JP6151927B2 - アクティブ除振装置 - Google Patents
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Description
以上が一般的な位置制御ループの制御回路を備えたアクティブ除振装置の構成である。
当該非干渉化制御ループの制御回路は、変位センサ3a乃至3fと、重心点変位座標変換演算部7と、非干渉化制御部10と、推力分配演算部9と、リニアモータ4a乃至4fとにより構成されている。
それぞれの式の、
xPryを(xPry−xG)、
xPrzを(xPrz−xG)、
xPlyを(xPly−xG)、
xPlzを(xPlz−xG)、
xPbzを(xPbz−xG)、
yPrzを(yPrz−yG)、
yPlzを(yPlz−yG)、
yPbxを(yPbx−yG)、
yPbzを(yPbz−yG)、
zPryを(zPry−zG)、
zPlyを(zPly−zG)、
zPbyを(zPby−zG)と置き換え、
xMryを(xMry−xG)、
xMlyを(xMly−xG)、
xMrzを(xMrz−xG)、
xMlzを(xMlz−xG)、
xMbzを(xMbz−xG)、
yMrzを(yMrz−yG)、
yMlzを(yMlz−yG)、
yMbxを(yMbx−yG)、
yMbzを(yMbz−yG)、
zMryを(zMry−zG)、
zMlyを(zMly−zG)、
zMbxを(zMbx−zG)と置き換え、
xiを(xi−xG)、
yiを(yi−yG)、
ziを(zi−zG)と置き換え、
xSryを(xSry−xG)、
xSrzを(xSrz−xG)、
xSlyを(xSly−xG)、
xSlzを(xSlz−xG)、
xSbzを(xSbz−xG)、
ySrzを(ySrz−yG)、
ySlzを(ySlz−yG)、
ySbxを(ySbx−yG)、
ySbzを(ySbz−yG)、
zSryを(zSry−zG)、
zSlyを(zSly−zG)、
zSbxを(zSbx−zG)と置き換え、
xAryを(xAry−xG)、
xArzを(xArz−xG)、
xAlyを(xAly−xG)、
xAlzを(xAlz−xG)、
xAbzを(xAbz−xG)、
yArzを(yArz−yG)、
yAlzを(yAlz−yG)、
yAbxを(yAbx−yG)、
yAbzを(yAbz−yG)、
zAryを(zAry−zG)、
zAlyを(zAly−zG)、
zAbxを(zAbx−zG)と置き換えればよい。
2r、2l、2b 弾性支持体
3a、3b、3c、3d、3e、3f 変位センサ
4a、4b、4c、4d、4e、4f リニアモータ
5a、5b、5c、5d、5e、5f 加速度センサ
6 位置目標値司令部
7 重心点変位座標変換演算部
8 位置制御部
9 推力分配演算部
10 非干渉化制御部
11r、11l、11b 空気バネアクチュエータ
12 空気バネアクチュエータ推力分配演算部
13 振動制御部
14 重心点振動座標変換演算部
15a、15b、15c、15d、15e、15f 積分器
Claims (12)
- アクティブ除振装置は、
除振対象物を搭載するための除振テーブルと、
前記除振テーブルを支持する複数の弾性支持体と、
前記除振テーブルの変位を計測するための複数の位置計測手段と、
前記除振テーブルを駆動する複数の駆動手段と、
前記除振テーブルに対する所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の目標変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの目標回転量とを出力する位置目標値司令部と、
前記複数の位置計測手段の出力を入力し、前記所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの回転量とを演算して出力する変位演算部と、
前記位置目標値司令部の出力と前記変位演算部の出力との差に基づき、前記所定の位置の点において該差に対応する並進力やトルクを演算して出力する位置制御部と、
前記変位演算部の出力を入力し、前記複数の弾性支持体のそれぞれの変位と弾性力とにより前記所定の位置の点において発生する、干渉を伴う運動を打ち消すための演算をして出力する非干渉化制御部と、
前記位置制御部の出力と前記非干渉化制御部の出力とに基づいて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力する推力演算部と、
を備える、
ことを特徴とする、アクティブ除振装置。 - 前記位置制御部の前記出力と前記非干渉化制御部の前記出力は互いに加算され、前記推力演算部に入力されることを特徴とする、請求項1に記載のアクティブ除振装置。
- 前記複数の駆動手段は、第1の複数の駆動手段と第2の複数の駆動手段とから構成され、
前記推力演算部は、第1の推力演算部と第2の推力演算部とから構成され、
前記第1の推力演算部は、前記位置制御部の前記出力を入力して、前記第1の複数の駆動手段に出力し、
前記第2の推力演算部は、前記非干渉化制御部の前記出力を入力して、前記第2の複数の駆動手段に出力する、
