「13」、「9」、「5])とで表されるように
なされている。
実際上、この種のメンバーシップ関数のデータを格納し
てテーブルを形威する場合、各メンバーシップ関数毎に
データを格納してテーブルを形或すると、その分メモリ
容量の大きなリードオンリ回路が必要になる。
ところがこの実施例のように、共通するデータと、メン
バーシップ関数の違いを表現する補助データDSUl1
とでテーブルを形或すれば、その分メモリ容量の小さな
リードオンリメモリ回路でテーブルを形或することがで
きる。
従ってその分、全体として簡易な構威のトラッキング制
御回路を得ることができる。
ところでリードオンリメモリ回路においては、ルールH
1〜H9の記号(PM,PS,ZRSNS及びNM)に
対応ずるメンバーシップ関数の他に、記号PL及びNL
のメンバーシップ関数のデータを格納するようになされ
ている。
この場合第7図に示すように、それぞれ7個のメンバー
シップ関数(PL,PM,PS,ZR,NS,NM及び
NL)に対応するようにルールを設定すると、49個の
ルールが必要になる。
ところが実際上ファジィ推論を適用する場合においては
、ルール化されていない条件の場合でも(例えばC X
 1 (n−1) =HM  AND  ΔE (n)
=NSSZR,PS等の条件でなる)、その周囲のルー
ルに基づいて推論結果を得ることができる。
従って、この実施例においては、9つのルールH1〜H
9に基づいて、トラッキング制御の方向を推論すること
により、全体として演算処理作業を簡略化するようにな
されている。
因に第7図において、P L (positive l
arge)はキャブスタンモータ9の加速が大きい場合
及び微分値ΔE (n)が正の値で大きな値の場合を表
し、N L (negative large)はキャ
プスタンモータ9の減速が大きい場合及び微分値ΔE 
(n)が負の値で大きな値の場合を表す。
かくして制御回路28においては、かかるメンバーシッ
プ関数に対してマムダξ(sa*dani)の手法を用
いてトラッキング制御方向をファジィ推論する。
すなわち制御回路2日は、トラッキング制御データC 
X 1 (n−1)及びエンベロープ検波信号EN■の
微分値ΔE (n)を検出し、その検出結果を正規化し
た後、テーブルを参照して対応するメンバーシップ関数
の値を検出する。
このとき制御回路28は、正規化したトラッキング制御
データC X 1 (n−1)及び微分値ΔE (n)
として例えば値0.5及び0.4が得られると、先ずル
ールH1の条件に従ってトラッキング制御データC X
 1 (n−1)及び微分値ΔB (n)のメンバーシ
ップ関数(PM)及び(NM)から、メンバーシップ関
数の値を検出する(例えばこの場合それぞれ{[1.0
及び0.6を得る)。
さらに制御回路28は、ルールH1のrAND」の条件
に従って、検出されたメンバーシップ関数の値(1.0
及び0.6)から小さな方の値(0.6)を選択した後
、制御方向のメンバーシップ関数(すなわちキャプスタ
ンモータ9の加減速CXI(n)のメンバーシップ関数
PMでなる)を当該値( 0.6)で頭切りする。
これにより第8図に示すように、ルールH1の条件に従
って、三角形形状でなる制御方向のメンバーシップ関数
(PM)を、値0.6で頭切りした台形形状のメンバー
シップ関数(すなわちルールH1による推論結果でなる
)を得ることができる。
同様に制御回路28は、ルールH2〜H9の条件に従っ
て、順次トラッキング制御データCX1(n−1)及び
微分値ΔE (n)のメンバーシップ関数から値を得、
各ルールH2〜H9のrANDj条件に従って小さい方
の値を選択した後、選択された値を用いて対応する制御
方向のメンバーシップ29 −30 関数を頭切りする。
かくしてルールH1〜H9の条件に従った複数の推論結
果を得ることができる。
なおこの場合は、トラッキング制御データCX1 (n
−1.)のメンバーシップ関数(ZRXNM及びNS)
及び微分値ΔE (n)のメンバーシップ関数(PM,
PS及びZR)において、値0が得られることから、ル
ールH1及びH3の条件に従って頭切りした2つのメン
バーシップ関数(PM及びps)が得られる。
続いて制御回路28は、ルールH1〜H9の条件に従っ
て得られたメンバーシップ関数群のオア結果を得るよう
になされ、これによりファジィ推論結果(この場合第8
図において、実線で表す領域)を得るようになされてい
る。
かくして実線で表す領域の重心を求めて、ファジィ推論
結果をデファジイすることにより、制御方向の確定値を
得ることができる。
因にこの実施例においては、デファジイすることなくフ
