| 研究課題/領域番号 |
06452195
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
中田 毅 東京電機大学, 工学部, 教授 (50256632)
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| 研究分担者 |
小鍛冶 繁 機械技術研究所, 物理情報部, 室長
大沢 基明 東京電機大学, 工学部, 教授 (80147454)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
1996年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1995年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1994年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 光サーボ系 / 光アクチュエータ / PLZTセラミックス / 光ひずみ効果 / 光起電力効果 / 焦電効果 / ド-ピング |
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| 研究概要 |
1.光起電力効果の発現機構の解明.
光照射によって発生する光起電力効果の物理モデルとして、光強度に依存する電流源、光強度と温度に依存する電気抵抗がほぼ時間遅れなしに並列に形成され、これらと並列に温度に依存する電気容量が合成された電気的モデルが妥当であることを実験により検証し、光起電力効果の発現機構が明かにされた。
2.光アクチュエータの特性の改善
上で述べた電気的モデルから推定されるように、PLZT素子を用いた光アクチュエータの最大の欠点は、秒単位という遅い応答速度である。PLZT素子に紫外光を照射すると同時に加熱光を照射して、焦電効果による起電圧を重畳することにより、応答速度の改善を試み、起電圧の立上り時間は大幅に改善されたが、整定時間で評価すると必ずしも改善されない場合も発生した。しかし、加熱光を照射する時間を制御することにより応答速度を改善する見通しが得られた。また、不純物元素Wのド-ピングを行い、0.5mol%程度のドープ量が望ましいことが分かった。
3.光サーボ系の制御手法の開発
実用的な数十μm程度の変位を得るためにバイモルフ構造の光アクチュエータを製作し、その変位制御手法を検討した。単純なオン・オフ制御では、照射時間を制御する光シャッタの時間遅れ特性のため、定常状態において大きな定常振動を発生した。この欠点を補償するため、素子変位の現在値と現在速度を推定し、あるしきい値を設定して光シャッタの照射時間を制御する制御手法と、現在値と光シャッタの遅れ時間を考慮して今後照射すべき時間を予測するという予測制御手法を検討し、予測制御を行うと極めて良好な制御を実現できることが明らかになった。このような変位制御の最適化により、光アクチュエータの実システムへの応用の可能性が広がった。
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