Устройство регулирования скорости движения носителя магнитной записи

 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи. Цель изобретения - повышение точности регулирования средней скорости движения носителя обеспечивается путем определения значения суммы квадратов периодов вращения подающего и приемных узлов, которая реализована на основе использования соответствующих связей между блоками деления 20, сравнения 24 и регулирования 25. 1 ил.

СОЮЗ сОПЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ<:КИХ

РЕСПУЬЛИК

< its G 11 В 15/46

ГОсудАРственный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ъ

Ь

4 (21) 4634522/10 (22) 09.01,89 (46) 23,08.91. Бюл. № 31 (71) Ижевский механический институт (72) А.В.Тарасов, В.Е.Лялин, К.М.Рагульскис и А.А.Исенбаев (53) 681.846.7 (088.8) (56) Авторское свилетельство СССР

¹ 824298, кл. G 11 В 15/46, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹1436124,,кл. G 11 В 15/46, 1988.... ЫУ,, 1672525 А1 (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи.

Цель изобретения — повышение точности регулирования средней скорости движения носителя обеспечивается путем определения значения суммы квадратов периодов вращения подающего и приемных узлов, которая реализована на основе использования соответствующих связей между блоками деления 20, сравнения 24 и регулирования 25. 1 ил.

1672525

j4:I(Ij3f3-Lf >3и . птно(. и>ся к приборо>.трое> !>>(! л L1>1p>3>30 к технике мл> >IL1313!>L1 злпи г 11, и м 0 K P T 6 >,l ò ь и с и о л ь з о я л н о в устрпиствэх B;lflL1oи нл магнитную ленту с приводом каждой кэтуц>ки от отдельного элекTðoä>3èãàт еля.

Цель изобретения г1овышение гочности регулирпнлния сред>3ей скорости движения носителя и упро>цение устройства.

На чертеже предс>лвлена структурная схема предллглами>о устройства регулирования скоросги дни>кения носителя магнитной записи.

Устройство содержит катушки с магнитной лентии 1 и 2, установленные соосно с

»ими приводные электродвигатели 3 и 4 и ганарлтор»>»а ppr«LIv>I 5 и 6 углонои скороc1LI. Длт I.Iêë 5 и 6 соеди13ены с входами преобрлзонлтелей 7 и 8 и>3тернзл-нзпряжеtIl1p., выход> которых под> -ю 3ены к входам блоков 9 и 10 низгедения в кнлдрат через фильгры 11 и 12 нижних чл T07. Выходы бI!î YOI 9 и 10 tloзведени I в квадрат подкл>0

«pны >: соотватсг>3у>ищим входам блока 13 су 1 1!1poBB>lll I. :.роме того, выходы 9 и 10 возведения в квлдрлг нагружены на Bxoptl первого 14 и второго 15 блока дифферанципавB>ILIII Ll первы: входы первого 16 и второго 17 блокл умножсния соответственно, Бторь>е входы первого 16 и второго 17 блока у>1ножения >1эгружл>от >зыходы соответстBet3lIo второго 15 и первого 14 блока дифференцирования, а выходы блоков умножения

16 и 17 подкл>о >аны к соотнетству>ощим входам блока 18 вычитания. Выход блока 18 вычитания черо", блок 19 определения абсол>отной вел» ин>I связан с вторым входом блока 20 деления. первь>й вход которого связан с выходим блока 13 суммирования, а выход нагружен IIB вход блока 21 управления, Блок 21 управления через усилители 22 и 23 мощности связан с приводными электродвигателями 3 и 4, На чертеже показан вариант выполнения блока 21 управления. Он состоит из последовательно соединенных блока 24 сравнения и блока 25 ре>улирования. Выход блока 25 рсгулиривлния подключен к входам первого 26 и в горого 27 ключей, выходы которых я>3ляк>гся вы>ходами блокл 21 управления, Входы блока 2 1 с>>B(I>IP>3LI>I являются входами блока 21 управления. 0>ILI подключены соотвеггтвенно v, входу блока 20 деления и L1cl04IILII . 28 опорно>о напряже>3ич.

Для обесп чения правильной работы блока

20 деления пр1 первом включении устройСТВ3 íà IIt.lX0Qл ораоб>пази(3лтеле>1 7 11 8 интервал I Boo_#_;>.B>ILI устлнавлLIBз>иT не к от о р ы е t I c!! l j I I »„; I L I ÿ > це и и у с т л н о в ки н л черта>ке >«пик;> .л> ь>) 5

jlo к(>млнда "Вперед" или "Плзлд", поступл>г»цей в Ьлпк 21 упрлнления, открывается соотнетсгну>ощий из ключей 26 и 27. там слмым зэ счет некоторо(о си> нала с блика 25 регулирования нкл>очается соответст вующий электродвигатель 3 или 4. Датчики

5 и 6 угловой скорости создают последовательнос>и импульсов, период следования которых содержит информацию о скорости вращения катушек 1 и 2, Б преобразователях 7 и 8 интервал напряжение обеспечивается преобразование интервалов отсчетов, соответствующих периоду следования импульсов, в пропорциональную величину напряжения и хранение этой величины в течение следующего интервала.

