| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
唐 東雷 (株)東京精密, 中国室, (研究職)
森山 茂夫 (株)日立製作所, 中央研究所, 主任研究員
進士 忠彦 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (60272720)
佐藤 海二 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00215766)
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| Research Abstract |
本研究では,回転数10,000rpmでの回転精度が5nmの超精密磁気軸受を試作することを目的に,本年度は下記のことを行った.
(1)超精密磁気軸受(回転2自由度型)の機構・電気回路の設計・試作を行った.本機構は,2組の電磁石,電磁石固定部,センサ取付部,回転軸および軸の3自由度の運動を拘束する静圧空気軸受より構成される.フィードバックセンサとして,渦電流式(測定範囲0〜2nm,分解能2mm)と静電容量型(測定範囲±25mm,分解能10nm)の変位計を配置した.
(2)試作した磁気軸受の動的モデル作成し,電気的および機械的パラメータの同定を行った.また,そのモデルをもとに,古典制御理論と最適制御理論を適用し制御系の設計を行った.購入した磁場計測装置,インパルスハンマセット,解析装置は,モデルの同定ならびにコントローラの設計に使用した.
(3)上記の設計したコントローラを,購入した制御装置で実現し,軸の低速回転時と非回転時の制御実験を行った.
上記の試作したシステムにおいて,平成7年度の段階として以下の性能を達成している.
(1)非回転時の軸の位置決め分解能16nm
(2)回転時(90rpm)の軸の位置決め精度250nm
現状の試作磁気軸受の高速回転,高精度化を阻害している要因は,
(1)電源ノイズが原因となるセンサ性能の低下
(2)電磁石の制御力不足.
(3)デジタルコントローラの演算遅れ
(4)電磁石・回転軸に発生する渦電流,等が考えられる.
このため,平成8年度では,上記問題点を解決する機構,回路上の改良ならび,制御上の工夫により,更なる高速回転,高精度化を目指す.
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