JPS58103885A - 回転体の制御方法 - Google Patents

回転体の制御方法

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JPS58103885A
JPS58103885A JP56203342A JP20334281A JPS58103885A JP S58103885 A JPS58103885 A JP S58103885A JP 56203342 A JP56203342 A JP 56203342A JP 20334281 A JP20334281 A JP 20334281A JP S58103885 A JPS58103885 A JP S58103885A
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voltage
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Hiroyuki Takimoto
滝本 宏之
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/18Controlling the angular speed together with angular position or phase
    • H02P23/186Controlling the angular speed together with angular position or phase of one shaft by controlling the prime mover
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/90Specific system operational feature
    • Y10S388/901Sample and hold
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/915Sawtooth or ramp waveform generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

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】 本発明は回転体の制御方法に関し、特に回転体の起動直
後における回転体の制御方法の改良に関する。
以下、本発明を磁気録画再生装置を例に説明する。
第1図は磁気録画再生装置(以下VTRという)におい
て、回転体であるドラムの従来の制御装置の一例を示す
図である。lは磁気テース2は映像信号を記録再生する
磁気ヘッド、3は磁気ヘッド2を保有する回転ドラム、
4はドラム3を駆動するモータ、5はモータ4に組込ん
だ位相検出用マグネット(以下PGマグネットという)
、6はPGマグネット5の位置を検出発生する周波数発
電器、8は映像信号が入力される端子、9は垂直同期信
号を映像信号から分離する垂直同期分離回路、10は映
像信号の記録時に垂直同期分離回路9によって分離され
た垂直同期信号をコントロール信号として記録し映像信
号の再生時Kmコントロール信号を再生するコントロー
ルヘッド、ll#′i該コントロール信号が記録される
コントロールトラック、12゜13は記録−再生切換ス
イッチ、14は矩形波形成回路、15d台形波形成回路
、16はパルス波発生回路賜17は遅延回路、18は充
放電回路、xci、zoはサンプルホールド回路、21
はサンプルホールド回路19及び20の出力を適度に合
成し増幅する制御増幅器である。
第2図は第1図における(&)〜(j)各部の波形図で
ある。以下動作の説明をする。まず速度制御系は周波数
発電器7の出力(alがパルス波発生回路16に入力さ
れ、(a)に同期したパルス信号(blをパルス波発生
回路が出力する。パルス信号(b)はサンプルホールド
回路20にサンプリングパルスとして入力され、また遅
延回路17に入力される。遅延回路17の出力である遅
延パルス(C)は充放電回路に放電のトリガ(刺激信号
)パルスとして加えられる。充放電囲路18は充電用の
電流源及びコンデンサとトリガパルス(C1の入力時に
放電される放電回路とで成っている。
次に充放電回路の出力(d)はサンプルホールド回路2
0に加えられ上記のパルス信号(blによってサンプリ
ングされる0そしてサンプルホールド回路20の出力+
6)は誤差電圧として制御増幅器21に入力される。
次に位相制御系について説明する。PGヘッド6はモー
タ4に同期したパルス信号(以下PGパルスという)(
f)を出力し矩形波形成回路14に入力される。矩形波
形成回路14はPGパル同期した台形[(hlを出力し
、台形波はサンプルホールド回路19に入力される。一
方映fI!信号から垂直同期分離回路声で分離した垂直