Преобрлзовлние этого ступенчатого напряжения в непрерывный аналоговый сигнал далее осущес>вляют фильтры 11 и 12 нижних «лгтпт. С в>»кодов блоков 9 и 10 возведеннь>а >3 квадрат сигналы, величины когорых пропорциональны квадрату периодов вращения катушек 1 и 2, поступа>от на вход блока 13 суммирования. После суммирования в блоке 13 полученный сигнал поступает нл первый вход блока 20 деления.

Кроме того, сигнллы с блоков 9 и 10 возведения B квлдрлт поступают на соответсгвующие блоки 14 и 15 дифференцирования и на первые входы блоков 16 и 17 умножения, нл вторые входы которых поступают сигналы с выходов блоков 15 и 14 дифференцирования соответственно. Выходнь>е сигналы блоков 16 и 17 умножения, величины которых пропорциональны произведению квадратов периодов вращения катушек 1 и 2 на производные во времени этих же величин противоположных каналов, поступлк>т нэ соответствующие входы блока

18 вычитания. Сигнал, пропорциональный разности этих сигналов с выхода блока 18 вычитания через блок 19 определения абсолютной величины, поступает на второй вход блока 20 деления. Сигнал с блока 20 деления, величина ко3орого пропорциональна от Io>LIB>IM>o величин сигналов, поступивших нэ второй и первый вход этого блока. поступает в блок 21 управления на первый вход блока 24 сравнения, формирующего сигнал рассогласования по результату сравнения величин поступившего сигнала на первый вход и опорно>о напряжения, поступающеfo с блока 28 опорного напряжения и определяющего требуемую величину линеиний скорости. Выходной сигнал с блока 24 сравнения через блок 25 регулирования и один из кл>ичай 26 и 27 обеспечивает управление рзбо1ой усилителей 22 или 23 мощности и свчз;>нны ; с >01;.1и приводных электродви>fl (0 I(l1 3 и 4, 16725?5 (2)

Кроме того, радиусы подающей и приемной катушек могут быть определены, как

R1 =- (3)

R2 = (4)

Подставив эти значения в (2) получим

ЧТ1 VTz2 Щ 2

+ — — — = — -+2 Ro

4лг 4лг или

R,(5) Ч = 2 л

12 +Т22

Ьлок 25 регулирования, включающий в себя интегрирующие и дифференцирующие звенья, предназначен для получения заданной переходной характеристики регулирования скорости движения ленты в накопителе, которая жестко связана с амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристиками этого блока. Конкретное выполнение блока 25 регулирования определяется кинематической схемой лентопротяжного механизма и инерционными и вязко-упругими свойствами отдельных его звеньев.

Сущность работы накопителя связана с тем. что при движении носителя выполняется следующее соотношение

V 4л(Т1 +Т2 ) о(тгг) г (Т1 ) с11 dt где V — скорость движения магнитной ленты;

m — толщина используемой ленты;

Т1, Тг — периоды вращения подающей и приемной катушек соответственно;

t — текущее время.

Справедливость этого выражения доказывается следующим образом.

Площадь сечения S1 подающей катуш-! ки с лентой определяется как

S1 лВ! = L1m 4 л о г где R1 — радиус подающей катушки с лентой;

Ro — радиус пустой используемой катушки.

Аналогично, определяется площадь сечения приемной катушки:

52= Л г =L2 и)+Л о

2 2 где Rz — радиус приемной катушки;

Lz — длина ленты на приемной катушке.

Иэ этих соотношений выразим сумму квадратов радиусов катушек, приняв во внимание, что L1+ Lz = L, где L — общая длина магнитной ленты

Г1родиффоренцируем левые и правые час ги выражений (3) и (4) dR1 Г1 dV V dT1 г11 2л dt 2л dt (6) 4 R2 d V V d T2 — -- — --- + - — — — . (7)

dt 2л dt 2л dt

Левые части обоих уравнений преобра10 зуем следующим образом аВ а К О m 2 a m — — — — — — — — — (8)

dt dp1 dt 2л Т1 Т1

dRz dRz d m 2л m — (9)

dt dpi dt 2л Tz Т2 т(Т1 +Тг)= (Т1 . 2Тг

4л dt о Т1) оt

V 4л(Т1 + Тг

2 б(Т2 ) 2 б(Т2 )) б1 dt

35 При обратном движении ленты величина знаменателя становится меньше нуля. поэтому чтобы оперировать только с положительными значениями скорости необходимо брать только абсолютное значение

40 знаменателя.

Поэтому

Ч 4 22 Т1 + Т2 ) (2 б Т2 ) 2 б (Т1 ))

45 dt dt что соответствует (1).

