JPS633386B2 - - Google Patents

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JPS633386B2
JPS633386B2 JP54083992A JP8399279A JPS633386B2 JP S633386 B2 JPS633386 B2 JP S633386B2 JP 54083992 A JP54083992 A JP 54083992A JP 8399279 A JP8399279 A JP 8399279A JP S633386 B2 JPS633386 B2 JP S633386B2
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JP
Japan
Prior art keywords
tape reel
motor
drive device
tape
control system
Prior art date
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JP54083992A
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Japanese (ja)
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JPS5611639A (en
Inventor
Fujio Tajima
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録再生装置のテープ巻き枠駆動
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a tape reel drive device for a magnetic recording/reproducing device.

第1図は従来のテープ巻き枠駆動装置の制御回
路図である。図において、モータ1にはテープ巻
き枠2が直結されている。このテープ巻き枠2は
これに巻かれるテープ3の量により負荷が変化す
る。また同様にテープ巻き枠2の半径はこれに巻
かれるテープ3の量により変化する。モータ1に
はテープ巻き枠2の他に回転変位量をデイジタル
的に検出する位置検出器4が直結されている。テ
ープ巻き枠2に要求される仕様は、所定のテープ
長さを所定の時間内に位置決めを行うもので、高
精度、高速性が同時に要求される。またテープ3
には磁気記録情報が書き込まれており、隣接する
記録再生機構(図示せず)においてテープ3への
書き込み、読み取りが行われるため、テープ3に
は常時記録再生のために必要なテープテンシヨン
が加えられている。テープテンシヨントルクに例
をとつても、テープ巻き枠2の半径はこれに巻か
れたテープ量により変化することから、モータ負
荷に掛かるテープテンシヨントルクも常時変化す
ることになる。この様な状態でもテープ巻き枠2
には所定の位置精度が要求される。前述したモー
タ1の回転変位は、回転方向検出器5によりモー
タ1の回転方向および回転変位量が検出される。
これらの情報は入力側の位置検出カウンタ6にフ
イードバツクされる。位置検出カウンタ6はこれ
にあらかじめ入力されているモータ制御入力とモ
ータの回転変位量情報とを比較して位置偏差を検
出する。この位置偏差はDA変換器7によりアナ
ログ信号に変換される。このDA変換器7の出力
の一方は位相補償回路8に、もう一方は積分器9
に入力される。位相補償回路8はオペアンプ8
a、複数個の抵抗器8b、ツエナーダイオード8
c、コンデンサー8dおよびスイツチ8eで構成
されており、テープ巻き枠駆動装置の例えばオー
バシユートなど動的な特性を制御する。また積分
器9は同装置の例えば、定常偏差などの静的な特
性を制御する。位相補償回路8および積分器9の
出力は加算アンプ10により加え合わされたの
ち、パワーアンプ11に入力される。パワーアン
プ11には定電圧源12からの信号が加えられて
いる。この信号はテープテンシヨントルクを補償
するための補償トルクをモータ1に発生させるた
めのものである。これらの制御信号はパワーアン
プ11により電力増幅されモータ1が駆動される
制御系になつている。
FIG. 1 is a control circuit diagram of a conventional tape reel drive device. In the figure, a tape reel 2 is directly connected to a motor 1. The load on this tape reel 2 changes depending on the amount of tape 3 wound thereon. Similarly, the radius of the tape reel 2 changes depending on the amount of tape 3 wound around it. In addition to the tape reel 2, a position detector 4 for digitally detecting the amount of rotational displacement is directly connected to the motor 1. The specification required of the tape reel 2 is to position a predetermined tape length within a predetermined time, and high precision and high speed are required at the same time. Also tape 3
Magnetic recording information is written on the tape 3, and writing and reading are performed on the tape 3 by an adjacent recording/reproducing mechanism (not shown), so the tape 3 has the necessary tape tension for constant recording and reproduction. has been added. Taking tape tension torque as an example, since the radius of the tape reel 2 changes depending on the amount of tape wound around it, the tape tension torque applied to the motor load also changes all the time. Even in this condition, the tape reel 2
requires a certain degree of positional accuracy. Regarding the rotational displacement of the motor 1 described above, the rotational direction and amount of rotational displacement of the motor 1 are detected by the rotational direction detector 5.
This information is fed back to the position detection counter 6 on the input side. The position detection counter 6 detects a positional deviation by comparing a motor control input inputted in advance to the motor rotational displacement amount information. This positional deviation is converted into an analog signal by the DA converter 7. One of the outputs of this DA converter 7 is sent to a phase compensation circuit 8, and the other is sent to an integrator 9.
is input. Phase compensation circuit 8 is operational amplifier 8
a, multiple resistors 8b, Zener diode 8
c, a capacitor 8d, and a switch 8e, which control dynamic characteristics of the tape reel drive device, such as overshoot. The integrator 9 also controls static characteristics of the device, such as steady-state deviation. The outputs of the phase compensation circuit 8 and the integrator 9 are added together by a summing amplifier 10 and then input to a power amplifier 11. A signal from a constant voltage source 12 is applied to the power amplifier 11. This signal is for causing the motor 1 to generate a compensation torque for compensating for the tape tension torque. These control signals are power-amplified by a power amplifier 11 to form a control system in which the motor 1 is driven.

