JPH04355688A

JPH04355688A - カセットテープレコーダのモータ制御装置並びにその装置を用いてなるテープレコーダ及びカメラ一体型ｖｔｒ

Info

Publication number: JPH04355688A
Application number: JP3129687A
Authority: JP
Inventors: Taizo Miyazaki; 泰三宮崎; Fumio Tajima; 文男田島; Hiroshi Katayama; 博片山; Nobuyoshi Muto; 信義武藤; Shigeki Morinaga; 茂樹森永; Toshio Osada; 長田　俊男
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1991-05-31
Publication date: 1992-12-09

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダ
（ＶＴＲ）、ビデオカメラ、カメラ一体形ＶＴＲ（ビデ
オムービーとも称される）、オーディオカセットテープ
レコーダ、デジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）等のカ
セット型磁気テープを用いたレコーダ（情報記録装置）
に係り、特にテープ走行や磁気ヘッドの回転に係るモー
タの速度制御方法及び速度制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カセット型の磁気テープ（以下、単にカ
セットテープという）を記録媒体とするテープレコーダ
においては、磁気テープと情報の記録・再生用の磁気ヘ
ッドとの相対速度が変動すると、画質や音質を低下させ
ることが知られている。そこで、画質や音質等を向上さ
せるため、又は情報記録や再生の信頼性を向上させるた
めに、テープの走行速度及び磁気ヘッドの回転速度を高
い精度で一定に保持することが望ましい。

【０００３】しかし、テープ走行用モータが有する固有
のトルク変動や、予測できない外乱によりテープの走行
速度が変動し、磁気テープと磁気ヘッドとの相対速度が
変動するという問題がある。また、磁気ヘッドが取り付
けられたシリンダを回転するヘリカルスキャン型のビデ
オテープレコーダの場合も、シリンダを回転させるシリ
ンダモータが有する固有のトルク変動や、予測できない
外乱等により、シリンダに回転むらが発生し、これによ
り磁気テープとの相対速度が変動するという問題がある
。

【０００４】そこで、従来、トルク変動や外乱によるテ
ープ走行速度等の変動を抑制するため、次に述べるよう
な方法が提案されている。第１の方法として、１９９０
年　　インターナショナル　　パワーエレクトロニクス
　　コンファレンス（１９９０　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯ
ＮＡＬ　ＰＯＷＥＲ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＯＮＦ
ＥＲＥＮＣＥ）の予稿集第４５０頁から第４５６頁に論
じられているものがある。この方法は、まず、速度指令
に相当するモータ電流指令とモータの発生トルクの特性
関係を模擬してなるモータトルクモデルにより、与えら
れる電流指令に対するモータの発生トルクを推定する。一方、モータの速度検出値又は磁気テープや回転シリン
ダ等の負荷の速度検出値とモータの発生トルクの特性関
係を模擬してなる負荷トルク逆モデルにより、モータ又
は負荷の検出速度に対応するモータの発生トルクを推定
する。そして、それら２つのモデルにより求めたモータ
の発生トルクの推定値の差をトルク外乱として求め、こ
の求めたトルク外乱を打ち消すように電流指令を補正す
る。これにより、理論的には、トルク外乱がモータ速度
出力に及ぼす影響を除去できる。

【０００５】また、第２の方法として、特開昭６１−２
４０８７１号公報に記載されているように、トルク外乱
などにより発生するモータの速度変動を、学習制御によ
って除去しようとする試みが多くなされている。つまり
、速度変動に含まれる周期的な変動パターンをモータの
複数回転分にわたりランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：
ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等に収集し
、その変動パターンを打ち消す補正信号を作成して、モ
ータの速度変動を小さくするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記第１の
方法は、モータトルクモデル又は負荷トルク逆モデルが
、実際のモータ又は負荷の動特性に一致していれば、理
論的には全てのトルク外乱を除去できる。特に、モデル
に含まれる制御パラメータ、すなわちモータトルクモデ
ルに設定されるトルク定数と、負荷トルク逆モデルに設
定される負荷（含むモータ）の慣性モーメント等が、実
際のモータ又は負荷のそれらと等しく設定されることが
望ましい。この点、前記第１の方法は、一定の範囲で、
実際の制御パラメータの変動に対し非常に強いロバスト
性を持っている。

【０００７】しかし、第１の方法によれば、制御パラメ
ータが変動することについて配慮されていない。また、
モデルによる外乱補償制御の遅れにより除去できるトル
ク変動の周波数帯域に限度があり、カセットテープレコ
ーダの駆動に用いられるモータのように、回転にともな
って変化するコイルの磁束叉交数の変化により生ずるモ
ータ固有のトルク変動のように、周波数が高いトルク変
動の場合には、即応性に劣り、速度制御の精度を高くで
きない。そのため、画質、音質、又は記録情報の信頼性
の向上が制限を受けるという問題がある。

【０００８】また、第１の方法は、基本的にフィードバ
ック制御であることから、制御系の遅れ分だけ速度制御
の追従性が劣り、テープの巻き取り量によって負荷の慣
性モーメントが一定の方向に変動する負荷に適用した場
合には、常に補償が遅れるという問題がある。

【０００９】一方、第２の方法によれば、回転変動の振
幅や位相を検出するため検出手段と、検出された変動パ
ターンに基づき補正信号を作成するための手段とＲＡＭ
が必要になることから、トルク変動補償手段の回路構成
が複雑になり、コストアップの要因になるという問題が
ある。

【００１０】本発明の第１の目的は、上記の問題を解決
すること、言い換えれば、モータ固有の高い周波数のト
ルク変動を抑制して、テープ又は回転型磁気ヘッドの速
度変動を低減するカセットテープレコーダのモータ制御
装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第２の目的は、テープ走行
系の慣性モーメントの変化に起因する速度変動を低減す
るカセットテープレコーダのモータ制御装置を提供する
ことにある。

【００１２】また、本発明の第３の目的は、上記第１と
第２の目的を同時に達成するカセットテープレコーダの
モータ制御装置を提供することにある。

【００１３】更に、本発明の第４の目的は、画質又は音
質において一層優れたカセットテープレコーダ及びカメ
ラ一体形ＶＴＲを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するために、カセットテープレコーダを駆動す
るモータの検出速度を指令速度に一致させるようにモー
タの制御量を調節する速度制御手段と、前記制御量の指
令値と前記検出速度とを入力し、前記モータと該モータ
の負荷を模擬してなるモデルに基づいてトルク外乱の推
定値を求め、該トルク外乱推定値を打ち消すように前記
制御量の指令値を補正するトルク外乱補償手段とを備え
てなるモータ制御装置において、前記モータの回転に伴
うコイル磁束叉交数の変化に応じて変化する前記モデル
に含まれる制御パラメータの変更データを有し、前記モ
ータの回転位相角の検出値を入力し、該検出値に対応す
る前記制御パラメータの変更データを求めて前記モデル
の制御パラメータを変更する制御パラメータ修正手段を
設けてなることを特徴とする。

【００１５】前記トルク外乱補償手段が、前記制御量の
指令値を入力し、予め設定された前記モータの制御量と
発生トルクとの相関関数に基づいて、前記モータの発生
トルク推定値を求めるモータトルクモデルと、前記検出
速度を入力し、予め設定された前記モータの速度と負荷
の入力トルクとの相関関数に基づいて、負荷の入力トル
ク推定値を求める負荷トルク逆モデルと、前記各トルク
推定値の差を入力し、予め設定された前記モータの制御
量と発生トルクとの相関関数に基づいて、前記トルク推
定値の差を打ち消すに必要なモータの制御量の補正値を
求めるモータトルク逆モデルを有し、この補正値により
前記制御量の指令値を補正する速度補正手段とを含んで
なるものにも適用できる。

