JPS6174001A

JPS6174001A - サ−ボ用検出器の誤差補正装置

Info

Publication number: JPS6174001A
Application number: JP19478884A
Authority: JP
Inventors: Kohei Iketani; 浩平池谷
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1984-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1986-04-16

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１本発明は、電子サーボ機構における検出部の誤差補正装
置に関する。

［°背伊技術］電子サーボ機構における検出器の役割は、制御間を目標
値と比較できる形態に変換することであり、モータの１
Ｉｌｊｌ（ｌを例に採ると、モータの回転の角速度の変
化を周波数発電機又は回転エンコーダを使用して、周波
数の変化として検出１゛？ることである。第１図は、一
般の電子サーボ機構のブロック図である。検出器１０は
制御量を検知して測定値を出力し、その測定値は、サー
ボｎ構の入力である目標値と比較される。目標値と測定
値との間の差である偏差が調節部１２を介して操作部（
例えばモータ）１４に印加され、当該操作部１４の作ｌ
）ｔにより制御対象１６が何らかの作用をする。当該制
御対象１６には、通常何らかの外乱が加えられており、
検出器１０は、当該制御対象１６から前記ルリ御斑を得
る。これにより、サーボのためのループが形成される。

ここで、制御間と検出器１０の出力である測定１直とは
、−意に対応し、且つ直線性が良くな（ブればならない
。というのは、検出器１０自体の誤差は、原理的にサー
ボでは補正できないからである。前記の例で示すと、周
波数発電機が１回転中の周波数変動をもっている場合に
は、この変動を打消すようにサーボが働く結果、モータ
軸の回転むらを生じ、サーボ系内で外乱を作り出してし
まう。従来、このような検出器の誤差に対しては、調節
部１２にローパスフィルタ等を設けてサーボ系が追従し
ないようにし、応答特性を犠牲にする形で克服してきた
。

［発明の目的］本発明は、応答特性を犠牲にせずに上述のような誤差を
電気的手段により補正する装置を提供することを目的と
する。

［実施例分弁手］以下、図面に示した一実施例について説明する。

第２図は、本発明の基本的要素のブロック図を示す。本
発明は、第２図に示すように、検出器１０と並列に当該
検出器１０の非線形性を補正する補正部１８を接続し、
検出器１０の入力である制御量を補正部１８にも印加し
、検出器１０の出力と補正部１８の出力とを逆位相で加
え合わせて測定値とすることにより、全体として制ｔＩ
１ｍに対する測定値の直線性を改善しようとするもので
ある。

サーボ系として一般的な、モータの速度サーボに適用し
た場合の実施例を以下に説明する。第３図は、そのブロ
ック図を示したものであり、第４図は、検出部にサンプ
ルホールド方式の周波数−電圧変換を使用した場合の検
出部と、それに対応する補正部を示し、第５図は、第４
図の各部の波形を示す。モータ２０の回転軸に握械的に
結合された回転エンコーダ２２は、１回転あたり、任意
の数のパルス八と回転位相を示す１個のパルスＧを発生
する。前記パルスΔは、則幅整形部２４で波形整形され
る。パルス発生部２６は、増幅整形部２４の出力Ｂの立
上がりに応答して蝿の狭いパルスを形成し、当該パルス
Ｃは、遅延回路２８を通って、三角の出力Ｅをサンプル
ホールドし、信号Ｆを出力する。補正部１８は、三角波
補正部３４と回転位置検出部３６とからなる。回転位置
検出部３６は、パルスＣ及びＧに応答して、プリセッタ
ブルカウンタなど公知の回路により、絶対位置検出を行
ない、三角波補正部１４は、その位置に応答した補正値
を出力する。実際には、三角波発生部３０の抵抗、コン
デンサなどを電子スイッチなどにより切り替えて、三角
波の時定数を変化させる方法等がとられる。

またこの補正部は事前に、モータ２０を定速回転させる
などして測定しておく必要がある。この実施例では、ア
ナログ的に補正値を出しているが、半導体メモリなどを
使用したデジタル的な補正方法を採用することもできる
。