ァジィ推論結果をそのまま用いて続く制御量を推論する
ようになされている。
かくしてファジィ推論を適用したことから、その分再生
信号の信号レベルが変化しても、確実にトラッキング制
御の方向を検出することができる。
(G1−2−3) }ラツキング制御量の推論ここでト
ラッキング制御においては、再生信号SIIFの信号レ
ベルが低下すると、当該信号レベルの低下に応じた制御
量をトラッキング制御方向に出力すればよい。
さらにトラッキングエラー量に比して再生信号SRFの
信号レベルが非線型に変化することから、このことを考
慮してトラッキング制amを推論すれば、理想的なトラ
ッキング制御特性が得られる。
従ってトラッキング制御量においては、あいまいな言葉
を含む基本的な文章で表現される以下のルールRKI〜
RK6を用いて推論する。
なお、エンベロープ検波信号ENVの信号レベルをE 
(n)、トラッキング制御方向をD (n)で表す。
ルールRKI もしエンベロープ検波信号ENVの信号レベル(E (
n) )が小さいとき、トラッキング制御量(CXI(
n))を0にする。
ルール!?. K 2 もしエンベローブ検波信号ENVの信号レベル(E (
n) )が少し上界し、かつトラッキング制御方向が加
速と判断されたとき(D (n)>O)、加速方向に少
しのトラッキング制御fi(CXI(n))を出力する
ルールRK3 もしエンベローブ検波信号BNVの信号レベル(E (
n) )が少し−ヒ昇し、かつトラッキング制御方向が
減速と判断されたとき(D (n)<O)、減速方向に
少しのトラッキング制御!t(CXI(n))を出力す
る。
ルールRK4 もしエンベロープ検波信号ENVの信号レベル(E (
n) )が中程度で、かつトラッキング制御方向が加速
と判断されたとき(D(n.)>0)、加速方向に大き
なトラッキング制御量(CXI(n))を出力する。
ルールRK5 もしエンベローブ検波信号BNVの信号レベル(E (
n) )が中程度で、かつトラッキング制御方向が減速
と判断されたとき(D (n)<O)、減速方向に大き
なトラッキング制御量(CXI(n))を出力する。
ルールRK6 もしエンベローブ検波信号ENVの信号レベル(E (
n) )が大きいとき、減速方向に大きなトラッキング
制御量(CX1[n))を出力する。
これによりエンベロープ検波信号ENVの信号レベルが
小さい場合、少し上昇した場合、中程度の場合及び大き
い場合を、それぞれZR,PS、PM及びPLで、加速
及び減速をP及びNで表し、以下のルールR1〜R6に
書き換えることができる。
ルールR1 =3 3− 34 E (n)一ZR →CX 1 (n)  一ZR E  (n.)  一P L     →CX 1 (
n)  =NLルールR2 E  (n)  一PS  AND  D  (n) 
 一P−”CX 1 (n)  =P S ルールR3 E  (n)=PS  AND  D  (n)=N−
CX 1 (n)  一NS ルールR4 B (n) 一PM  AND  D  (n.) 一
P−CX 1 (n)  =P L ルールR5 E  (n) 一PM  AND  D  (n)  
一N→C X 1 (n)  一N L ルールR6 かくして第9図に示すように、ルールR1〜R6に従っ
てメンバーシップ関数をテーブル化して表すことができ
る。
因にこの実施例においては、エンベローブ検波信号EN
Vの信号レベルE (n)が大きく立ち上ったときは、
l・ラツキング制御方向に無関係に、減速方向に大きな
トラッキング制御量C X 1 (n)を出力するよう
になされ、これにより推論のためのルールの数を低減し
て、演算処理作業を簡略化するようになされている。
さらに制御回路28においては、第工0図及び第11図
に示すようなメンハーシップ関数のデータをリードオン
リメモリ回路に格納するようになされ、ルールR1〜R
6に従って制御量を推論する。
スナワち信号レベルE (n)のメンハーシツブ関数に
おいては、信号レベルE (n)を正規化して横軸にと
って表すようになされ、このとき、負側抱給線のエンベ
ローブ検波信号ENVでなることから、再生信号SII
Fの信号レベルの大きい方が横軸のOの方向で表される
これに対してトラッキング制御方向のメンバーシップ関
数においては、加速及び減速方向を1及びーlに取って
表す。
これにより制御回路28は、エンベロープ検波信号EN
Vの信号レベルE (n)を検出した後、正規化し、メ
ンバーシップ関数の値を検出する。
さらに第l2図及び第l3図に示すように、制御回路2
8はトラッキング制御方向のファジィ推論結果FD(n
)(第8図)と、トラッキング制御方向の各メンバーシ