【００１６】この場合は、前記制御パラメータ修正手段
は、前記モータの回転位相角を検出する回転位相角検出
手段と、前記モータの回転位相角に対応させてトルク定
数の変更データが記憶された記憶手段と、該記憶手段の
内容に基づいて前記検出された回転位相角に対応するト
ルク定数の変更データを求め、該変更データに合わせて
前記モータトルクモデルと前記モータトルク逆モデルの
トルク定数を変更するトルク定数修正手段により構成で
きる。

【００１７】また、本発明は、上記第２の目的を達成す
るため、上記と同様のトルク外乱補償手段を備えてなる
カセットテープレコーダのテープ巻き取りリールを駆動
するモータの制御装置において、テープ巻き取りリール
のテープ巻き付き量の変化の応じて変化する前記モデル
に含まれる負荷慣性モーメントの変更データを有し、前
記テープ巻き付き量の検出値を入力し、該検出値に対応
する前記負荷慣性モーメントの変更データを求めて前記
モデルの負荷慣性モーメントを変更する負荷慣性モーメ
ント修正手段とを設けてなることを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、上記第３の目的を達成す
るため、前記トルク定数等の第１の制御パラメータを修
正する手段と、前記負荷慣性モーメント等の第２の制御
パラメータを修正する手段の両方を設けてなることを特
徴とする。

【００１９】また、本発明の第４の目的は、上記構成の
モータ制御装置を、オーディオ又はビデオのカセットテ
ープレコーダ、あるいはカメラ一体型ＶＴＲに適用する
ことにより達成できる。

【００２０】

【作用】このように構成されることから、本発明によれ
ば、次の作用により上記本発明の目的が達成される。ま
ず、基本的には、従来と同様のトルク外乱補償手段によ
りモータ制御系に影響を及ぼすトルク外乱が抑制される
。これに加え、本発明によれば、モータの回転に伴うコ
イル磁束叉交数の変化に応じて変化する前記モデルに含
まれる制御パラメータが、モータの回転位相角に応じて
修正されるから、モータ固有の高い周波数のトルクリッ
プルに起因するトルク変動やトルク外乱を効果的に抑制
できる。この結果、磁気ヘッドを回転駆動するシリンダ
の回転速度又はテープ走行速度の変動を高い精度で抑制
できるから、高音質、高画質の音響機器や信頼性の高い
情報記録装置を実現できる。

【００２１】更に、テープ走行に伴って前記モデルの制
御パラメータが変化した場合に、テープ巻き取りリール
のテープ巻き付き量の変化の応じて第２の制御パラメー
タが変更されるから、モータ負荷の慣性モーメントが変
化することにより生ずるトルク外乱の推定誤差を低減で
きる。この結果、一層効果的にトルク外乱を抑制して、
テープ走行速度の変動を高い精度で抑制でき、高音質、
高画質の音響機器や信頼性の高い情報記録装置を実現で
きる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１に、本発明の主要部に係るＶＴＲ駆動装
置の一実施例の概念構成図を示す。本実施例は、カメラ
一体形ＶＴＲの駆動装置に本発明を適用したものである
。図示のように、ＶＴＲ駆動装置は、テープ走行機構、
磁気ヘッド回転機構及びこれらに係るモータの制御装置
を含んで構成される。テープ走行機構と磁気ヘッド回転
機構の部分は、一点鎖線１００で囲んだ部分であり、記
録又は再生作動中の状態を示している。図示していない
カセット内に収納されている供給リール１０２から巻き
出されるテープ１０４は、複数のガイドピン又はガイド
ローラに案内されて磁気ヘッドが取り付けられたシリン
ダ１０６に導かれ、このシリンダ１０６のシリンダ面の
磁気ヘッドに接触させて走行され、更に他の複数のガイ
ドピン又はガイドローラに案内されて巻き取りリール１
０８に巻き取られるように走行される。テープの走行速
度はテープ１０４に接して設けられたキャプスタンロー
ラ１１０により調整される。このキャプスタンローラ１
１０はキャプスタンモータ１１２により回転駆動される
。このキャプスタンモータ１１２は、点線で示したベル
トとプーリ等からなる動力伝達機構１１４を介して前記
巻き取りリール１０８に連結され、巻き取りリール駆動
用モータとして兼用されている。シリンダ１０６はその
シリンダ面に記録・再生用の磁気ヘッドが取り付けられ
てなり、シリンダモータ１１６により回転駆動される。

【００２３】また、各部の速度制御のために、供給リー
ル１０２、シリンダ１０６、キャプスタンローラ１１０
、巻き取りリール１０８には、それぞれロータリーエン
コーダ等からなる速度検出器（ＲＥ）１１８、１２０、
１２２、１２４が連結されている。

【００２４】また、モータ１１２、１１６はいずれも３
相ブラシレスモータが用いられ、各モータ１１２、１１
６には一定回転角（例えば６０°）ごとに基準位相検出
パルスを発生するホール素子等からなる基準位相検出器
（ＰＳ）１２６、１２８とが連結されている。また、前
記速度検出器１２２は、前記基準位相検出パルスより小
さい回転角ごとにパルス（ＦＧパルス）を発生するよう
になっている。これらの基準位相検出器１２６、１２８
とＦＧパルスによって、各モータの回転位相角θの基準
位相と回転位相角の情報が検出される。なお、テープ１
０４を巻き戻す場合は、供給リール１０２と巻き取りリ
ール１０８を反対に回転させる。

【００２５】次に、各モータの速度制御装置の構成につ
いて説明する。各モータの速度指令ω１＊、ω２＊はシ
ステムコントローラ２０２から出力される。キャプスタ
ンモータ１１２の速度制御装置は、速度制御手段２０４
、モータドライバ２０６、トルク外乱補償手段２０８、
モータトルクモデルのトルク定数修正手段２１２、負荷
慣性モーメント修正手段２１２を含んで構成されている
。一方、シリンダモータ１１６の速度制御装置は、速度制
御手段２３４、モータドライバ２３６、トルク外乱補償
手段２３８、モータトルクモデルのトルク定数修正手段
２４２を含んで構成されている。基本的にはキャプスタ
ンモータ１１２の駆動装置と同様であるが、負荷である
シリンダ１０６の慣性モーメントは時間的に変動しない
ので、負荷慣性モーメント修正手段２１２に相当するも
のが省略されている。また、水晶発信器２５０はシステ
ムコントローラ２０２とトルク定数修正手段２４２の動
作に必要なクロックパルスＣＰを発生するものである。

【００２６】ここで、各モータ速度制御装置の各手段の
詳細構成について、動作と共に説明する。まず、キャプ
スタンモータ１１２の速度制御装置においては、システ
ムコントローラ２０２から出力される速度指令ω１＊が
加算器２１４に入力され、ここにおいて速度検出器１２
２で検出される検出速度ω１との偏差Δω１が求められ
る。速度制御手段２０４は比例積分制御系であり、偏差
Δω１を入力し、その偏差Δω１を比例積分処理してモ
ータ電流指令ｉ１を演算する。この電流指令ｉ１には、
トルク外乱補償手段２０８から与えられるトルク外乱補
償信号ｉ１（Ｔｅ）が加算器２１６において加算され、
最終的な電流指令ｉ１＊としてモータドライバ２０６に
入力される。

