精密位置決め機構の制振アクセス・追従制御

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本研究では,フレキシブルアームのように多くの振動自由度を有する位置決め機構の制振アクセス制御法として,高振動数領域で大きな重みを有する周波数重み関数を考慮した評価関数を用いて制振加速度制御入力および制振軌道を導出し,これを用いた制振アクセス制御法を提案した.次に本制御法をすでに提案されている他の制御法と理論的に比較して,本制御法は短いアクセス距離に対しては残留振動抑圧特性の点で,また長いアクセス距離に対してはアクセス時間の点でこれまでの制御法に比べ優れていることを明らかにした.また実験により本制御法の有効性を示した.また追従制御に関しては,振動自由度がサーボ帯域の制限となる位置決め機構において,最低次固有振動数の変動および高次振動自由度の影響を構造的・非構造的不確定さとしてとらえて,H^∞制御理論およびμ設計法を用いて制御系を作成し,サーボ帯域の制限要因について考察した.その結果最低次固有振動数をモデル化し,その変動を構造的不確かさととらえることにより,サーボ帯域を向上させることが出来るが,高次振動自由度の影響によりサーボ帯域は制限されることを明らかにした.また本制御系設計法によれば±10%の固有振動数変動を仮定して,位置決め点の目標値との偏差情報のみを用いる場合には,サーボ帯域は機構の最低次固有振動数(ノミナル値)の1/5,駆動点の絶対変位をも利用できる場合にはサーボ帯域は機構の最低次固有振動数(ノミナル値)の1/3まで上げられることを明らかにした.