同期信号は、映鐵信号の配録時においてはコントロール
ヘッド10を介して磁気テープl上のコントロールトラ
ンク11にコントロール信号として記録されると共に、
サンプリングパルス(ilとしてサンプルホールド回路
19に入力される。また映像信号の再生時においてはコ
ントロールトラック11より上記の如く配録されたコン
トロール信号を再生し、該再生されたコントロール信号
をサンプリングパルス(ilとしてサンプルホールド回
路19に入力する。サンプルホールド回路19では台形
波+h)が前述のサンプリングパルス(itでサンプリ
ングされる。そしてサンプルホールド回路19の出力は
制御増幅器21に入力される。
第3図は第1図に示した制御装置の要部でおる制御増幅
器21の一従来例を示す回路図である。第3図において
、A4−A3はオペアンプ、R2R3及び馬は抵抗、Q
はトランジスタ、■、はオペアンプ人、の出力電圧、■
!はオペアンプA!の出力電圧である。〜はトランジス
タQ及び抵抗んで構成されるエミッタフォロワを介して
モータ4に印加される出力電圧であシ、モータ4は第1
図に示したものと同一である。
(以下Vsで示す)として、サンプルホールド。
回路19の出力(j)は位相制御電圧(以下Vpで示す
)として、それぞれ端子22.23に入力される。端子
25には定電圧Vccが、端子26にはこの定電圧Vc
cの半分の定電圧−Vccが加えられている。第4図は
ドラム3の回転数(以下Nで示す)とVsの関係を示す
特性図である。ドラム3が所定の回転数(以下N0で示
す)で回転している時にはVsは1/2■弱 となる様
に設定しである。また第5図はドラム3の回転位相と基
準信号である前述の垂直同期信号また社再生されたコン
トロール信号との位相差(以下θで社)と■呻関係を示
す特性図である。第4図においてC0で示したのはni
j記位相位相差定の位相差(以下θ。で示す)になって
いる時を示し、その時Vpは1/2Vccになるように
設定されている。更にモータ4は印加電圧がl/2VC
cであるときN、とまるように設定されている。ことで
VlijViとVpによって次式で与えられる。
1 v、 = 、T、 t (R+爬) ■S” (” ”
 鳥) Vp−2・Vcc (kiq +k ) )・
・・・・・・・・(1) だけ速くなった場合、第4図においてN=N、のΔVs
− ときの7−  ”であるとすれば式(1)よりaΔN ■・=2”’  IC”十鴇)、 町旧・・(2)とな
り、即ちモータ4の印加電圧■oは下がり、その結果N
は遅くな’りNoK近づく。そして同様にNが遅くなれ
けNは遠くなルNoに近づく0次にもし、θが00から
J進んだ時、第5図においてθ=θ。のときの%=−b
であるとすれば式(1) %式% (3) が遅れればθは進み0゜に近づく。以上述べた如く回転
速度及び回転位相が制御される。
次に起動時の過渡特性について述べる。今、モータ4が
回転を停止している時点から起動し回転を開始したとす
る0モータ4の回転数が上昇するに従って、 Vsは1
/2Vccに近づく0そしてこの間Vpにはモータ4の
瞬時角周波数とsg2図に示したサンブリフグパルス(
ilとの差の周波数を持った電圧の大さな変動が生じて
いる。ところが一般に抵抗鴇は抵抗島に比べて大きい、
即ち速度制御系の利得は位相制御系の利得よシ大きい。
ゆえにドラム3が起動してからNが塊になるまでは主に
速度制御系が働いていると考えてよい。
Nが#1はNoに達した時、θが00から角φだけ進ん
でいたとすると、それによってモータ4の印加電圧篤は
式(3)より b乙− ■。=T Vcc  ”TTr()j+ Rt)  +
++ +++ ++・(4)となれば問題はない。とこ
ろが式(4)のモータ4の印加電圧へか下がることによ
りNは遅くなる。
Nがもし伽だけ遅くなれば式(4)及び式(2)に↓リ
レ4 Ve=HVcc−”ff(R+R,) 十%(h+H1
)、・ (51となる。即ちVpの変位分と異符号の■
$の変位分が発生すること忙なり、モータ4の印加電圧
晃の変位は小さくなってしまう。結局NがNoに達して
からθが00に達するまでの時間がどうしても長くなっ
てしまうことに表る。またそこで0がθ。に達するまで
の時間を早めようと位相制御系の利得を大きくしたり、
速度制御系の利得を小さくしたりすると、今度はドラム
3の起動からNがNoに達するまでの時間が長くなって
しまうことになる。また外乱に対しても制御発振を生じ
てしまうものである。
以上述べた如く回転体の回転速度及び回転位相の制御を
行なう場合、回転速度が一定になった後速やかに回転位
相を所定の位相にするのは困難であった。
本発明は上記欠点に鑑みてなされたものである。即ち、
ドラム3が起動後回転位相が所定の位相差になるまでの
時間を短縮すると同時に外乱に対しても制御系が安定に
動作する回転体の制御方法を提供するものである。