【００２７】トルク外乱補償手段２０８は、図２に示し
た制御ブロック図のように、モータトルクモデル２０８
ａと、負荷トルク逆モデル２０８ｂと、フィルタ２０８
ｃと、モータトルク逆モデル２０８ｄとを含んで構成さ
れる。図２は、モータ速度制御系全体の各部を伝達関数
で表した制御ブロック図であり、テープ走行機構は一点
鎖線１５０で囲んだ部分であり、キャプスタンモータの
電流・トルク特性にかかるモータトルク定数Ｋのブロッ
ク１５２と、モータ負荷の入力トルク・速度特性にかか
る伝達関数１／（Ｊ・ｓ＋Ｂ）のブロック１５４とを有
し、モータ負荷にトルク外乱Ｔｅが入力されるものとし
て表している。また、モータトルクモデル２０８ａは、
速度指令に相当する電流指令とモータの発生トルクＴの
特性関係を模擬したモデルであり、その特性関係が比例
関係であることに鑑み、与えられる電流指令ｉ１＊に予
め設定されたモデルトルク定数Ｋｍを乗じてモータの発
生トルクを推定するようになっている。負荷トルク逆モ
デル２０８ｂは、モータの速度検出値又は磁気テープや
回転シリンダ等の負荷の速度検出値と負荷の入力トルク
の特性関係に基づき、モータ又は負荷の検出速度ω１か
ら負荷トルクを推定するモデルである。その特性関係は
、トルクをＴ、負荷の慣性モーメントのモデルをＪｍ、
負荷の風損等の粘性抵抗をＢ、演算子をｓとすると、Ｔ
＝（Ｊｍ・ｓ＋Ｂ）ω１になる。そして、それら２つの
モデルにより求めた各トルク推定値の差をトルク外乱推
定値Ｔｅ´として加算器２０８ｅで求める。この求めた
トルク外乱推定値Ｔｅ´をフィルタ２０８ｃを通して一
定の高周波成分を除去し、モータトルク逆モデル２０８
ｄにてＴｅ´に相当する電流成分に変換し、これをトル
ク外乱補償信号ｉ１（Ｔｅ）として、前記加算器２１６
に入力する。これにより、理論的には、トルク外乱がモ
ータ速度出力に及ぼす影響を除去できる。しかし、後述
するように、実際にはトルク定数Ｋｍ又は慣性モーメン
トＪｍが変動するため、これらを一定値に固定したので
は、外乱トルクＴｅの推定に誤差が生じ、モータやテー
プ速度が変動してしまうことになる。そこで、トルク定
数修正手段２１０と負荷慣性モーメント修正手段２１２
により、モータ１１２の回転位相角θと負荷の状態に応
じ、各モデル２０８ａ、ｂのＫｍとＪｍを可変設定し、
トルク外乱を高い精度で推定するようにしているのであ
る。

【００２８】このようにして推定された外乱トルク推定
値Ｔｅ´に応じて補正された電流指令ｉ１＊がモータド
ライバ２０６に入力される。モータドライバ２０６は、
図３に示すように、３相ブラシレスモータの各相Ａ、Ｂ
、Ｃと電源Ｖｓ間に挿入されたスイッチング素子を有す
る相電流分配手段２０６ａと、これらのスイッチング素
子の制御信号を生成する相電流分配制御手段２０６ｂを
含んで構成されている。相電流分配制御手段２０６ｂは
、基準位相検出器１２６からモータの基準位相検出パル
ス２２０を入力し、キャプスタンモータ１１２の回転位
相θの変化に合わせて、電流を通流する相の切り替えと
通流位相の制御をするとともに、電流指令ｉ１＊に応じ
たレベルのモータ電流をキャプスタンモータ１１２に流
すように、スイッチング素子を制御する。このようにし
て、キャプスタンモータ１１２の速度が高い精度で一定
に制御され、ひいてはテープの走行速度も高い精度で一
定に保持される。

【００２９】一方、シリンダモータの制御装置において
も、システムコントローラ２０２から出力される速度指
令ω２＊と速度検出器１２０で検出される検出速度ω２
との偏差Δω２が加算器２４４において求められ、速度
制御手段２３４においてその偏差Δω２を除去するに必
要なモータの電流指令ｉ２が演算される。この電流指令
ｉ２に加算器２４６においてトルク外乱補償信号ｉ２（
Ｔｅ）による補正がなされ、この補正された電流指令ｉ
２＊がモータドライバ２３６に入力される。モータドラ
イバ２３６は、基準位相検出器１２８からモータの基準
位相検出パルス２２２を入力し、シリンダモータ１１６
の回転位相変化に合わせて電流の相切り替え等の制御を
するとともに、電流指令ｉ２＊に応じたモータ電流を流
すように制御する。なお、モータドライバ２３６、トル
ク外乱補償手段２３８、トルク定数修正手段２４２は、
キャプスタンモータ１１２の場合と同様の構成であるこ
とから、説明を省略する。このようにして、トルク外乱
がモータ速度に及ぼす影響が除去され、シリンダ１０６
の回転速度の変動が除去され、テープ１０４との相対速
度が高い精度で一定に制御される。

【００３０】次に、本発明の特徴部に係るトルク定数修
正手段２１０、２４２及び負荷慣性モーメント修正手段
２１２の詳細構成を説明する。まず、キャプスタンモー
タ１１２を例にして、モータ固有のトルク変動と、テー
プ走行系の慣性モーメント変化に起因する速度変動につ
いて詳細に説明する。本実施例のキャプスタンモータ１
１２は、永久磁石などからなる界磁極を８極有し、これ
に対向させて３相のコイルを２組配した構成の、３相８
極６コイル１２０度通電方式のブラシレスモータであり
、ＶＴＲの駆動モータとして広く用いられている。

【００３１】このようなブラシレスモータの相電流、相
電圧、発生トルクの関係のタイムチャートを図４に示す
。図示のように、各相Ａ、Ｂ、Ｃの各コイルには、同図
（ａ）〜（ｃ）に示す周知のパターンに従って、相電流
Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃが通流される。つまり、各相Ａ、Ｂ、
Ｃの相電流は、同図（ｄ）に示した電気角で６０度ごと
に発生される基準位相検出パルス２２０（本実施例では
、相電流切り替え信号に一致する。）に基づいて、電気
角で１２０度づつ互いに位相をずらし、かつ周期的に正
負１２０度（６コイルのモータでは機械角で１５度）の
間、前述のドライバ２０６のスイッチング素子の働きに
より切り替えられる。このとき、各相のコイルに誘起さ
れる電圧（コイル端とコイル中性点との電位差）Ｖａ、
Ｖｂ、Ｖｃは、コイルが叉交する界磁の磁束密度が回転
子の回転応じて正弦波状に変化するため、図４（ｅ）に
示したように正弦波状になり、高い周波数のトルクリッ
プルが発生する。