次に、第３図及び第４図に示した回路の動作を説明する
。第４図において、回転エンコーダ２２は、モータ２０
の回転角速度に比例した周波数の交流信号を発生する。

また、この回転エンコーダ２２は、回転位相の検出のた
め、１回転につき１パルスを発生し、これにより、絶対
位置が検出できる。もちろん当該回転エンコーダ２２と
して絶対値式（アブソリュート）回転エンコーダを採用
してもよい。

この種回転エンコーダ２２は、門構上の問題から、出力
周波数が１回転中に変動するので、これを周波数−電圧
変換すると、サンプルホールド回路３２の出力電圧にリ
ップルを生じ、回転むらの原因となる。

そこで、本発明では、回転エンコーダ２２の出力に１パ
ルス毎に含まれる誤差を冶具などによって予め測定して
おき、１回転中に発生するパルスそれぞれに補正信号を
発生させ、その補正信号により三角波発生部３０の発生
する三角波の時定数を変え、もってサンプルホールド回
路３２の出力電圧のリップルを減少させる。

次に、本発明をビデオテープレコーダ（Ｖ　Ｔ　Ｒ）の
ドラムサーボ回路における速度制御に適用した場合の実
施例について説明する。第６図は、ＶＴＲの一般的なド
ラムサーボのブロック図であり、４０はドラムモータ、
４２は周波数発電機、４４は位相検出器である。ドラム
モータ４０は、周波数発電機４２及び位相検出器４４と
□械的に結合するが、外形的には、周波数発電機４２及
び位相検出器４４を内蔵するタイプのモータを採用して
もよい。周波数発電機４２から出力される周波数信号は
、周波数−電圧変換器４６に入力され、周波数の変化は
電圧の変化に変えられる。周波数−電圧変換器４６の出
力はモータ駆動回路４８へ送られる。このループが速度
制御系を構成し、ドラムモータ４０を定格速度て回転さ
せる。更にＶＴＲでは、図示していない磁気デープ上に
規格のテープ・フォーマットで線信号を記録する必要が
あるため、ドラムモータ４０の回転を入力映像信号に同
期させなければならない。

そこで、現行の１／２インチ・２ヘツド・ヘリカルスキ
ャン方式のＶＴＲにｄ′−３いては、モータの１回転中
に１パルスを発生する位相検出器４４の出力信号と、入
力映像信号の垂直同期信号を１／２分周して作った基準
信号５０とを位相比較器５２へ入力して、ドラムモータ
４０の位相制御を行なう。この位相制御により、ドラム
モータ４０は、ドリフトすることもなく長時間一定回転
をする。しかしながら、位相検出器４４の位相検出が１
回転中に１回のため、１回転中の回転ラムを補償するこ
とは出来ない。

１回転中の回転ムラを少なくするには、周波数発電機４
２及び周波数−電圧変換器４６で構成する速度制御系の
利得を増せばよいのだが、利得を増すことより、周波数
発電機４２自体の誤差も増幅してしまうことになる。前
記のように、これでは、制御系の内部で外乱を作り出す
ことになり好ましくない。また、周波数発電機４２の検
出精度を機械的に高めることが考えられるが、技術的、
価格的に困難である。

そこで本発明は、機械的な精度不足を電気回路を用いて
補正しようとするものであり、その１つの実施例を示し
たのが、第７図である。第７図の回路は、公知のサンプ
ル・ホールド方式の回路に改良を加えたものである。簡
単化のため、周波数発電機の出力ＦＧは、４パルス／回
転とし、位相検出器の出力ＰＧは、１パルス／回転とす
る。第７図において信号ＦＧは増幅整形回路５４で波形
整形され、絶対位置検出回路５６とパルス発生回路５８
へ送られる。絶対位置検出回路５６は、プリセッタブル
カウンターなどから成り、信号ＰＧを基準として現在の
回転角度を検出する。三角波発生回路６０は、通常、定
電流回路及びコンデンサから成り、時間に比例した電圧
を発生させているが、本発明では、周波数発電機が１パ
ルス毎に発生する誤差を打ち消すためにそれぞれ異なる
量の電流を出力する複数く図示例では４個）の定電流回
路６２，６４．６６．６８と、絶対位置検出回路５６の
出力で制御されるアナログスイッチ又は公知のスイッチ
類を使用した切換回路１０とを設ける。切換回路７０は
、絶対位置検出回路５６の出力に応じて、定電流回路６
２゜６４．６６．６８の１つを前記三角波発生回路のコ
ンデンサに接続するか又は、全ての定電流回路６２，６
４，６６．６８の接続を断つ。これにより、三角波発生
回路６０が発生する三角波の傾きを加減する。サンプル
・ホールド回路７２は、パルス発生回路５８の出力パル
スから所定時間経過した後又は同時に三角波発生回路６
０の三角波出力をサンプル・ホールドするが、定電流回
路６２，６４，６６．６８及び切換回路７０の採用によ
りサンプル・ホールド回路７２の出力には、定速回転時
にリップルが発生しない。

