JPS62104487A - モ−タのサ−ボ回路 - Google Patents

モ−タのサ−ボ回路

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JPS62104487A
JPS62104487A JP60240858A JP24085885A JPS62104487A JP S62104487 A JPS62104487 A JP S62104487A JP 60240858 A JP60240858 A JP 60240858A JP 24085885 A JP24085885 A JP 24085885A JP S62104487 A JPS62104487 A JP S62104487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
motor
rotation
frequency signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP60240858A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Minegishi
嶺岸 昭
Masahiko Machida
町田 征彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS62104487A publication Critical patent/JPS62104487A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • 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

Landscapes

  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモータのサーが回路に関する。
〔発明の概要〕
本発明はモータのサーが回路に関し、モータの回転に応
じた回転検出信号で、これよシ十分高い周波数の第1の
周波数信号を変調し、この被変調信号及び第2の周波数
信号を位相比較し、この比較出力をモータに供給し、第
1の周波数信号の周波数及び回転検出信号の周波数の和
又は差が第2の周波数信号の周波数と等しくなるように
モータの回転を制御するようKすることにより、モータ
に超低速回転乃至超高速回転に亘って、遅延時間の影響
を受けずに確実にサーブを掛けることができるようにし
たものである。
〔従来の技術〕
従来のモータのサーが回路では、モータに設けた周波数
発電機(モータと一体的に回転する着磁リングと固定磁
気ヘッドから成る)からの周波数信号によって、その1
周期内のモータの平均角速度を測定し、これに基づいて
モータにサーボを掛けるようにしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このため、従来のモータのサーボ回路では、モータの超
低速回転(回転停止りも含む)時には遅延時間の影響が
大きく、このためサーポルーゾが成立しなかった。
この問題を解決するためには、周波数発電機の着磁リン
グの着磁数を多くして遅延時間の影響を少なくし、且つ
従来のサーブループ(正常速回転時のサーボループ)と
は別個の低速用サーブループを設けることも行われてい
た。
更に、従来のサーボ回路のサーブループは、制御対象の
回転数(周波数信号の周波数)によシ、サーブループの
特性が変化していたため、モータの回転速度帯毎にサー
ブループのドライノ々のrインを切換えて、ループの最
適化を図っていた。
かかる点に鑑み、本発明はモータに超低速回転乃至超高
速回転に亘って、遅延時間の影響を受けずに確実にサー
ボを掛ることのできるモータのチー2回路を提案しよう
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によるモータのサーボ回路は、モータ(2)と、
とのモータ(2)の回転に応じた回転検出信号を発生す
る回転検出器(周波数発電機)(3)と、回転検出信号
の周波数よシ十分高い周波数の第1の周波数信号(角周
波数がωC)を発生する第1の周波数信号発生器(10
)と、第1の周波数信号を回転検出信号で変調する変調
回路(5)と、第2の周波数信号(角周波数がωr)を
発生する第2の周波数信号発生器a9と、変調回路(5
)からの被変調信号及び第2の周波数信号を位相比較す
る位相比較回路0舶とを有し、位相比較回路(141か
らの比較出力をモータ(2)に供給し、第1の周波数信
号の周波数及び回転検出信号の周波数の和又は差が第2
の周波数信号の周波数と等しくなるようにモータ(2)
の回転を制御するようにしたことを%徴とするものであ
る。
〔作用〕
かかる本発明では、第1の周波数信号の周波数及び回転
検出信号の周波数の和又は差が第2の周波数信号の周波
数と等しくなるようK、位相比較回路Iよシの比較出力
によってモータ(2)の回転を制御するようにする。
〔実施例〕
以下K、第1図を参照して、本発明の一実施例を詳細に
説明する。本実施例は、VTRのキャプスタンモータK
、本発明を適用した場合である。(1)はキャプスタン
、(2)はこのキャプスタン(1)を直結駆動するモー
タである。(3)は、このモータ(2)の回転に応じた
周波数の周波数信号(回転検出信号)を発生する周波数
発電機で、モータ(2)と一体に回転する着磁リング(