【００３２】ところで、モータの発生するトルクＴは、
電力Ｐを回転速度ωで割ったものであるから、次式１の
関係が成り立つ。

【００３３】

【数１】Ｔ＝Ｐ／ω＝（Ｉａ・Ｖａ＋Ｉｂ・Ｖｂ＋Ｉｃ
・Ｖｃ）／ω いま、Ａ相とＢ相とが同時に通電状態にあり、かつＩａ
＝　Ｉｃｏｎｓｔ、Ｉｂ＝　−Ｉｃｏｎｓｔとすると

【
００３４】

【数２】Ｔ　＝　Ｉｃｏｎｓｔ（Ｖａ−Ｖｂ）／ωとい
う関係式が成り立つ。ここでＩｃｏｎｓｔは定数、回転
速度ωも一定であるとすると、トルクＴは（Ｖａ−Ｖｂ
）に比例した変動パターンを持つことになる。

【００３５】ここで位相角をθとし、相電圧の波高値を
Ｖｏ、相電圧の平均をＶｍとすると、Ｖａ，Ｖｂはそれ
ぞれ次式３になり、上式２は次式４になる。

【００３６】

【数３】Ｖａ＝Ｖｏｓｉｎθ＋Ｖｍ、Ｖｂ＝Ｖｏｓｉｎ（θ−１２０°）＋Ｖｍ

【００３７】

【数４】Ｔ＝Ｉｃｏｎｓｔ／ω・Ｖｏ｛ｓｉｎθ−ｓｉ
ｎ（θ−１２０°）｝ここで、３０°≦θ≦９０゜とする。

【００３８】一方、トルクＴは電流Ｉに比例するから、
その比例定数をトルク定数Ｋとすれば、次式５により表
せる。

【００３９】

【数５】Ｔ＝Ｋ・Ｉところで、電流ＩはＩｃｏｎｓｔで一定であることから
、数式４と５から、数式６が成立することになる。

【００４０】

【数６】Ｋ＝Ｖｏ／ω・｛ｓｉｎθ−ｓｉｎ（θ−１２
０°）｝ここで、３０°≦θ≦９０°とする。

【００４１】図４に示した、その他の５つの通電組合せ
状態についても同様の関係になり、結局、モータの発生
トルクは同図（ｆ）に示すように変動する。すなわち、
一定の電流指令（Ｉｃｏｎｓｔ）を与えても、モータの
回転位相の変化に伴う磁束叉交数の変化によって、発生
トルクが時間と共に変動することになり、これによって
モータの速度、ひいてはテープ走行速度が変動する。情
報記録密度の高度化に伴い、そのようなトルクリップル
を精度よく抑制することが要望される。なお、発生トル
クの変動は、上式６から、トルク定数Ｋが変動すると考
えることができる。

【００４２】そこで、トルク定数修正手段２１０により
、上述の特性を利用してモデルのトルク定数Ｋｍを変更
設定するようにしたのである。図５に、トルク定数修正
手段２１０の一実施例の詳細ブロック構成図を示す。図において、トルク定数データテーブル２１０ａには、
図４（ｆ）のトルク変動パターンに基づいて定められた
トルク定数Ｋｍの変更設定データが位相角に対応させて
格納されている。回転位相検出手段２１０ｂは、基準位
相検出パルス２２０とＦＧパルスを入力し、基準位相か
らのモータ１１２の回転位相角θを検出する。トルク定
数演算手段２１０ｃは、検出された回転位相角θに対応
するトルク定数Ｋｍを前記テーブル２１０ａから読み出
し、モータトルクモデル２０８ａのトルク定数Ｋｍを変
更設定させる。

【００４３】ここで、図６を用いてトルク定数データテ
ーブル２１０ａのデータ内容の一実施例を説明する。ま
ず、図６（ａ）はトルク定数の変動パターンを示し、図
４にて説明したように、磁極とコイルの配置構成によっ
て定まる。３相８極６コイルのブラシレスモータの場合
は、電気角で６０°ごとに同一のパターンで変動する。また、その変動は相電流切り替え周期に対応している。そこで、本実施例は、相電流切り替え信号に相当する基
準位相検出パルス２２０を基準とし、位相角で６０°幅
に対応したトルク定数データをテーブル２１０ａに格納
し、基準位相検出パルス２２０よりも十分に間隔が短い
ＦＧパルスによりモータ１１２の回転位相角θの変化を
検出し、この検出位相角に対応するトルク定数Ｋｍをテ
ーブル２１０ａから読み出すようにしたのである。つま
り、基準位相検出パルス２２０を基準位置とし、その時
点から検出されたＦＧパルス数をカウントして、モータ
の回転位相角を検出する。いま、キャプスタンモータ１
１２のＦＧ１２７の磁極数が７２０個とすると、３相８
極６コイルのブラシレスモータ１回転の相電流切り替え
数は２４回であるため、電気角で６０度の期間では１５
個のＦＧパルスが検出できる。したがって、電気角で４
度毎にトルク定数Ｋｍの設定データをテーブル２１０ａ
に設定格納しておけば、モータトルクモデル２０８ａの
トルク定数Ｋｍを、モータ１１２の回転位置に応じた値
に変更設定可能である。なお、テーブル２１０ａにトル
ク定数Ｋｍを直接格納するようにしてもよいが、モータ
のトルク定数Ｋｍを計算するのに用いるパラメータの形
で格納するようにすることができる。図６（ｂ）は、こ
のような考え方により構成したトルク定数データテーブ
ル２１０ａの例である。また、ＦＧパルスに変えてこれ
よりも周期の短いクロックパルス等を用いれば、位相検
出の精度を向上させることが可能である。

【００４４】図６（ｂ）に示したトルク定数データテー
ブル２１０ａでは、トルク定数Ｋｍの計算のためにパラ
メータαを導入している。ここで、αは前記式５の　ｓ
ｉｎθ−ｓｉｎ（θ−１２０°）に相当する。但し、３
０°≦θ≦９０°であるから、１．５≦α≦１．７３で
ある。また、図６（ａ）で、Ｋｍｉｎはθが基準位相（
この場合は、３０°）のときのトルク定数とすると、式
５から、Ｋｍｉｎ＝１．５・Ｖｏ／ωとなる。ここで、
Ｖｏ／ωを一定とすると、３０°≦θ≦９０°における
トルク定数Ｋｍは、数式７で表せる。

【００４５】

【数７】Ｋｍ＝１．５αＫｍｉｎそこで、図６（ｂ）のテーブルでは、ＦＧパルス数のカ
ウント値に対応させて、４度ごとのαの値が格納されて
いる。そして、トルク定数演算手段２１０ｃは、ＦＧパ
ルス数に対応するαを読み出し、これと予め設定されて
いるＫｍｉｎから、式７に従ってトルク定数Ｋｍを計算
により求めて出力する。なお、本来、Ｋｍｉｎは回転速
度ωの関数であるが、通常ＶＴＲの録画、再生時におけ
るテープ走行速度は一定であるから、Ｋｍｉｎを一定値
としても差し支えない。

【００４６】図６のテーブルを用いる方法に代えて、簡
単な計算式で回転電気角からトルク定数Ｋｍを設定する
方法を図７，８に示す。図７は、図６（ａ）の曲線を三
角形近似したものであり、αは次式８により求める。な
お、ｎはＦＧパルス数である。

【００４７】

【数８】α＝１．５３＋０．０３・ｎ　　（但し、０≦
ｎ≦７）α＝１．５３＋０．０３（１５−ｎ）　　（但
し、８≦ｎ≦１５）図８は、台形近似したものであり、
αは次式９により求める。