第８図は、第２の実施例を示す。最近サーボ系の性能を
上げるために、周波数発電機の１回転中の発生パルス数
を増加させる傾向にあり、１パルス毎の誤差も減少して
さているが、偏心などの影響で表われる回転周期と同じ
周波数の誤差信号が、リップルとして出ている。これを
打ち消すためには、前記の周波数−電圧変換器４６の出
力に、信号ＰＧと同期をとった正弦波を誤差信号と逆位
相で加え合わせればよい。第７図において、信号ＰＧは
、可変時間遅延回路７４で位相を調整され、位相比較器
７６は、この位相を調整された信号ＰＧと正弦波発掘器
７８の位相信号とを比較して、正弦波発振器７８がＰＧ
と同期のとれた発振を行なうように制御する。可変利得
回路８０は正弦波発掘器７８の出力正弦波の振幅を一定
に制御する。これらの回路７４．７６．７８．８０によ
り、誤差信号中の大きなリップルは低減できる。

なお、前述の回路の補正但を決定する方法としては、十
分大きな慣性能率を持った負荷を直結して、１回転中の
回転ムラを無視出来るようにして調整すればよい。

［発明の効果］以上述べた如く、本発明によれば、検出部において必然
的に生ずる機械的誤差を補正することにより、サーボ系
全体が安定になり、さらに進めれば、検出部の機械精度
を高めなくとも、高精度・高信頼性の電子サーボ門構を
構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は“重子サーボ償構の一般的ブロック図、第２図
は本発明に係る補正装置の基本構成ブロック図、第３図
は速度サーボ系のブロック図、第４図は本発明に係る実
施例のブロック図、第５図は第４図の各部の波形を示す
図である。第６図は、ビデオテープレコーダの一般的な
ドラムサーボのブロック図であり、第７図は第６図の回
路に本発明を適用した一例であり、第８図は、第６図の
回路に本発明を適用した別の例である。１０・・・検出器　１２・・・調皿部　１４・・・操作
部（モータ）１６・・・制御対染１８・・・補正部　２
０・・・モータ　２２・・・回・転エンコーダ　２４・
・・増幅整形部　２６・・・パルス発生部　２８・・・
遅延回路　３０・・・三角波発生部　３２・・・サンプ
ルホールド回路　３４・・・三角波補正部　３６・・・
回転位置検出部　４０・・・ドラムモーフ　４２・・・
周波数発電前　４４・・・位相検出器　４６・・・周波
数−電圧変換器４８・・・モータ駆初回路　５０・・・
基準信号　５２・・・位相。比較器　５４・・−増幅整形回路　５６・・・絶対位置
検出回路　５８・・・パルス発生回路　６０・・・三角
波発生回路６２．６４，６６．６８・・・定電流回路　
７０・・・切換回路　７２・・・サンプル・ホールド回
路　７４・・・可変時間冗延回路７Ｇ・・・位相比較器
　７８・・・正弦波発振器　８０・・・可変利得回路

Claims

【特許請求の範囲】

電子サーボ機構の検出器の誤差特性と同一又は反対の伝
達特性を具備する補正部を当該検出器に並列に接続し、
当該検出器の誤差を相殺するように当該検出器の出力に
当該補正部の出力を加えることを特徴とするサーボ用検
出器の誤差補正装置。