4)及びとの着磁リング(4)の着磁波長λに対し、(
2n+λ/4)(但し、n=0 、1 、2.・・・)
の間隔を以て配された一対の固定磁気ヘッドH1゜H2
から構成される。
磁気ヘッドH1e H2からの第1及び第2の回転検出
信号(回転角速度信号)thωgt、Cx11ωgt 
は変調回路(5)に供給される。この変調回路(5)は
、インノ々−タ(6) 、 (力、オンオフスイッチ(
半導体電子スイッチ) (81)〜(84)及び合成器
(9)から構成されている。第1の回転検出信号内ωg
tは、インノ々−タ(6)−スイッチ(81)を通じて
、合成器(9)に供給されると共に、スイッチ(82)
を通じて合成器(9)に供給される。第2の回転検出信
号房ωgtは、スイッチ(83)を通じて合成器(9)
に供給されると共に、インノ々−タ(カースイッチ(8
4)を通じて合成器(9)に供給される。そして、スイ
ッチ(81)〜(84)は、第1の周波数信号発生器G
O)からの第1の周波数信号(第1の角速度信号)(第
1の角速度をωCとする)によって、順次1つずつオン
になさしめられる。第1の周波数信号の角速度ωCは、
モータ(2)の目標回転速度に応じて可変される。
第1の周波数信号を第1及び第2の回転検出信号で変調
して得られた被変調信号、即ち変調回路(5)の合成器
(9)の加算出力は、・ζ/ドパスフィルタ(通過中心
角速度がωc ) (113(ロー・ぞスフイルタも可
)に(lされる。)々ンドノスフイルタ01)の出力は
、波形整形回路(零クロス検出器)(1zを通じて、位
相比較回路a滲に供給されて、第2の周波数信号発生器
0りからの第2の周波数信号(第2の角速度信号)(第
2の角速度をωrとする)と位相比較される。
波形整形回路Ilzは、AンドパスフィルタαBの出力
端子が抵抗器R1を通じて比較器OJの非反転入力端子
に接続されると共に、抵抗器R2を通じて比較器03の
反転入力端子に接続され、その反転入力端子がコンデン
サCを通じて接地されて構成される。
位相比較回路α4の比較出力は、位相補償回路tLe−
サーデアンプαnを通じてモータ(2)にサーボ信号と
して供給される。
次に、このサーボ回路の動作原理を説明する。
以下の式で用いられる記号は、次の通シである。
θg〔ラジアン〕  二回転検出信号の位相ωg〔ラジ
アン/秒〕 :回転検出信号の角速度To C秒〕  
   :回転検出信号のサンプリング周期 u (’)       :ユニット関数δ(t):δ
関数 K        :正整数 eH(t)〔V〕:被変調信号 FB(s)        :ノ々ンドノぐスフイルタ
allの伝達関数 変調回路(5)では、第2図に示す如く、周波数発電機
(3)からの回転検出信号(回転位相信号)thθg(
t)。
閏θg(t) カ、パルス幅がTOで、位相がTOずつ
異なるサンプリングパルス(角速度はωC)で、順次サ
ンプルされる。従って、角速度ωCはωc=2π/4T
Oとなる。第2図において、Slけ虐θg(t)を第1
のサンプル期間でサンプルしたサンプル値、C1は面θ
g(t)を第2のサンプル期間でサンプルしたサンプル
値、S2は一画θg (t)を第3のサンプル期間でサ
ンゾルしたサンプル値、C2は−(2)θg(t)を第
4のサンプル期間でサンプルしたサンプル値である。し
かして、この変調回路(5)の出力たる被変調信号eH
(t) (第3図参照)は次式のように表わされる。
+ am(JimTo) (u (t−4に+1・To
)−u(t−4に+ITo−To) )−内(4に+2
TO) (u (t−株q@To) −u (を−豚、
2TO−To) )・・・・・・・・・・・・ (1) (1)式では、t=4KToでinOg(t)、房θg
(+)がサンゾルされ、時間TOの間ホールドされる近
似が用いられる。これを第4図に示す。TOは例えば1
150X103〔秒〕であるので、サーメ帯域上は、こ
の近似(近似A)は無視し得る。
(1)式をラプラス変換すると、次式が得られる。
・・・・・・・・・・・・ (2) となシ、(2)式は、 のように表わされる。(3)式を簡略化するため、近似
(近似B)を採用する。
内θ艙)=内(りt+θg(t) ) 、d           d〜 、・■内θg(t)=房θg(t)@(強+πθg(t
) )=房θg (t)・(楡+ら(t)) 郁 =弓・帽θg (t)・(1+不汀) 〔但し、WFはワウブラックを示す〕 VTRのワウブラックは05%程度が期待されるから、
この式にこの値を代入すると、 二■・房θg(t)・(1+0.005)中側・(2)
0g (t)         叫・・司4)となる。
従って、(4)式のラプラス変換は次式のように成る。
詰(S)キ」−・s−8詰S)       叩曲・(
5)可 そこで、(5)式を(3)式に代入すると次式が得られ
る。
dn(s)・・・・・・・・・(6) そして、(6)式を次式のように置く。
e”:(s) 4 FTO(S) @ s売s)   
     −(7)このe¥(S)は、第3図に示すよ
うに、伝達関数がFB(s)のノ々ンドノぐスフィルタ
(11Jを通ルカラフィルタ出力をe B (s)とす
ると、次式のように表わされる。
eB(s) −FTO(S)・FB(s)・mu(S)
      ・・・・・・・−(8)結局、由θg(t
) 、(2)0g(t)に対し、変調及びフィルタリン
グ処理を施こすことは、虐θg(t)を、伝達関数がF
To (s)なるフィルタに通す事と等価となる。