【００４８】

【数９】α＝１．５１＋０．０５・ｎ　　（但し、０≦
ｎ≦４）α＝１．７１　　　　　　　　　　　　（但し
、５≦ｎ≦１０）α＝１．５１＋０．０５（１５−ｎ）
　　（但し、１１≦ｎ≦１５）これらの近似手段を用い
ることでメモリを節約することができる。

【００４９】このようにして、キャプスタンモータ１１
２固有の高い周波数のトルク変動に合わせて、モータト
ルクモデル２０８ａを可変設定できるから、トルク外乱
Ｔｅの推定精度が向上することになる。

【００５０】一方、モータ負荷の回転速度ωから負荷入
力トルクを推定する負荷トルク逆モデル２０８ｂは、図
２に示すように、キャプスタンモータ１１２の回転速度
ω１を入力し、これに関数（Ｊｍ・ｓ＋Ｂ）を乗じて負
荷入力トルクを推定する。しかし、キャプスタンモータ
１１２の負荷には、テープを駆動する巻き取りリール１
０８が含まれるため、テープ巻き取り量の変化に伴って
負荷の慣性モーメントが変化するから、モデルの慣性モ
ーメントＪｍを固定したままでは、負荷入力トルクの推
定値に誤差が生ずる。そこで、負荷慣性モーメント修正
手段２１２により、負荷の慣性モーメントの変化に合わ
せてモデルの慣性モーメントＪｍを変更設定し、負荷入
力トルクの推定値の精度を高め、更にはトルク外乱推定
値の精度を向上させている。

【００５１】ここで、キャプスタンモータ１１２の負荷
慣性モーメントＪの変化について説明し、次にその変化
に合わせてモデルの負荷慣性モーメントＪｍを修正する
負荷慣性モーメント修正手段２１２における処理手順に
ついて説明する。図９にキャプスタンモータ１１２の負
荷構成の概念図を示す。図において、ｖ１１はテープ走
行速度、ω１はキャプスタンモータ１１２の回転角速度
、ｒ１はテープ駆動軸であるキャプスタンローラの半径
、ω１１は供給リール１０２の回転角速度、ｒ１１は供
給リール１０２のテープの巻き半径、ω１２は巻き取り
リール１０８の回転角速度、ｒ１２は巻き取りリール１
０８のテープの巻き付き半径である。図から判るように
、テープ巻き取り量の変化に伴い負荷慣性モーメントＪ
の変化が生じる。この慣性モーメントＪの変化パターン
は、前述したトルク定数Ｋとは異なり、きれいな数式と
しては表しにくい。しかし、使用するカセットテープの
長さが同じならば、テープの巻き取り量と負荷慣性モー
メントとの間には一義的な関係が成立する。そこで、図
１０に示すように、カセットテープの長さの種類と巻き
取りリールのテープの巻き半径ｒ１２に対するモデルの
慣性モーメントＪｍの関係を予め把握しておき、テープ
種類と巻き半径ｒ１２の変化を検出し、これに合わせて
慣性モーメントＪｍを可変設定するようにすればよい。

【００５２】その処理手順を図１１に示す。まず、ステ
ップ３０１から３０６において、テープの種類を検出す
る。テープの種類は一般にその長さを時間で表現し、１
２０分テープＳ１２０、９０分テープＳ９０等があり、
その種類に応じて供給リール１０２と巻き取りリール１
０８に巻き付いているテープの巻き付き面積の合計面積
Ｓが異なる。このテープの巻き付き面積Ｓは、次式１０
により求まる。

【００５３】

【数１０】Ｓ＝π（ｒ１１・Ｅ２＋ｒ１２・Ｅ２）ここ
で、Ｅ２は二乗を表す。

【００５４】一方、テープの巻き半径ｒ１１とｒ１２は
、次式１１の関係に基づいて求めることができる。すな
わち、テープ速度ｖ１１はキャプスタンモータ回転速度
ω１（単位ｒａｄ／ｓｅｃ）とキャプスタンローラ１１
０の軸半径ｒ１との積によって求まり、この速度ｖ１１
と任意の時点の供給リール回転速度ω１１と巻き取りリ
ール回転速度ω１２との関係から、ある瞬間のテープの
巻き半径ｒ１１とｒ１２が求められる。

【００５５】

【数１１】ｖ１１＝ｒ１・ω１ｒ１１・ω１１＝ｖ１１ｒ１２・ω１２＝ｖ１１よって、ｒ１１、ｒ１２は、ｒ１１＝ｒ１・ω１／ω１１ｒ１２＝ｒ１・ω１／ω１２このような関係に基づいてステップ３０１から３０３に
おいてテープ巻き付き面積Ｓを計算し、このＳ値と予め
設定されている判定基準値とをステップ３０４から３０
６にて比較し、この比較結果によりステップ３１０と３
１１でテープ長さの種類を判定する。そして、判定結果
のテープ種類と計算されたある瞬間のテープの巻き半径
ｒ１２に対応する慣性モーメントＪｍを図１０の関係に
したがって求める（ステップ３１２）。この処理は、図
１０に示した関係を、テープ巻き半径ｒ１２をアドレス
とするメモリにテーブル化して保持しておくことにより
、簡単に読みだすことができる。また、メモリ量節約の
ために、図１０の関係を折れ線近似して保持しておき、
計算により求めるようにしても実用上は差し支えない。このようにして求めた負荷慣性モーメントＪｍを負荷ト
ルク逆モデル２０８ｂに設定する（ステップ３１３）。なお、計算されたＳ値が設定されている基準値に一致す
るものがなかったら、慣性モーメントＪｍは平均的な値
に固定設定し、負荷慣性モーメント修正手段２１２の機
能を実質的に停止させる。

【００５６】これによって、負荷トルク逆モデル２０８
ｂの関数がある瞬間の負荷慣性モーメントに応じたもの
に可変設定されるから、負荷の入力トルクを精度よく推
定でき、その結果トルク外乱の推定精度が向上する。

【００５７】上述したように、モータトルクモデル２０
８ａのトルク定数Ｋｍをキャプスタンモータ１１２固有
の周波数の高いトルク変動に合わせて可変設定するとと
もに、負荷トルク逆モデル２０８ｂの負荷慣性モーメン
トＪｍをテープの巻き付き量に応じて可変設定するよう
にしたことから、図２の加算器２０８ｅにより求められ
るトルク外乱推定値Ｔｅ´の精度が高くなる。

【００５８】この推定値Ｔｅ´は、ローパスフィルタ２
０８ｃによりフィルタ処理される。このフィルタはノイ
ズ及びサンプリングの影響を減少させるためのものであ
る。すなわち、このフィルタ２０８ｃを設けなければ、
制御ループを一巡する間の時間遅れの影響や、速度検出
器１２２等のエンコーダの精度の限界等から、高周波領
域でトルク外乱推定値Ｔｅ´が不正確となる。そこで、
ローパスフィルタ２０８ｃにより高周波領域のホワイト
ノイズを除去する他、高周波領域でトルク外乱推値の感
度を一定の範囲で落とすために設けたものである。この
ことから、ローパスフィルタ２０８ｃの時定数は、制御
のためのサンプリング周波数の二分の一以上の高周波数
領域を除去し、かつできるだけ高い周波数帯域までトル
ク外乱推定量が利用できるように設定することが望まし
い。例えば、ローパスフィルタ２０８ｃの時定数はサン
プリング周期の少なくとも２倍以上とする必要がある。