上述したテープ巻き枠駆動装置においては大き
な問題点がある。それはテープ巻き枠2の負荷変
化である。所定の負荷に対する最適ゲインを設定
しても、負荷が変化するので、実際の負荷が所定
の負荷より小さい場合には、制御系はオーバダン
ピングの傾向を示し目標停止位置に至るまでに時
間が長くかかる。このような場合には所定の時間
内に位置決めを完了すると云う仕様を満たさなく
なる。またこれと反対に実際の負荷が所定の負荷
より大きくなつた場合には、制御系はアンダーダ
ンピングの傾向を示しオーバシユートが生じ、所
定の位置決め精度を満さなくなる。また信頼性に
関してはモータの製造公差などのバラツキを考慮
する必要がある。現行の制御方式では、制御系の
ループゲインを上げると、オーバシユートは減少
し位置決め精度が向上するが、所定の許容偏差内
に至るまでの時間が長くなることが、実験および
シミユレーシヨンにて確認されている。また反対
に高速化を図ると、位置決め時間は短縮するが、
オーバシユートが大きくなり位置決め精度が悪く
なる。さらにハンテイングおよび軸共振の発生原
因を考えると、制御系のループゲインはあまり高
く選べないと云う制約も加わる。現行の制御方式
では、現行の仕様を満たすことで限界に近づいて
いること現状である。
There are major problems with the tape reel drive device described above. This is a change in the load on the tape reel 2. Even if you set the optimal gain for a given load, the load will change, so if the actual load is smaller than the given load, the control system will tend to overdamp and it will take a long time to reach the target stop position. It takes. In such a case, the specification of completing positioning within a predetermined time will no longer be met. On the other hand, if the actual load becomes larger than the predetermined load, the control system tends to underdamp and overshoot occurs, failing to satisfy the predetermined positioning accuracy. In addition, regarding reliability, it is necessary to take into account variations in manufacturing tolerances of the motor. In the current control method, it has been confirmed through experiments and simulations that increasing the loop gain of the control system reduces overshoot and improves positioning accuracy, but it takes longer to reach the specified tolerance. There is. On the other hand, increasing the speed will shorten the positioning time, but
Overshoot increases and positioning accuracy deteriorates. Furthermore, considering the causes of hunting and shaft resonance, there is an additional constraint that the loop gain of the control system cannot be selected very high. Currently, the current control method is approaching its limits in meeting the current specifications.

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、現行のテープ巻き枠駆動装置の性能を数倍に
高精度化することを目的とする。
The present invention has been made based on the above-mentioned matters, and it is an object of the present invention to improve the performance and accuracy of the current tape reel drive device by several times.

本発明の特徴とするところは、テープ巻き枠駆
動装置の制御系における位相補償回路の前段に、
制御系のブレーキング特性を改善するための手段
を設け、この手段により位置偏差信号に重み付け
を行い、速度制動特性を改善し、位置決め時間の
短縮を図り、高速化を実現したものである。
The feature of the present invention is that, in the control system of the tape reel drive device, a
A means for improving the braking characteristics of the control system is provided, and this means weights the position error signal, improving the speed braking characteristics, shortening the positioning time, and realizing high speed.

