次世代半導体・液晶製造装置のための機構と制御の統合設計
| Project/Area Number |
15J08488
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Control engineering/System engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大西 亘 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 非最小位相系 / 不安定零点 / 遅延 / 精密位置決め / 軌道追従制御法 / 軌道最適化 / マルチレートフィードフォワード / 連続時間不安定零点 / Preactuation / 機構と制御の統合設計 / 時間軸反転 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体や液晶製造に用いられる精密位置決めステージには，「高速駆動」，「高精度駆動」，「ステージの大型化」，という相矛盾した要求がなされている。それを達成するためには，高性能なフィードフォワード制御器と，高帯域なフィードバック制御器が必要である。しかしながら，制御対象が連続時間不安定零点や遅延のある「非最小位相系」であると，それらを達成するのが難しいという課題がある。昨年度は，連続時間不安定零点がある制御対象への，時間軸反転による状態変数軌道生成およびマルチレートフィードフォワード制御を用いた完全追従制御法を提案し，実験検証をした。本年は昨年度の知見を活かし，1) 有限時間Preactuationによる制約を考慮した正時間の完全追従制御法, 2) モード正準系を用いた数値的に強いマルチレートフィードフォワード制御法の提案，を行った。さらに，「非最小位相系」のもうひとつの原因である遅延に対し，特に空気圧アクチュエータを取り上げ，3) 空気圧アクチュエータの遅延補償による圧力制御の高帯域化，4) 空気圧アクチュエータの波動方程式を用いたモデル化と共振相殺，に取り組んだ。半導体や液晶製造装置のステージはスループット向上のため大型化している。そのため，それを駆動するリニアモータも大型化・大質量化し，さらに発熱が問題となっている。そこで，粗動ステージのリニアモータを軽量・安価・低発熱な空圧アクチュエータに置き換えることができれば，そのボトルネックが解消される。そこで，提案した遅延補償と共振相殺法により，優れた制御性能を達成できることが実験的に示された。以上をふまえて，機構のもたらす制約により，制御が難しいとされている非最小位相系に対しフィードフォワード制御・フィードバック制御の両面からアプローチをし，高速高精度位置決めが達成できたと結論づけ，博士論文として成果をまとめた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(22 results)
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[Presentation] Wave Equation Based Modeling and Vibration Cancellation for Pneumatic Cylinder2017
Author(s)
Wataru Ohnishi, Hiroshi Fujimoto, Pai-Hsueh Yang, Ping-Wei Chang, Bausan Yuan, Koichi Sakata, Atsushi Hara
Organizer
The 3rd IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
Place of Presentation
Nagaoka University of Technology, Nagaoka, Niigata, Japan
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