【００５９】このようにしてフィルタ処理されたトルク
外乱推定値Ｔｅ´は、図２のモータトルク逆モデル２０
８ｄにて電流指令の次元のトルク外乱補償値ｉ１（Ｔｅ
）に変換され、加算器２１６にて電流指令ｉ１から減算
され、トルク外乱Ｔｅ分が除去される。

【００６０】図２の実施例では、粘性定数Ｂの修正手段
を設けていないから、負荷逆モデル２０８ｂのＢは定数
である。これは、テープを負荷とする速度制御装置では
粘性に比べて慣性の方がはるかに大きな影響を与えるこ
とが確認されていることによる。また、粘性定数の変わ
り方が未だ充分判明していないこともある。したがって
、粘性の方が大きな影響を与える制御対象、粘性の変化
の仕方がある程度わかる制御対象などでは粘性定数の修
正手段を設けることが望ましい。

【００６１】また、図２では制御系全体の時間遅れを極
力少なくするために、トルク外乱補償値ｉ１（Ｔｅ）を
電流指令ｉ１に与えるようにしたが、電圧指令が存在す
る制御系のときは、トルク外乱補償値を電圧指令の次元
に変換して与えるようにしても差し支えない。

【００６２】以上、キャプスタンモータ１１２のトルク
外乱補償手段２０８について説明したが、シリンダモー
タ１１６のトルク外乱補償手段２３８の構成も基本的に
は同一である。ただし、前述したように、シリンダモー
タは常に一定の速度で回転するため、負荷慣性モーメン
トＪの変化が無いことに鑑み、負荷トルク逆モデルが固
定設定される点で異なる。また、モータの回転位相角を
検出するために、ＦＧパルスを利用する方法について説
明したが、シリンダモータ１１６は電流切り替え信号（
電気角６０度ピッチ）を十分に細かく分割できるだけの
ＦＧ磁極数を備えていない。そこで、ＦＧパルスの代わ
りに水晶発振器２５０から出力されるクロックパルスＣ
Ｐを用い、相電流切り替え信号からの経過時間をクロッ
クパルスの計数値により求めるようにする。また、ＶＴ
Ｒの場合は、磁気ヘッドで検出する水平同期信号と垂直
同期信号を回転位相角検出手段として用いることもでき
る。

【００６３】上述したように、本実施例によれば、モー
タの磁極とコイルの構成から生ずる固有の高い周波数の
トルク変動成分を除去できるため、磁気テープ走行速度
又はシリンダ回転速度の変動を防止できる。その結果、
ＶＴＲの画質や音質を向上できる。更に、磁気テープの
巻き取り量の変化にともなう負荷慣性モーメントの変化
から生ずるトルク変動を除去できるため、磁気テープ走
行速度の変動を一層防止できる。

【００６４】なお、上記実施例では、キャプスタンモー
タ１１２の速度制御では、トルク定数修正手段２１０と
負荷慣性モーメント修正手段２１２の両方を設けたもの
を示したが、いずれか一方のみであっても、程度に応じ
てトルク変動を防止できる。

【００６５】また、トルク外乱を学習制御する方法に比
べ、構成が簡単になるばかりでなく、学習のための時間
遅れが存在せず、しかも外乱を抑制するためのアルゴリ
ズムが非常に簡単で演算時間が短いことから、周波数の
高い外乱成分をも抑制できる。

【００６６】特に小型、軽量のビデオムービーは高い記
録密度が要求されるから、モータのトルク変動及び負荷
慣性モーメントの変動が画質と音質に与える影響が大き
いので、テープ及びシリンダ駆動モータの制御に適用し
て効果が著しい。

【００６７】また、ビデオムービーは旅行用などの用途
のため、より一層の小型化が望まれており、使用者が余
り重さを意識せずに持ち運ぶことのできる重さは、経験
的に５００グラム以下であるといわれている。一般に慣
性質量が小さくなるほど外乱に対する感度が増大するの
で、このように小さなビデオムービー用のモータ制御装
置に本発明を適用することで、据置型ＶＴＲと大差ない
程度の速度むら（０．２％以下）までテープの走行むら
を抑えることができ、超小型、軽量のビデオムービー用
モータ制御装置を、簡単、安価に提供できる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
まず、基本的には、従来と同様のトルク外乱補償手段に
よりモータ制御系に影響を及ぼすトルク外乱が抑制され
る。

【００６９】これに加え、本発明によれば、モータの回
転に伴うコイル磁束叉交数の変化に応じて変化する前記
モデルに含まれる制御パラメータが、モータの回転位相
角に応じて修正されるから、モータ固有の高い周波数の
トルクリップルに起因するトルク変動やトルク外乱を効
果的に抑制できる。この結果、磁気ヘッドを回転駆動す
るシリンダの回転速度又はテープ走行速度の変動を高い
精度で抑制できるから、高音質、高画質の音響機器や信
頼性の高い情報記録装置を実現できる。

【００７０】更に、テープ走行に伴って前記モデルの制
御パラメータが変化した場合に、テープ巻き取りリール
のテープ巻き付き量の変化の応じて第２の制御パラメー
タが変更されるから、モータ負荷の慣性モーメントが変
化することにより生ずるトルク外乱の推定誤差を低減で
きる。この結果、一層効果的にトルク外乱を抑制して、
テープ走行速度の変動を高い精度で抑制でき、高音質、
高画質の音響機器や信頼性の高い情報記録装置を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の主要部にかかる磁気テープ駆動装置の
一実施例の概念構成図である。