第6図は本発明による方法をVTRのドラム制−に応用
した一実施例を示す回路図である。
第3図と同一の構成部分については同じ記号または番号
を付しである。R8−鴇は抵抗、C1及びC鵞はコンデ
ンサ、NORは公知のノアゲート、SWはノアグー)N
ORの出力によって開閉するアナログスイッチである。
第7図は第6図(Ml〜(C)各部の波形を示す波形図
である。第7図においてvthはノアグー)NORのス
レッショルド電圧である。ノアゲートNORは2つの入
力電圧の少なくともいずれか一方がスレッショルド電圧
vthよシ大きくなれば出力が出ない。即ち出力1.が
ロー(以下りで示す)になるものである。ドラム3の起
動待端子25には定電圧Vccが加わる。すると第7図
において(aJで示す部分の電圧はVccとなり、(b
)に示す部分の電圧は0となる。この場合(alの部分
の電圧社スレッショルド電圧vthよシ大きいのでノア
グー)NOHの出力はLである。アナログスイッチSW
はノアグー)NORの出力がハイ(以下Hで示す)のと
き閉じられる如くしてあ〉、この場合アナログスイッチ
swH開かれてお多速度制御系の利得は第3図に示した
場合と変わりない。
そしてコンデンサC8及び抵抗馬による時定数で決定さ
れる時間後(51)の部分の電圧はスレッショルド電圧
vthより小さくする0するとノアゲ−)NORの出力
(C1はHK転じ、アナログスイッチ8Wが閉じられる
。それによって抵抗属は3 抵抗R1とへの並列抵抗に置きかえられたことになり、
結局速度制御系の利得が下がることになる0 さらにその後今度はコンデンサC1及び抵抗島による時
定数で決定される時間後(b)の部分の電圧がスレッシ
ョルド電圧より大きくなり、再度アナログスイッチSW
が開かれ速度制御系の利得は元に戻ることになる0 上記のコンデンサC1及び抵抗島による時定数やコンデ
ンサC1及び抵抗R4による時定数を適当に選ぶことに
より、NがほぼN、になる時からθがは・はC0になる
時まで速度制御系の利得を下げることができる0このこ
とによって起動後NがほぼNになると速度制御系の利得
が下がるため式(5)の第3項に示すVpの変位分と異
符号のhの変位分が小さくなりsNがN・に達してから
−がらに達するまでの時間を短縮できる。さらにθが0
゜に達した後は速度制御系の利得は元に戻るので外乱に
対する制御発振も生じない。
第8図は本発明の要部の他の実施例を示す回路図である
。第6図と同一の構成部分には同じ記号を付記する。S
鴨及び8Wsは前述アナログスイッチSWと同じ構成の
アナログスイッチ、R,−は抵抗、NOTは公知の否定
回路−OR1は公知のオアゲートである。第9図は第8
図(Ji)〜(d)各部の波形を示す波形図である。第
9図におい一’c vth’ ハオアゲ−)ORのスレ
ッショルド電圧である。ドラム3の起動後コンデンサC
1及び抵抗R8による時定数で決定される時間内は、オ
アゲートOR1の出力(dlはHであシ当然否定回路N
OTの出力(C)はLである。その後オアゲートOR,
の出力(d)はLに転じ、否定回路NOTの出力(C)
はHに転する。このことによにアナログスイッチSW、
は開かれ、逆にアナログスイッチSW及びSWsは閉じ
られる。すると抵抗R1は抵抗島とR,の並列抵抗に、
抵抗島は抵抗R3とR6の直列抵抗にそれぞれ置きかえ
られたことにより速度制御系の利得は下がり、位相制御
系の利得は上がる。さらにコンデンサC1及び抵抗島に
よる時定数で決定される時間後、アナログスイッチS鶴
は再度閉じられ、アナログスイッチSW及びSWsは開
かれる。これによって速度制御系及び位相制御系の利得
は再び元の利得に戻ることになる。この場合も第6図の
説明の時と同様にNが#1はN、になる時からθがほぼ
θ。になる時まで速度制御系の利得を下げている。そし
てかつ位相制御系の利得は上げており、NがN6に達し
てからθが00に達するまでの時間をよシ一層短縮でき
るものである。
第10図は本発明の要部の更に他の実施例を示す回路図
である。第8図と同一の構成部分には同じ記号を付記す
る。R,〜R11は抵抗、OR1及びOR6はオアゲー
ト、NANDは公知のナンドゲ−)、ANDは公知のア
ンドゲートであるO第11図は第1O図(C)〜(ハ各
部の波形を示す波形図である。ドラム3が起動するとV
sは高い蝋から1 / 2Vccに近づく。すると第1
0図(g)の部分の電、圧は第11図に示”す様にVs
の変化と同様の変斗幻職;μす OR,のスレッショルド電圧■th′ヲ2わずかに高く
設定する。それによってNがははNoになる時を検出し
、それまではオアゲートOR,の出力(d)はHである
。またVpはドラム3の起動直後は前述の様に電圧の大
きな変動を生じておksNがNにほぼ達してからl/2
Vccに近づく。第1θ図(e)及び(f)で示す部分
の電圧も昇と同様に起動直後には大きな変動を生じる(