ップ関数P及びNとの重なり合う部分(斜線で示す領域
でなる)を検出する。
さらに制御回路28は、重なり合う部分から、それぞれ
制御方向P及びNの最大値D(n)P及びD(n)Nを
得、これによりルールR1〜R6の条件に従った前件部
の値を検出する。
さらに制御回路28は、検出された前件部の値で、対応
するトラッキング制御データCXI(n)のメンバーシ
ップ関数(NL,NS,ZR,PS、PL)(第4図)
を頭切りし、これによりルールR1〜R6の推論結果を
得る。
かくしてこの実施例においては、トラッキング制御方向
の推論に適用したトラッキング制御データCXI(n)
のメンバーシップ関数(NLXNS、ZR,PS,PL
)(第4図)を、トラッキング制御量の推論に再び利用
することにより、その分制御回路28内のりードオンリ
メモリ回路の構或を簡略化するようになされている。
すなわちルールR1においては、信号レベルE(n)の
メンバーシップ関数ZRから得られた値で、トラッキン
グ制御データCXI(n)のメンバーシップ関数ZRを
頭切りする。
これに対してルールR2においては、信号レベルE (
n)のメンバーシップ関数PSから得られた値及び最大
値D(n)Pから小さな方の値を選択し、その選択値で
トラッキング制御データCX1(n)のメンバーシップ
関数PSを頭切りする。
同様にルールR3〜R5においては、それぞれ信号レベ
ルE (n)のメンバーシップ関数PS、3 7− −38 PM,PMから得られた値及び最大値D(n)N、D 
(n) p ,D (n) Nから小さな方の値を選択
し、その選択値でトラッキング制御データCXI(n)
のメンバーシップ関数NS,PL,NLを頭切りする。
これに対してルールR6においては、信号レベルE (
n)のメンバーシップ関数PLから得られた値で、トラ
ッキング制御データCXI(n)のメンバーシップ関数
NLを頭切りする。
かくして第14図に示すように、トラッキング制御方向
の場合と同様に、頭切りしたメンバーシップ関数群で表
現される制御量の推論結果を得ることができ、ファジィ
推論を適用した分、再生信号SIFの信号レベルが変化
しても確実にトラッキング制御し得る制御量を検出する
ことができる。
さらに非線型に変化する再生信号SRFの信号レベルに
対して、最適なトラッキング制御量を設定し得、これに
より過渡応答特性、定常特性を向上することができる。
実際上トラッキングエラーに対する再生信号SILFの
信号レベルの変化においては、非線型に変化するだけで
なく、モデル化が困難な特徴がある。
従って、従来のトラッキング制御においては、再生信号
SItFの信号レベルの変化に対して、適切なトラッキ
ング制御量を設定することが困難だった。
ところがこの実施例のように、ファジィ推論を適用する
場合においては、モデル化し得ないような場合でも、確
実かつ適切な制御量を設定し得ることから、従来に比し
て格段的に過渡応答特性、定常特性等のトラッキング制
御特性を向上することができる。
(Gl−2−4)デファジィ処理 制御回路28は、トラッキング制御データCX1(n)
の推論結果が得られると、第15図に示す処理手順を実
行して推論結果の重心を検出することにより、デファジ
ィ処理し、推論の確定値を検出する。
ここでトラッキング制御データC X 1 (n)のメ
ンバーシップ関数においては、値−1からlまでの横軸
を32分割してデータを格納するようになされているこ
とから、このとき横軸の座標を5ビットのデータで表す
ようになされている。
従って第16図に示すように、制御回路28においては
、トラッキング制御データC X 1 (n)の推論結
果として(第16図(A))、横軸を5ビットのアドレ
スデータにして、各アドレスに値Oから1までのデータ
を格納した推論結果(第16図(B))が得られる。
制御回路28は、かかる推論結果のデータをメモリ回路
に格納するようになされ、ステップSP1からステップ
SP2に移って、当該推論結果のデータを順次累積加算
する。
このとき制御回路28は、その累積加算結果を加算デー
タのアドレスに応じて順次メモリ回路に格納するように
なされ(第16図(C))、加算処理が終了するとステ
ップSP3に移り、最終アドレスの加算結果(この場合
は! 2.5でなる)を172に割り算する。
さらに制御回路28は、ステップSP4に移って、当該
割算結果(この場合値1.25でなる)に最も近い値の
加算結果が得られたアドレスを検出した後(この場合ア
ドレス4が検出され、以下当該アドレスのデータを重心
近傍データと呼ぶ)、ステップSP5に移り、続いて割
算結果に近い値の加算結果が得られたアドレスを検出す
