| 研究概要 |
テーブル駆動装置の滑り摺動面に発生する非線形摩擦は,テーブル精密軌跡制御時のトラッキングエラー等の原因となり,最終位置決め精度の低下を招くことが知られている。本研究では,特にテーブル駆動時の滑らかな運動方向逆転や微小送り動作時に問題となる非線形摩擦に対する精密モデリングとその補償に焦点を絞り,自律モデリングによる高精度摩擦補償を目指すものである。平成11年度から2年間に亘って行われる本研究に対して,平成11年度には発見的自己組織化法(以下 GMDH と略称)による非線形摩擦自律モデリングの構築とその汎化能力の検証を,供試テーブル駆動装置によって行った。その研究実績を纏めると,以下の通りである。
1.テーブル摺動面の潤滑や加速などの運転状態によって非線形に変化する摩擦に対して,GMDHを用いた多項式数学モデルを,モデル構造とそのパラメータ同定としてコントローラが創発的・自律的に獲得する手法を確立した。
2.自律モデリングに際して,白色ノイズによる多数の周波数成分を含む入出力供試データを用いて摩擦モデルを構築したことにより,運転状態,特に加減速度の変化に対するモデルの汎化能力を備えることが可能となった。その結果,元来持つ摩擦外乱に対する補償能力と併せて運転状況変化に対するロバスト能力を具備したテーブル駆動系のモーションコントローラの実現をみた。
3.本提案制御系は,実際のCNC旋盤に用いられているテーブル駆動システムに対する軌跡制御系に搭載され,軌跡制御特性試験の結果,旋盤に通常与えられるテーブル駆動軌跡を模擬した正弦波位置指令に対して,誤差2μm以下の軌跡制御精度による滑らかな速度方向反転を伴う軌跡制御精度が達成できた。
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