Решив совместно (10) и (5) получим (T1 -Тг ) — — — X

2 22V22LV (Я ) 2 < — + 8 л . (11) Т1 +Tz

55

Произведем оценку точности установки средней скорости движения ленты для известных решений и предложенного устройства от точности задания L, m и Ро.

Прологарифмируем (5) где р1 и рг -- углы поворота катушек 1 и 2.

Знак минус в первом выражении взят ввиду уменьшения радиуса к подающей катушки.

Решая совместно (6) и (7), исключив из них, и учитывая (8) и (9), получим

2V

16 72525

Ь Ч = 1и 2 л — In — — - + 2 Ro

1 L m г 2

2 — — + — +4-р (12) 15

V 2 — — +2

Lm р 2

Преобразуем величину mL/ л R, следу ощим образом

mL+ Ro2- R 2

20 п1(Л р 2 г

Р 2 2

Rî2 Rî2 25 где Rm — радиус катушки с полной лентой.

С целью обеспечения колебаний натяжения ленты в тракте в заданных границах отношение Rm и Ro, как правило, не превышает трех. 30

Поэтому положим для определенности, что

Rm — — =3.

mL — -- =8.

ЛРо

Подставив это значение в (12) и заменив дифференциалы на конечные приращения, получим итоговое выражение для погрешности установки средней скорости у известного решения (1);

Отсюда — =0,4 +-----1 +Q,2, (13) 45

V 1 m) R.

Для оценки точности предложен ного устройства, перепишем формулу (10) следующим образом:

1 Т1 — - — Т2

2 4 (Т22i 2 d (T12) ос сй гг, Прологариф лировав и продифференцировав левую и правую части получим

dV dm (I 4)

V m или через конечные приращения — ln (Т1 + Тг ).

1 2 2

Определим дифференциалы левой и 5 правой частей.

dV 1 gt л — d L + — d rn + 4 Ro d йо

Ч 2 im+2Ro2

Л 10

Преобразуем это выражение к виду

AV Ла (15)

V m

Предложенное техническое решение будет обладать меньшей погрешностью установки средней скорости если выполняется неравенство

2 + > 3, (16)

Ro полученное при сравнении (15) и (13), Для оценки точности устройства (2) произведен следующие преобразования.

Так как выражение (11) есть совместное решение (5) и (10), то можно решить совместно дифференциальные уравнения (12) и

d m (14), исключив — - . В итоге получим

dc

dV 2 б1 1 dRo — — — — — +—

V 3 С 3 R.

Или через конечные приращения

AV 2 AL 1 ARo

V 3 L 3 R.

Предложенное техническое решение будет обладать меньшей погрешностью установки средней скорости по сравнению с известным, если выполняется неравенство

2 — + — — > 3 — —, (18)

Al ЛRo Am

1 R, m полученное в результате сравнения (17) и (15).

Эквивалентность неравенств (16) и (18) обьясняется тем, что уравнение (11) есть совместное решение (5) и (10).

Кроме того, известное техническое решение (2) в ситуации, когда соблюдается неравенство (18), будет обладать худшей точностью установки среднеи скорости движения ленты даже по сравнению с известным решением (1), Таким образом, анализ заключительного неравенства (18) показывает, что применение предлагаемого устройства позволит обеспечить более высокую точность установки средней скорости движения ленты, например, при использовании катушки с фонограммои, записанной в студийных условиях, где нарезка ленты осуществляется, как правило, не по метражу, а по концу самой фонограммы, и в ряде других случаев, когда отсутствует информация о длине или о типе используемых катушек. Например, возможно использование предлагаемого устройства в накопителях на магнитной ленте, де предусматривается редактирование фонограм л с Ilot;îùüþ удаления или вклейки ччастков ленты, в результате чего общая длина ленты может существенно изменяться

1Я72525

Формула изобретения

Составитель С.Ботуз

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 2844 Тираж 328 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Устройство регулирования скорости движения носителя магнитной записи, содержащее подающую и приемные катушки, каждая из которых механически соединена с приводным двигателем и датчиком угловой скорости, усилители мощности, выходом соединенные с соответствующим приводным двигателем, первую и вторую цепочки из последовательно соединенных преобразователя временного интервала в напряжение, фильтра нижних частот, блока возведения в квадрат и блока умножения, блок суммирования, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков возведения в квадрат, блок вычитания, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго умножителей, вторые входы которых через блоки дифференцирования соединены с выходами второго и первого блоков возведения в квадрат, блок деления, первый вход которого соединен с выходом блока сумми5 рования, а второй вход через блок определения абсолютных величин — с выходом блока вычитания. и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования

10 средней скорости движения, в него введены блок сравнения, блок регулирования и два управляемых ключа, информационные входы которых соединены через блок регулирования с выходом блока сравнения, первый

15 вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а второй вход — с выходом блока деления, выходы управляемых ключей соединены с входами усилителей мощности соответствующих приводных

20 двигателей.