超精密能動的除振システムの研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650188
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 岩田 義明 東京都立大学, 工学部, 助手 (70087196)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 登 東京都立大学, 工学部, 助手 (60087195) ; 川田 誠一 東京都立大学, 工学部, 助教授 (20152960)
• Keywords: 微小振動 / 振動絶縁 / 能動的除振法 / スカイフックダンパ / 静剛性 / 可変構造制御 / 非接触支持 / 磁気浮上

Research Abstract

1.精密能動的除振システムの第一段として,除振台を支持する空気ばねの内圧を直接制御することによって,従来の受動的なシステムに比べて静剛性を10^4(N/m)のオ-ダ-から10^5(N/m)台に高めることが可能になった。また床振動に対しては固有振動数を3H_zから1H_zに下げると共に,スカイフックダンパの実現化によって10^<ー2>galに加速度レベルを低くすることができた.しかし,本研究目的である荷重剛性を数十倍にし振動加速度詳容値を全周波数領域において10^<ー3>galの桁数することにはおよばなかった.この理由は空気ばねなどの接触部分による受動的要素に影響されたものと考えられる。
2.能動的除振システムの第二段として空気ばねの支持機構の横に電磁アクチュエ-タを取り付け,リレ-方式の可変構造制御(VSSC)を使用して,床振動の絶縁を行った.VSSCはシステムパラメ-タの変動や未知な非線形性に対して安定性,定常性特性でロバストなシステムが構成でき,また外乱が出力に影響を与えない出力零化制御系となる点で除振台の制御に適している。実験の結果,第一の方法より加速度レベルを低減することができたが,この手法では静剛性は高められない。
3.除振台の支持機構を非接触にするために,空気圧浮上式を変更して電磁力浮上方式の除振システムを設計および製作を行った。非接触支持機構にすることによって,摩擦などのパッシブ的な影響を受けないで,より完全なアクティブ型の除振システムが実現できて,超微小振動の絶縁が行えると考える。また磁気浮上方式は空気圧浮上と異なり,ほこりなで出ずクリ-ンル-ムで使用可能となる。今後,開発した磁気浮上システムを上記し1,2の制御手法を使用して,振動絶縁特性のシミュレ-ションおよび実験的検証を行う予定である。

Research Products

• [Publications] 岩田 義明,鈴木 登,他3名: "精密除振装置のアクティブコントロ-ル" 日本機械学会論文集(C編). 57. (1991)
• [Publications] 岩田 義明・内田 公夫: "除振システムのリレ-方式によるVSS制御" 日本機械学会論文集(C編). 57. (1991)