| 研究概要 |
本研究では,サブナノメートルの精度・分解能で数百立方以上の空間を駆動できる,高速・多自由度メカニズム(SNM)を実現することを目的とし,以下を行う.
(1) SNMの制御:機構のサブナノ領域に見られる非線形特性を積極的に利用するとともに,サブナノ領域からミリメートル領域を複合した高速・高精度モーション制御,特に,位置決め精度を研究する.
(2) SNMの駆動:サブナノモーションメカニズム用駆動微動アクチュエータとして,MEMS技術を利用した小型,軽量,高速・高精度アクチュエータの実現を目指す.
(3) SNMの案内・軸受:非接触案内・軸受により,運動時の摩擦を排除し,超精密,低発熱,高速,多自由度駆動を実現する.
以上の研究に対して,H14年度に行った研究内容と結果は以下の通りである.
(1) SNMの制御:H13年度に引き続き,空気ねじ,静圧空気案内,DCモータを用いた高精度位置決め機構に対して,精密位置決めのためのコントローラ設計を検討した.PIDや簡単な極配置を行うコントローラでも,十分ゲインを高く設計できれば,摩擦のあるシステムでも高精度な位置決めが可能なことを明らかにした.
(2) SNMの駆動:MBEにより成膜されたGaAs-Fe薄膜から,MEMS技術によりマイクロ梁を製作し,高磁場環境において,光の有無により梁の駆動が可能なことを世界で初めて実証した.
(3) SNMの案内・軸受:昨年度に引き続き高精度磁気軸受の制御方法に関して検討した.本年度は,誘導モータの周期的な外乱力を減少させる方法を中心に検討し,回転数5400rmpにおいて,30nmクラスの回転精度が実現可能なことを明らかにした.
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