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図は本発明のテープ巻き枠駆動装置の制御
回路の一例を示すもので、図において第1図と同
符号のものは同一部分である。この実施例は位相
補償回路8の前段に、制御系のブレーキング特性
を改善するための非線形アンプ回路13を設け、
また積分器9の前段に反転回路14を設けて構成
したものである。反転回路14はDA変換器7の
信号極性が非線形アンプ回路13により反転され
るため、その極性を一致させるように反転させる
ものである。非線形アンプ回路13はアンプ13
a、抵抗器13b、コンデンサー13cおよびダ
イオード13dによつて構成されており、第3図
に示すような2つの折れ点を有する非線形特性を
備えている。
FIG. 2 shows an example of a control circuit for the tape reel drive device of the present invention, and in the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 are the same parts. In this embodiment, a nonlinear amplifier circuit 13 is provided before the phase compensation circuit 8 to improve the braking characteristics of the control system.
Further, an inverting circuit 14 is provided before the integrator 9. Since the signal polarity of the DA converter 7 is inverted by the nonlinear amplifier circuit 13, the inverting circuit 14 inverts the polarity so that the polarity matches. The nonlinear amplifier circuit 13 is an amplifier 13
a, a resistor 13b, a capacitor 13c, and a diode 13d, and has nonlinear characteristics having two bending points as shown in FIG.

このように構成することにより、DA変換器7
からの位置偏差信号は非線形アンプ回路により重
み付けされ、モータ1への制御信号として加えら
れるので、制御系のブレーキング特性が改善され
るものである。すなわち、位置偏差信号は非線形
アンプ回路による重み付けにより、疑似的な位置
偏差信号に変えられて、モータ1の制御信号とし
て加えられるので、モータ1はこの疑似的な位置
偏差信号にもとづいて作動する。この結果、テー
プ位置決めの後半時におけるブレーキング特性が
改善され、位置決め時間の短縮を図ることができ
るものである。
With this configuration, the DA converter 7
Since the position error signal from the motor 1 is weighted by the nonlinear amplifier circuit and added as a control signal to the motor 1, the braking characteristics of the control system are improved. That is, the position error signal is weighted by the nonlinear amplifier circuit and converted into a pseudo position error signal, which is then added as a control signal for the motor 1, so that the motor 1 operates based on this pseudo position error signal. As a result, the braking characteristics in the latter half of tape positioning are improved, and the positioning time can be shortened.

なお、上述の実施例においては、非線形特性を
アナログ回路により実現するようにしたが、位置
検出カウンタ6とDA変換器7との間に、第3図
に示す非線形特性のパターンを記憶したメモリを
設けて構成してもよい。また第3図に示す非線形
特性を関数式として記憶し、これをマイクロコン
ピユータによつて演算出力することができる。さ
らに、第3図に示す非線形特性を関数式として置
き換え、この関数式の定数、変数値を記憶するメ
モリと、関数演算するための専用ハード回路とで
構成することもできる。また第4図に示すように
DA変換器7を非線形特性を含むもので構成し
て、デイジタル入力をアナログ出力に変換する過
程で非線形特性を得るようにすることも可能であ
る。
In the above embodiment, the nonlinear characteristics were realized by an analog circuit, but a memory storing the pattern of the nonlinear characteristics shown in FIG. 3 is provided between the position detection counter 6 and the DA converter 7. It may be provided and configured. Furthermore, the nonlinear characteristics shown in FIG. 3 can be stored as a functional expression, and this can be calculated and outputted by a microcomputer. Furthermore, the nonlinear characteristics shown in FIG. 3 can be replaced with a functional formula, and the system can be configured with a memory that stores the constants and variable values of this functional formula, and a dedicated hard circuit for performing functional calculations. Also, as shown in Figure 4
It is also possible to configure the DA converter 7 with nonlinear characteristics so that the nonlinear characteristics are obtained in the process of converting digital input to analog output.