【図２】本発明の特徴部にかかるトルク外乱補償手段と
制御パラメータの修正手段を含む制御ブロック図である
。

【図３】図１実施例のモータドライバの詳細構成図であ
る。

【図４】３相ブラシレスモータのトルク変動を説明する
ための各部の動作波形図である。

【図５】トルク定数修正手段の一実施例の構成図である
。

【図６】トルク定数データテーブルの一実施例の説明図
である。

【図７】モータ回転位相角とトルク定数データの関係を
折れ線近似する場合の一実施例を示す図である。

【図８】図７実施例の変形例を示す図である。

【図９】キャプスタンモータの負荷慣性モーメントの変
化を説明する概念構成図である。

【図１０】巻き取りリールのテープ巻き付き半径と負荷
慣性モーメントの関係を示す図である。

【図１１】慣性モーメント修正手段の処理手順を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０２　　テープ供給リール１０４　　テープ１０６　　シリンダ１０８　　テープ巻き取りリール１１０　　キャプスタンローラ１１２　　キャプスタンモータ１１４　　動力伝達機構１１６　　シリンダモータ１１８，１２０，１２２，１２４　　速度検出器１２６
，１２８　　基準位相検出器２０２　　システムコントローラ２０４，２３４　　速度制御手段２０６，２３６　　モータドライバ２０８，２３８　　トルク外乱補償手段２１０，２４２
　　トルク定数修正手段２１２　　負荷慣性モーメント
修正手段２０８ａ　　モータトルクモデル２０８ｂ　　負荷トルクモデル２０８ｃ　　フィルタ２０８ｄ　　モータトルク逆モデル２１０ａ　　トルク定数データテーブル２１０ｂ　　回
転位相検出手段２１０ｃ　　トルク定数演算手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　カセットテープレコーダを駆動するモ
ータの検出速度を指令速度に一致させるようにモータの
制御量を調節する速度制御手段と、前記制御量の指令値
と前記検出速度とを入力し、前記モータと該モータの負
荷を模擬してなるモデルに基づいてトルク外乱の推定値
を求め、該トルク外乱推定値を打ち消すように前記制御
量の指令値を補正するトルク外乱補償手段と、前記モー
タの回転に伴うコイル磁束叉交数の変化に応じて変化す
る前記モデルに含まれる制御パラメータの変更データを
有し、前記モータの回転位相角の検出値を入力し、該検
出値に対応する前記制御パラメータの変更データを求め
て前記モデルの制御パラメータを変更する制御パラメー
タ修正手段と、を含んでなるカセットテープレコーダの
モータ制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記トルク外乱補償手
段が、前記制御量の指令値を入力し、予め設定された前
記モータの制御量と発生トルクとの相関関数に基づいて
、前記モータの発生トルク推定値を求めるモータトルク
モデルと、前記検出速度を入力し、予め設定された前記
モータの速度と負荷の入力トルクとの相関関数に基づい
て、負荷の入力トルク推定値を求める負荷トルク逆モデ
ルと、前記各トルク推定値の差を入力し、予め設定され
た前記モータの制御量と発生トルクとの相関関数に基づ
いて、前記トルク推定値の差を打ち消すに必要なモータ
の制御量の補正値を求めるモータトルク逆モデルを有し
、この補正値により前記制御量の指令値を補正する速度
補正手段とを含んでなること、を特徴とするカセットテ
ープレコーダのモータ制御装置。
【請求項３】　　請求項１において、前記トルク外乱補
償手段が、前記制御量の指令値を入力し、該制御量指令
値に予め設定されたトルク定数を乗じて前記モータの発
生トルク推定値を求めるモータトルクモデルと、前記検
出速度を入力し、予め設定された前記モータの負荷慣性
モーメントを含んでなる負荷入力トルクと速度との相関
関数に基づいて、前記検出速度に対応する負荷入力トル
ク推定値を求める負荷トルク逆モデルと、前記各トルク
推定値の差を入力し、該差を前記トルク定数で除して前
記モータの制御量の補正値を求めるモータトルク逆モデ
ルを有し、該補正値を前記制御量の指令値に加算する速
度補正手段とを含んでなり、前記制御パラメータ修正手
段が、前記モータの回転位相角を検出する回転位相角検
出手段と、前記モータの回転位相角に対応させてトルク
定数の変更データが記憶された記憶手段と、該記憶手段
の内容に基づいて前記検出された回転位相角に対応する
トルク定数の変更データを求め、該変更データに合わせ
て前記モータトルクモデルと前記モータトルク逆モデル
のトルク定数を変更するトルク定数修正手段とを含んで
なること、を特徴とするカセットテープレコーダのモー
タ制御装置。
【請求項４】　　請求項３において、前記トルク外乱補
償手段が、前記トルク推定値の差を処理するローパスフ
ィルタを含んでなり、該ローパスフィルタの時定数が前
記モデルの入力データのサンプリング周期の２倍以上に
設定されたこと、を特徴とするカセットテープレコーダ
のモータ制御装置。
【請求項５】　　請求項３において、前記回転位相角検
出手段が、前記モータの相電流切り替え信号を基準位相
角とし、所定周期のパルスを計数して前記モータの回転
位相角を検出するものとされ、前記記憶手段が、前記パ
ルスの計数値に対応させてトルク定数の変更データが設
定されてなること、を特徴とするカセットテープレコー
ダのモータ制御装置。
【請求項６】　　請求項５において、前記所定周期のパ
ルスが、前記モータに連結されたロータリーエンコーダ
から出力されるパルスであることを特徴とするカセット
テープレコーダのモータ制御装置。
【請求項７】　　請求項３において、前記モータが磁気
ヘッドを回転駆動するシリンダモータであり、前記回転
位相角検出手段が、前記磁気ヘッドにより検出される磁
気テープに記録された水平同期信号と垂直同期信号を計
数して前記モータの回転位相角を検出するものとされ、
前記記憶手段が、前記水平同期信号と垂直同期信号の計
数値に対応させてトルク定数の変更データが設定されて
なること、を特徴とするカセットテープレコーダのモー
タ制御装置。
【請求項８】　　請求項３，４，５，６，７のいずれか
において、前記記憶手段に記憶されたトルク定数の変更
データが、モータの回転位相角とトルク定数の変更デー
タとを対照してなるテーブルとして記憶されたこと、を
特徴とするカセットテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項９】　　請求項３，４，５，６，７のいずれか
において、前記記憶手段に記憶されたトルク定数の変更
データが、モータの回転位相角とトルク定数との関係を
折れ線近似してなる関数データであること、を特徴とす
るカセットテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項１０】　　カセットテープレコーダのテープ巻
き取りリールを駆動するモータの検出速度を指令速度に
一致させるようにモータの制御量を調節する速度制御手
段と、前記制御量の指令値と前記検出速度とを入力し、
前記モータと該モータの負荷を模擬してなるモデルに基
づいてトルク外乱の推定値を求め、該トルク外乱推定値
を打ち消すように前記制御量の指令値を補正するトルク
外乱補償手段と、前記テープ巻き取りリールのテープ巻
き付き量を検出するテープ巻き付き量検出手段と、テー
プ巻き付き量に対応させて負荷慣性モーメントの変更デ
ータが記憶された記憶手段と、該記憶手段の内容に基づ
いて前記検出されたテープ巻き付き量に対応する負荷慣
性モーメントの変更データを求め、該変更データに合わ
せて前記負荷トルク逆モデルの負荷慣性モーメントを変
更する慣性モーメント修正手段と、を含んでなるカセッ
トテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項１１】　　請求項１０において、前記トルク外
乱補償手段が、前記制御量の指令値を入力し、該制御量
指令値に予め設定されたトルク定数を乗じて前記モータ
の発生トルク推定値を求めるモータトルクモデルと、前
記検出速度を入力し、予め設定された前記モータの負荷
の慣性モーメントを含んでなる負荷トルクと速度との相
関関数に基づいて、前記検出速度に対応する負荷の入力
トルク推定値を求める負荷トルク逆モデルと、前記各ト
ルク推定値の差を入力し、該差を前記トルク定数で除し