る(この場合アドレス5が検出され、以下このアドレス
を隣接するデータのアドレスと呼ぶ)。
制御回路28は、続いてステップSP6に移り、重心近
傍データ及び隣接するデータの加算結果をメモリ回路か
らロードした後(この場合それぞれアドレス4及び5の
{!f1.1及び1.8の加算結果が検出される)、当
該加算結果を直線補間し、割算結果と等しい値の加算結
果が得られるアドレスを検出する。
すなわちこの場合、制御回路28は、次式=4 1= 一 4 2一 の演算処理を実行し、値0.21を得た後、次式4 +
0.21= 4 .21 ・・・・・・ (3) で表されるように、アドレス4に加算して値4.21の
重心のアドレスを検出する。
かくして、メンバーシップ関数の分解能以下の高い精度
で重心のアドレスを検出し得、これにより精度の高い確
定値を検出することができる。
制御回路28は、検出された重心のアドレスから、正規
化前のトラッキング制御データC X J. (n)を
作威した後、ステップSP7に移り、当該処理手順を終
了する。
かくして、メンバーシップ関数の分解能以下の高い精度
でトラッキング制御データC X 1 (n)を作或し
得ることから、分解能の低いメンバーシップ関数を用い
ても、精度の高い制御データを得ることができ、その分
全体として簡易な構或のトラッキング制御回路を得るこ
とができる。
さらに累積加算値を1/2に割り算する処理は、累積加
算データを1ビットビットシフトするだげでよい。
従ってこの実施例のデファジィ処理においては、実質上
、累積加算処理、(2)式及び(3)式の演算処理だけ
で、確定値を検出することができる。
これに対して重心の位置は、次式 で定義されることから、定義通り演算処理すると、この
場合メンバーシップ関数が32分割されていることから
、32回の掛け算処理、64回の加算処理、1回の割り
算処理が必要になる。
従ってこの実施例によれば、定義通り演算処理する場合
に比して、格段的に簡易に確定値を検出することができ
、その分全体として簡易な構成のトラッキング制御回路
を得ることができる。
かくして制御回路28においては、制御データとトラッ
キング制御データとを加算してデイジタルアナログ変換
回路38に出力することにより、キャプスタンモータ9
を所定の走行速度で位相制御し得、確実かつ理想的なト
ラッキング制御をすることができる。
(Gl−3)実施例の動作 以上の構戒において、再生信号SRFは、エンベローブ
検波回路30で下側包絡線検波され、そのエンベローブ
検波信号ENVが制御回路28に出力される。
エンベローブ検波信号ENVは、ここで信号レベルが検
出され、微分値ΔE (n)が得られる。
微分値ΔE (n) は、1サンプリング前に出力した
トラッキング制御データC X 1 (n−1) と共
にルールH1〜H9に基づいてファジィ推論され、これ
によりトラッキング制御方向の推論結果が得られる。
トラッキング制御方向の推論結果は、エンベロープ検波
信号F, N Vの信号レベルE (n)と共に、ルー
ルRKI〜RK6に従1てファジィ推論され、これによ
りトラッキング制御量の推論結果が得られる。
これによりトラッキング制御データが得られ、当該トラ
ッキング制御データに基づいてキャブスタンモータ9が
位相制御される。
(Gl−4)実施例の効果 以上の構或によれば、ファジィ推論を適用してトラッキ
ング制御する際に、重心近傍データと隣接するデータを
検出した後、当該重心近傍データと隣接するデータを補
開演算処理して確定値を検出することにより、分解能の
低いメンバーシップ関数を用いて、精度の高い制御デー
タを簡易に検出することができる。
かくしてトラッキング制御回路に適用して、確実かつ理
想的なトラッキング制御特性を得ることができる。
(G2)他の実施例 なお上述の実施例においては、トラッキング制御データ
に基づいてキャブスタンモータの加減速を判断する場合
について述べたが、本発明はこれ−45= −46 に限らず、(1)式に基づいて判断するようにしてもよ
い。
さらに上述の実施例においては、マムダミの手法を用い
てメンバーシップ関数から推論値を得る場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、種々の推論方法を広く
適用することができる。
さらに上述の実施例においては、再生信号をエンベロー
ブ検波し、その検波信号の信号レベルに基づいてトラッ
キング制御する場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、A.TF}ラッキング制御に適用してもよい。
さらに上述の実施例においては、ビデオテープレコーダ