以上詳述したように、本発明はテープ巻き枠を
駆動するモータへの位置偏差信号に、非線形特性
による重み付けを加えるように構成したので、特
にテープ位置決めの後半時におけるブレーキング
特性が改善され、位置決め時間の短縮を図ること
ができる。この結果、テープの位置決めの高速化
を実現することができる。また本発明によれば、
従来のものにくらべてパワーアツプする必要がな
いとともに、制御回路の一部を修正するのみでモ
ータおよび電源回路をそのまま使用できるなどの
効果がある。
As described in detail above, the present invention is configured to add weighting based on nonlinear characteristics to the position deviation signal sent to the motor that drives the tape reel, so that the braking characteristics, especially in the latter half of tape positioning, are improved. Positioning time can be shortened. As a result, it is possible to realize high-speed tape positioning. Further, according to the present invention,
Compared to conventional models, there is no need to increase the power, and the motor and power supply circuit can be used as is by simply modifying a portion of the control circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のテープ巻き枠駆動装置の制御回
路を示す図、第2図は本発明のテープ巻き枠駆動
装置の制御回路の一例を示す図、第3図は本発明
に用いられる非線形アンプ回路の特性図、第4図
は本発明のテープ巻き枠駆動装置の制御回路の他
の例を示す図である。 1……モータ、2……テープ巻き枠、3……テ
ープ、4……回転検出器、6……位置検出カウン
タ、7……DA変換器、8……位相補償回路、1
3……非線形アンプ回路。
FIG. 1 is a diagram showing a control circuit of a conventional tape reel drive device, FIG. 2 is a diagram showing an example of a control circuit of a tape reel drive device of the present invention, and FIG. 3 is a nonlinear amplifier used in the present invention. The characteristic diagram of the circuit, FIG. 4, is a diagram showing another example of the control circuit for the tape reel drive device of the present invention. 1... Motor, 2... Tape reel, 3... Tape, 4... Rotation detector, 6... Position detection counter, 7... DA converter, 8... Phase compensation circuit, 1
3...Nonlinear amplifier circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モータに結合したテープ巻き枠の回転位置を
検出し、この回転位置をデイジタル量として入力
側にフイードバツクせしめ、この回転位置量とモ
ータの制御入力との位置偏差を、DA変換器、位
相補償回路、電力増幅器からなる制御系を経てモ
ータへの偏差制御入力として加えるようにしたテ
ープ巻き枠駆動装置において、前記制御系におけ
る位相補償回路の前段に、該DA変換器の出力で
ある位置偏差信号を入力し、該位置偏差信号の増
加に見合つて増加すると共に、その増加の割合が
該位置偏差信号が大なる程小となる疑似的な位置
偏差信号を発生して該位相補償回路に出力する手
段を設けたことを特徴とするテープ巻き枠駆動装
置。 2 制御系の前記手段は非線形アンプとしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のテープ
巻き枠駆動装置。 3 制御系の前記手段は、前記制御系における
DA変換器を非線形性のDA変換器としたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のテープ巻
き枠駆動装置。
[Claims] 1. The rotational position of the tape reel connected to the motor is detected, this rotational position is fed back to the input side as a digital quantity, and the positional deviation between this rotational position quantity and the control input of the motor is calculated by DA. In a tape reel drive device in which the deviation control input is applied to the motor via a control system consisting of a converter, a phase compensation circuit, and a power amplifier, the output of the DA converter is input before the phase compensation circuit in the control system. A pseudo position error signal is inputted, and the pseudo position error signal increases in proportion to the increase in the position error signal, and the rate of increase decreases as the position error signal increases. A tape reel drive device characterized in that it is provided with means for outputting to a compensation circuit. 2. The tape reel drive device according to claim 1, wherein the means of the control system is a nonlinear amplifier. 3. The means of the control system includes:
2. The tape reel drive device according to claim 1, wherein the DA converter is a nonlinear DA converter.
JP8399279A 1979-07-04 1979-07-04 Drive unit for tape winding frame Granted JPS5611639A (en)

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JPS58211217A (en) * 1982-06-03 1983-12-08 Sony Corp Phase control device of rotating body
JPS59194696A (en) * 1983-04-18 1984-11-05 Takahashi Yoshiteru Position control circuit of dc motor with automatic gain switching circuit

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