て前記モータの制御量の補正値を求めるモータトルク逆
モデルを有し、該補正値を前記制御量指令値に加算する
速度補正手段とを含んでなること、を特徴とするカセッ
トテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項１２】　　請求項１１において、前記トルク外
乱補償手段が、前記トルク推定値の差を処理するローパ
スフィルタを含んでなり、該ローパスフィルタの時定数
が前記モデルの入力データのサンプリング周期の２倍以
上に設定されたこと、を特徴とするカセットテープレコ
ーダのモータ制御装置。
【請求項１３】　　請求項１０，１１，１２のいずれか
において、前記巻き取りリールを駆動するモータがキャ
プスタンローラを駆動するキャプスタンモータを兼ねて
いることを特徴とするカセットテープレコーダのモータ
制御装置。
【請求項１４】　　請求項１０において、前記テープ巻
き付き量検出手段が、テープ供給リールの検出速度とテ
ープ巻き取りリールの検出速度とキャプスタンローラ駆
動モータの検出速度とに基づいて、前記供給リールと巻
き取りリールのテープの巻き付き径を演算により求める
手段を有してなり、前記記憶手段が、使用テープの長さ
の種類ごとに、テープ巻き付き量に対応させて負荷慣性
モーメントの変更データが記憶されてなり、前記慣性モ
ーメント修正手段が、前記両リールの求めたテープ巻き
付き径から使用テープの種類を判定し、該判定された種
類に対応する慣性モーメントの変更データを求めるもの
であること、を特徴とするカセットテープレコーダのモ
ータ制御装置。
【請求項１５】　　請求項１４において、前記記憶手段
に記憶された慣性モーメントの変更データが、テープ巻
き取りリールのテープ巻き付き径と慣性モーメントとを
対照してなるテーブルとして記憶されたこと、を特徴と
するカセットテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項１６】　　請求項１４において、前記記憶手段
に記憶された慣性モーメントの変更データが、各テープ
種類ごとに、テープ巻き取りリールのテープ巻き付き径
と慣性モーメントとの関係を折れ線近似してなる関数デ
ータであること、を特徴とするカセットテープレコーダ
のモータ制御装置。
【請求項１７】　　カセットテープレコーダのテープ巻
き取りリールを駆動するモータの検出速度を指令速度に
一致させるようにモータの制御量を調節する速度制御手
段と、前記制御量の指令値と前記検出速度とを入力し、
前記モータと該モータの負荷を模擬してなるモデルに基
づいてトルク外乱の推定値を求め、該トルク外乱推定値
を打ち消すように前記制御量の指令値を補正するトルク
外乱補償手段と、前記モータの回転に伴うコイル磁束叉
交数の変化に応じて変化する前記モデルに含まれる第１
制御パラメータの変更データを有し、前記モータの回転
位相角の検出値を入力し、該検出値に対応する前記第１
の制御パラメータの変更データを求めて前記モデルの第
１の制御パラメータを変更する第１の制御パラメータ修
正手段と、前記テープ巻き取りリールのテープ巻き付き
量の変化の応じて変化する前記モデルに含まれる第２の
制御パラメータの変更データを有し、前記テープ巻き付
き量の検出値を入力し、該検出値に対応する前記第２の
制御パラメータの変更データを求めて前記モデルの第２
の制御パラメータを変更する第２の制御パラメータ修正
手段と、を含んでなるカセットテープレコーダのモータ
制御装置。
【請求項１８】　　請求項１７において、前記トルク外
乱補償手段が、前記制御量の指令値を入力し、該制御量
指令値に予め設定されたトルク定数を乗じて前記モータ
の発生トルク推定値を求めるモータトルクモデルと、前
記検出速度を入力し、予め設定された前記モータの負荷
の慣性モーメントを含んでなる負荷トルクと速度との相
関関数に基づいて、前記検出速度に対応する負荷の入力
トルク推定値を求める負荷トルク逆モデルと、前記各ト
ルク推定値の差を入力し、該差を前記トルク定数で除し
て前記モータの制御量の補正値を求めるモータトルク逆
モデルを有し、該補正値を前記制御量指令値に加算する
速度補正手段とを含んでなり、前記第１の制御パラメー
タ修正手段が、前記モータの回転位相角を検出する回転
位相角検出手段と、前記モータの回転位相角に対応させ
てトルク定数の変更データが記憶された第１の記憶手段
と、該第１の記憶手段の内容に基づいて前記検出された
回転位相角に対応するトルク定数の変更データを求め、
該変更データに合わせて前記モータトルクモデルと前記
モータトルク逆モデルのトルク定数を変更するトルク定
数修正手段とを含んでなり、前記第２の制御パラメータ
修正手段が、前記テープ巻き取りリールのテープ巻き付
き量を検出するテープ巻き付き量検出手段と、テープ巻
き付き量に対応させて負荷慣性モーメントの変更データ
が記憶された第２の記憶手段と、該第２の記憶手段の内
容に基づいて前記検出されたテープ巻き付き量に対応す
る負荷慣性モーメントの変更データを求め、該変更デー
タに合わせて前記負荷トルク逆モデルの負荷慣性モーメ
ントを変更する慣性モーメント修正手段とを含んでなる
こと、を特徴とするカセットテープレコーダのモータ制
御装置。
【請求項１９】　　請求項１８において、前記巻き取り
リールを駆動するモータがキャプスタンローラを駆動す
るキャプスタンモータを兼ねていることを特徴とするカ
セットテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項２０】　　請求項１８において、前記トルク外
乱補償手段が、前記トルク推定値の差を処理するローパ
スフィルタを含んでなり、該ローパスフィルタの時定数
が前記モデルの入力データのサンプリング周期の２倍以
上に設定されたこと、を特徴とするカセットテープレコ
ーダのモータ制御装置。
【請求項２１】　　請求項１８において、前記回転位相
角検出手段が、前記モータの相電流切り替え信号を基準
位相角とし、所定周期のパルスを計数して前記モータの
回転位相角を検出するものとされ、前記第１の記憶手段
が、前記パルスの計数値に対応させてトルク定数の変更
データが設定されてなり、前記テープ巻き付き量検出手
段が、テープ供給リールの検出速度とテープ巻き取りリ
ールの検出速度とキャプスタンローラ駆動モータの検出
速度とに基づいて、前記供給リールと巻き取りリールの
テープの巻き付き径を演算により求める手段を有してな
り、前記第２の記憶手段が、使用テープの長さの種類ご
とに、テープ巻き付き量に対応させて負荷慣性モーメン
トの変更データが記憶されてなり、前記慣性モーメント
修正手段が、前記両リールの求めたテープ巻き付き径か
ら使用テープの種類を判定し、該判定された種類に対応
する慣性モーメントの変更データを求めるものであるこ
と、を特徴とするカセットテープレコーダのモータ制御
装置。
【請求項２２】　　請求項２１において、前記第２の記
憶手段に記憶された慣性モーメントの変更データが、テ
ープ巻き取りリールのテープ巻き付き径と慣性モーメン
トとを対照してなるテーブルとして記憶されたこと、を
特徴とするカセットテープレコーダのモータ制御装置。
【請求項２３】　　請求項２１において、前記第２の記
憶手段に記憶された慣性モーメントの変更データが、各
テープ種類ごとに、テープ巻き取りリールのテープ巻き
付き径と慣性モーメントとの関係を折れ線近似してなる
関数データであること、を特徴とするカセットテープレ
コーダのモータ制御装置。
【請求項２４】　　請求項１，２，３のいずれかに記載
のモータ制御装置により駆動されるヘリカルスキャン型
カセットテープレコーダのシリンダモータを具備してな
るビデオテープレコーダ。
【請求項２５】　　請求項１０，１１，１２，１７，１
８のいずれかに記載のモータ制御装置を具備し、該装置
により駆動されるキャプスタンモータを有してなること
を特徴とするカセットテープレコーダ。
【請求項２６】　　請求項１，２，３のいずれかに記載
のモータ制御装置により駆動されるヘリカルスキャン型
のシリンダモータを有し、かつ請求項１０，１１，１２
のいずれかに記載のモータ制御装置により駆動されるキ
ャプスタンローラ及びテープ巻き取りリールを有してな
ることを特徴とするビデオテープレコーダ。
【請求項２７】　　重量が５００グラム以下で、テープ
走行むらが０．２％以内を実現してなる超小型カメラ一
体型ＶＴＲ。