次に、en(s)からモータ2)の回転速度の情報を得
るプロセスを考えてみる。(2−1)式より、次式が得
られる。
5fn(t) =、M  stn  (cag t  
+ fg(t) )  拳 δ(t−KT)   −−
−・・−(9)=0 る時、この式(9)は(2)ωctより成る。これは角
速度ωCの高調波も多く含むが、回路的に角速度ωCの
1次のみ通過のロー・9スフイルタを使用するため、ω
C成分のみ考えれば十分である。又、モータ(2)の回
転速度情報は、位相部に含まれているため、振幅情報も
無視して構わない。
次にノ々ンドノにスフィルタ旧)の出力を波形整形回路
(1zに通す近似(近似C)を考える。(9)式を考え
る事は、 th(休t+θg(t)i(2)ωct     ・・
・・・・・・・・・・00)を考えることと等価になる
。この01式を分解すると次式が得られる。
虐((■+ωc)を十ら(t))十崗((輸−ωc)t
+ル(t))・・・・・・圓(8)式から結局、(11
1式の信号が伝達関数がFTO(3) 拳FB (s)
なる回路を通過することになる。FTo(s)@FB(
s)の位相周波数特性を第5図のように表す。今、ω=
ωC+ ”g +ωC−?Qにおける群遅延量を各々τ
C1τCとすれば、夫々次式のように表わされる。
−Δφ−Δφ− τC=π=互 、°、Δ♂=τJ−碌        ・・・・・曲・
・・a7J従って、(111式がF1a(s)・FB(
s)を通過した場合には次式が得られる。
廁((ωC十両)t+θg(t)+φ。+τ。・ωg)
 −自((ωC−傾)t−(1#(t)+φ♂+τc”
’g))・・・・・・・・・・・・α3 次の近似(近似D)について述べる。FTo(s)・F
B(s)の位相周波数特性はFB(8)を設計すれば与
えられる。今この周波数特性がω=蝮にて左右対称に設
計出来たとすれば、次式が得られる。
このとき、(131式は次式のように表わされる。
廊[(ωC十敷)t+θg(t)+φ→−τ・ωg)−
dr+ ((ω(−!Fg) t −(0g(t)十φ
+τ・ωg ) )  ・−・・(Is従って、?(1
)は次式のようになる。
θ”(t)= (ωc :Il: q ) t±(19
M(t)+φ+τ・馬)、°、 ω”(t)= ωc±
1g−1= (cog+τ−1g1=ωC±(吋+ωg
+τ・句1   ・・・・・・・・・・・・(1,61
モータ(2)の回転速度を変える。つまシωCを変える
ことを考慮してωc(t) ′?rg(t)と考えてお
く。00式の両辺をラゾラス変換すると次式が得られる
ω″”(s) = GJC(8) ±(og(s) +
 1(s)+τ・5−i(s))=ωc (s)±(q
(s) + (1+τ・s ) ・薙(s) )  ・
−・・−・・・αη従って、変調、フィルタリング及び
波形整形の信号処理をシグナル図化すると、第6図に示
す如く表わされる。
次の近似(近似EICついて説明する。一般にτは極め
て小さな量と考えられるので、τ中0とすると、第6図
は第7図のように近似的に表わされる。この第7図が上
述の近似A−Eの下での、モータ(2)の回転速度検出
部のシグナル図となる。
αS 第7図のω”(S)を外部基準角速度ωrと位相ロック
させるシステムをシグナル図化すると、第8図に示す如
くなる。第8図から分る様に、各部伝達関数はモータ(
2)の回転速度をパラメータに持たない、つまり原理的
には極低速〜極高速回転までが同一のオープン特性で制
御可能となる。
〔発明の効果〕
上述せる本発明によれば、モータに超低速乃至超高速回
転に亘って、遅延時間の影響を受けずに確実にサーボを
掛けることのできるモータのサーボ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を示すブロック線図、第2図
〜第8図は一実施例の説明のための図である。 (2)けモータ、(3)は周波数発電機、(5)は変調
回路、(12+は波形整形回路、■は位相比較回路であ
る。 、X   + 代理人  伊藤  真室、・・□゛ 代、  。 第3図 第6図     第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 モータと、 該モータの回転に応じた回転検出信号を発生する回転検
    出器と、 上記回転検出信号の周波数より十分高い周波数の第1の
    周波数信号を発生する第1の周波数信号発生器と、 上記第1の周波数信号を上記回転検出信号で変調する変
    調回路と、 第2の周波数信号を発生する第2の周波数信号発生器と
    、 上記変調回路からの被変調信号及び上記第2の周波数信
    号を位相比較する位相比較回路とを有し、該位相比較回
    路からの比較出力を上記モータに供給し、上記第1の周
    波数信号の周波数及び上記回転検出信号の周波数の和又
    は差が上記第2の周波数信号の周波数と等しくなるよう
    に上記モータの回転を制御するようにしたことを特徴と
    するモータのサーボ回路。
JP60240858A 1985-10-28 1985-10-28 モ−タのサ−ボ回路 Pending JPS62104487A (ja)

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Cited By (4)

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