ことを特徴とする、請求項1に記載のアクティブ除振装置。 - 前記除振テーブルの加速度を計測するための複数の加速度計測手段と、
前記複数の加速度計測手段の出力を入力し、前記所定の位置の点における加速度と角加速度を演算して出力する振動演算部と、
前記振動演算部の出力を入力して積分し、前記所定の位置の点における速度と角速度を出力する複数の積分器と、
前記複数の積分器からの出力を入力し、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算をして出力する振動制御部と、
をさらに備え、
前記振動制御部の出力は、前記非干渉化制御部の前記出力に加算され、前記第2の複数の駆動手段に入力される、
ことを特徴とする、請求項3に記載のアクティブ除振装置。 - 前記所定の位置の点は、前記除振対象物と前記除振テーブルの重心である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。
- 前記複数の駆動手段は複数のリニアモータである、請求項1又は2のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。
- 前記第1の複数の駆動手段は複数の空気バネアクチュエータである、請求項3又は4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。
- 前記第2の複数の駆動手段は複数のリニアモータである、請求項3又は4のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置。
- 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のアクティブ除振装置を備える、嫌振装置。
- 除振対象物を搭載するための除振テーブルを備えるアクティブ除振装置を制御する方法は、
前記除振テーブルの複数の位置の変位を計測することと、
前記除振テーブルの前記複数の位置の変位から、所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の変位と、X軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの回転量とを演算することと、
前記所定の位置の点におけるX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の目標変位及びX軸まわり、Y軸まわり及びZ軸まわりの目標回転量と前記所定の位置の点における演算された変位及び演算された回転量との差に基づき、前記所定の位置の点において該差に対応する並進力やトルクを演算することと、
前記所定の位置の点における前記演算された変位や前記演算された回転量から、複数の弾性支持体のそれぞれの変位と弾性力により前記所定の位置の点において発生する、干渉を伴う運動を打ち消すための演算をすることと、
前記所定の位置の点において前記差に対応する前記並進力や前記トルクと、前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための演算結果とに基づいて、複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力することと、
を含む、
ことを特徴とする、アクティブ除振装置を制御する方法。 - 前記所定の位置の点において対応する前記並進力や前記トルクと前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための前記演算結果は互いに加算されて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する前記指令が出力されることを特徴とする、請求項10に記載のアクティブ除振装置を制御する方法。
- 前記除振テーブルの複数の位置の加速度を計測することと、
前記除振テーブルの前記複数の位置の加速度から、前記所定の位置の点における加速度と角加速度を演算することと、
前記所定の位置の点における前記加速度と前記角加速度を積分して、前記所定の位置の点における速度と角速度を得ることと、
前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度から、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算をすることと、
をさらに含み、
前記所定の位置の点において前記差に対応する前記並進力や前記トルクと、前記所定の位置の点において発生する前記干渉を伴う運動を打ち消すための演算結果と、前記所定の位置の点における前記速度と前記角速度を制御するための演算結果とに基づいて、前記複数の駆動手段のそれぞれに対する指令を出力することを特徴とする、請求項10に記載のアクティブ除振装置を制御する方法。
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