のトラッキング制御回路に本発明を適用した場合につい
て述べたが、本発明はビデオテープレコーダに限らず、
ディジタルオーディオテーブレコーダ等、種々の磁気記
録再生装置のトラッキング制御回路に、さらにはコンパ
クトディスクプレーヤ等の光ディスク装置、光磁気ディ
スク装置等のトラッキング制御回路に広く適用すること
ができる。
さらにトラッキング制御回路に限らず、種々のファジィ
制御回路に広く適用することができる。
H発明の効果 上述のように本発明によれば、ファジィ推論を適用して
制御データを得る際に、重心近傍データと隣接するデー
タを検出した後、当該重心近傍データと隣接するデータ
を補間して確定値を検出することにより、分解能の低い
メンバーシップ関数を用いて、精度の高い制御データを
簡易に検出することができ、かくして簡易な構或で精度
の高い制御データを得ることができるファジィ制御回路
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるビデオテーブレコーダ
を示すブロック図、第2図は再生信号の信号レベルの変
化を示す特性曲線図、第3図及び第4図はトラッキング
制御データ及び微分値のメンバーシップ関数を示す略線
図、第5図及び第6図はそのデータを示す略線図、第7
図はトラッキング制御方向推論用のテーブルを示す略線
図、第8図は推論結果を示す略線図、第9図はトラッキ
ング制御量推論用のテーブルを示す略線図、第10図及
び第11図はトラッキング制御量推論用のメンバーシッ
プ関数を示す路線図、第12図及び第13図はトラッキ
ング制御方向の推論の説明に供する略線図、第14図は
推論結果を示す略線図、第15図はデファジィ処理手順
を示すフローチャート、第l6図はその説明に供する略
線図、第17図は従来技術の説明に供する特性曲線図で
ある。 1・・・・・・ビデオテーブレコーダ、2、3・・・・
・・磁気ヘッド、9・・・・・・キャプスタンモー夕、
28・・・・・・制御回路、30・・・・・・エンベロ
ーブ検波回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 所定のルールに基づいて順次頭切りしたメンバーシップ
    関数群を得た後、上記頭切りしたメンバーシップ関数群
    からファジィ推論結果の確定値を検出し、上記確定値に
    基づいて制御データを出力するファジィ制御回路におい
    て、 上記頭切りしたメンバーシップ関数を表す離散的データ
    を、上記メンバーシップ関数群で順次累積加算した後、
    上記離散的データから該累積加算結果の1/2の値に最
    も値の近い重心近傍データを検出し、 上記重心近傍データと、上記重心近傍データに隣接する
    上記離散的データとの間を補間し、該補間結果及び上記
    累積加算結果の1/2の値に基づいて、上記確定値を検
    出するようにしたことを特徴とするファジイ制御回路。
JP1240401A 1989-09-16 1989-09-16 フアジイ制御回路 Pending JPH03102403A (ja)

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JP1240401A JPH03102403A (ja) 1989-09-16 1989-09-16 フアジイ制御回路
KR1019900014549A KR100196237B1 (ko) 1989-09-16 1990-09-14 트랙킹 제어 방법 및 장치
EP90310089A EP0419149B1 (en) 1989-09-16 1990-09-14 Method and apparatus for effecting fuzzy control
DE69029116T DE69029116T2 (de) 1989-09-16 1990-09-14 Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer undeutlichen Steuerung
US07/952,969 US5287432A (en) 1989-09-16 1992-09-29 Method and apparatus for effecting fuzzy control
US08/092,281 US5424886A (en) 1989-09-16 1993-07-15 Method and apparatus for effecting fuzzy control tracking servo

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