第11図(e)及び(flの傾線部に示す)。そしてt
elの部分丁1チhWト町りにそ はM士刊す械Sに(f)の部分は ( れぞれ近づく。そこでオアゲート0鳥及びナン)’ グ
ー) NANDのスレッショルド電圧vth’を抗R・
を抵抗R,や抵抗R1mに比して小さくとってやる。そ
うすると(e)の部分の電圧が前配電圧vth“より高
くかつ(f)の部分の電圧が前記電圧より低くなった時
)ははIff 1/2Vccになったことになる。即ち
、θがほぼθeになったことになる。
NがはぼN6になった時は(61の部分の電圧及び(f
lの部分の電圧はいずれも11’ll記電圧vth’よ
り高いか、またいずれも前記電圧vth’より低いかで
ある。従ってアンドゲートANDの出力はLである。そ
してθが#丘はθ。になると(e)の部分の電圧がsi
J記電圧vth’を越えるか、または(f)の部分の電
圧が前記電圧vth’を下まわることになる。従ってこ
の時アントゲ−)ANDの出力はLからHに転する。結
局オアゲートOR1の出力(d)はNがほぼNoになる
までHであり、その後りになシθがほぼθ。になつだ後
Hに表る。このことはNが#?!は凡に、またθがほぼ
θ0になったことをそれぞれ検出していることになる。
これによシ速は第8図の説明で述べた通りである。
結局w46図、第8図及び@10図に示した如く、回転
体の回転速度が     −”t1!ぼ所定の回転速度
になった彼、回転速度制御系の利得を回転位相制御系の
利得に比して小さくしてやることにより回転位相が速や
かに所定の位相差になる。その後は外乱に対する応答を
考えて変化させた制御利得を元に戻してやるということ
である。
以上説明した様に、本発明によれば速度f!+lJ御系
の利得及び位相制御系の利得を適当な時期に切換えるこ
とによって回転体の起動製作時において制御の安定性を
そこなわずに、制御時間を大幅に短縮できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図はVTl’Lにおいて回転体であるドラムの従来
の制御装置の一例を示す図、巣2図は@1図各部の波形
図、第3−は第1図の要部を示す図、第4図は回転体で
あるドラムの回転数と速度制御電圧の関係を示す特性図
、第5図は回転体であるドラムの位相と位相制御電圧の
関係を示す特性図、第6図は本発明の要部の一実施例を
示す回路図、第7図社第6図各部の波形図、第8図は本
発明01lI部の他の実施例を示す回路図、第9図は第
8各部部の波形図、第1θ図は本発明の要部の更に他の
実施例を示す回路図、第11図は第10各部部の波形図
である。 4はモータ、 22は回転速度制御電圧が印加される端
子、 23は回転位相制御電圧が印加される端子である

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転体の回転速度を制御する速度制御手段と、前
    記回転位相を制御する位相制御手段とを備え、前記回転
    体の起動直後の第一の時間帯と該第−の時間帯後の第二
    の時間帯とで前記速度制御手段または前記位相制御手段
    の制御利得を異ならしめ、更に前記第二の時間帯と咳第
    二の時間帯後とで前記速度制御手段または前記位相制御
    手段の制御利得を異ならしめたことを特徴とする回転体
    の制御方法。
JP56203342A 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法 Granted JPS58103885A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56203342A JPS58103885A (ja) 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法
US06/449,614 US4517501A (en) 1981-12-15 1982-12-14 Rotation control system

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JP56203342A JPS58103885A (ja) 1981-12-15 1981-12-15 回転体の制御方法

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JPS58103885A true JPS58103885A (ja) 1983-06-21
JPH0444512B2 JPH0444512B2 (ja) 1992-07-21

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ID=16472428

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