2015 Fiscal Year Annual Research Report
遅延を考慮した６軸空圧式アクティブ除振システムの構築
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25420178
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
中村 幸紀 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (90574012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
涌井 伸二 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70334472)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 空圧式除振装置 / むだ時間 / 姿勢制御 / 圧力モード制御 / Smith法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，圧縮空気を空気ばねへ供給する際のむだ時間と除振台の姿勢制御を考慮した空圧式アクティブ除振システムを構築することが目的である．H27年度は，まずむだ時間が顕著に表れる環境下で，空気ばねに起因する共振・反共振の抑制手法を検討した．同共振は，制御系の不安定化や圧力帯域拡大の妨げの要因となる．その対策として，相対位置一階微分正帰還とSmith法を用いた手法を検討した．同手法により共振が抑制されることをボード線図，根軌跡など周波数特性に基づいて評価し，同結果の内容を国際会議IECONで発表した．
また，提案手法により空気ばね内圧の応答速度が改善されることを時間応答で評価した．さらに，むだ時間を含む場合の除振率について検討した．これまで相対位置一階微分正帰還により共振を抑制することで除振率は改善されることが知られていたが，むだ時間を含むとその大きさに応じて除振率が変化することを示した．同成果は論文誌Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturingに掲載された．
最後に，多自由度空圧式除振台に対する空気ばねの圧力管理について検討した．露光装置向けの除振台では，除振台の変位・加速度・圧力情報を用いた多重ループの制御系で構成されている．変位・加速度の制御では，運動モードごとに制御をおこなうモード制御が施されており，制御器調整の自由度が高いなどの利点がある．一方，圧力の制御については空気ばねごとに制御を行う独立制御が実装されている．そこで，むだ時間を含む場合の姿勢制御を改善するため圧力のモード制御を提案した．同手法により，調整自由度が改善されることを解析し，また除振台の回転運動が改善されることを実機検証した．これらの結果を電気学会制御研究会で発表した．
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