502 モータ駆動空気圧レギュレータを用いた除振台の冗長自由度を考慮したアクティブ制御
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概要
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本研究では,ベローズ型空気ばねによって支持される除振台を対象とし,ステッピングモータで駆動されるレギュレータのバルブを高速・高精度に開閉することにより空気圧をアクティブ制御し,振動の抑制とともに除振台の高精度な位置決めを目標とする.物理モデルの構築には,アクチュエータの数が冗長となることを考慮して,各アクチュエータの発生力を決定する手法を提案する.制御系は最適I型デジタルサーボ系を構成し,数値計算と実験を実施して制御性能を確認する.テーブルは剛体とし,テーブルの重心を原点とした座標系を設定する.3自由度振動系の運動方程式は MX+DX+KX=F^* (A1)と表すことができる.ただし, F^*=[F^* M^*_x M^*_y]^T (A2) であり,F^*は重心に作用するz軸方向の力,M^*_xおよびM^*_yはそれぞれx軸およびy軸まわりのモーメントである.座標(x_i,y_i)に配置された第iアクチュエータが発生すべき力f_iは,各アクチュエータが発生する力と各アクチュエータ発生力の平均値との間の誤差を評価に組込んだ評価関数 J=1/2α_x(M_x-M^*_x)^2+1/2α_y(M_y-M^*_y)^2+1/2α_F(F-F^*)^2+1/2α_ΔΣ^^N__<j=1>(f_j-F/N)^2 (A3)を用いて最小二乗法によって次のように求めることができる. f=[f_1 … f_n]^T=G^<-1>_1G_2W_αF^*=WF^* (A4) 最適I型デジタルサーボ系を構成し,鉛直方向の目標位置を1mm上昇させた場合の時刻歴応答を図A1に示す.テーブル中央の鉛直方向変位は約3秒で目標に到達し,十分な目標追従性能が得られている.
- 社団法人日本機械学会の論文
- 2006-08-06
著者
-
小林 幸徳
北海道大学大学院工学研究科
-
星野 洋平
北海道大学大学院工学研究科
-
小林 幸徳
北大
-
星野 洋平
北大院
-
小林 幸徳
北海道大学工学部
-
珍田 寛
藤倉ゴム工業(株)大宮工場
-
珍田 寛
藤倉ゴムエ業(株)大宮工場
-
中西 光章
藤倉ゴムエ業(株)
-
珍田 寛
藤倉ゴム工業
-
星野 洋平
北大
-
珍田 寛
藤倉ゴム
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