【手続補正書】
【提出日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流駆動型アクチュエータを制御対象とする駆動制御装置であって、
制御対象に対する指令に基づいて出力される速度指令と制御対象の速度との間の偏差である速度偏差に基づいて駆動電流指令を出力する速度制御手段と、
駆動電流指令に基づく駆動電流によって制御対象を駆動するドライバと、
ドライバの実駆動電流の積分演算によって速度フィードバック信号を生成し、速度制御手段に制御対象の速度としてフィードバックする積分フィードバック手段と、
を有することを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
積分フィードバック手段は、
制御対象をＭｓ2＋Ｄｓ＋ｋのモデルとして、ドライバの実駆動電流値にｓ／（ａ1ｓ2＋ａ2ｓ＋ａ3）の演算を行い、これを速度フィードバック信号とすることを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
積分フィードバック手段は、
制御対象をＭｓ2と近似して、ドライバの実駆動電流に１／ａ1ｓの演算を行い、これを速度フィードバック信号とすることを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
積分フィードバック手段は、アナログ回路によって積分演算を行うことを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
制御対象の位置を検出する位置検出手段と、
制御対象に対する位置指令と、位置検出手段によって検出された制御対象の位置との間の位置偏差に基づいて速度指令を出力する速度指令出力手段と、
を有することを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
制御対象の駆動方向に設けられ、制御対象の中立位置を設定する位置バランスバネと、
位置指令と中立位置との間の偏差である位置偏差に基づいて速度指令を出力する速度指令出力手段と、
を有することを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
電流駆動型アクチュエータは、振動抑制対象物に取り付けられ、
振動抑制対象の加速度を補償する補償加速度を制御対象に対する加速度指令とし、その制御対象に対する加速度指令に基づいて速度指令を出力する速度指令出力手段を有することを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置において、
電流駆動型アクチュエータは、振動抑制対象物に取り付けられ、
ドライバは、
速度制御手段からの駆動電流指令と、
振動抑制対象の加速度を補償する補償加速度に基づく補償駆動電流指令と、
に基づく駆動電流によって制御対象を駆動することを特徴とする電流駆動型アクチュエータ駆動制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
次に、電流駆動型アクチュエータを振動抑制対象に取り付けて振動除去装置として構成する例を説明する。図５は、振動除去装置１１０の構成を説明する図である。図５には、振動除去装置１１０の構成要素ではないが、振動除去の対象である定盤８と、定盤８が空気バネ等で据え付けられる基台６が図示されている。振動除去装置１１０は、振動除去の対象である対象物に取り付けて、その対象物の微小振動を除去する機能を有する。微小振動とは、対象物の変位に換算して、ｎｍからμｍ程度の大きさの振動で、対象物の機能、例えば、精密測定、精密加工、精密組立等の観点から無視できない振動である。なお、図５に示すＹ方向は、重力方向で、Ｘ方向は重力方向に垂直な水平方向である。以下の各図においても同様である。以下では、定盤８について除去対象の振動の加速度方向は、定盤８の面に平行な方向としてある。図５においては、定盤８の面は水平面であるので、除去対象の微小振動の加速度方向は、Ｘ方向である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
また、慣性体１６０の内部をＸ方向に貫通して設けられる連通路２００は、慣性体１６０の両端部と、筐体１５２との間に形成される流体室２０２，２０４を連通する機能を有する。これにより、両流体室２０２，２０４の流体圧を同じにすることができ、慣性体１６０のＸ方向の移動に対する流体圧の影響を抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
上記構成により、位置フィードバックループと速度フィードバックループとを有する振動除去装置１１０において、速度フィードバックを微分演算でなく、積分演算によって実行することができるので、微分演算による場合に比べ、高周波成分のノイズを抑制できる。また、速度フィードバックに関する回路構成をアナログ回路で構成できるので、ディジタル回路で構成する場合に比べ、コストを抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
特に、アクチュエータ１７０と慣性体１８０における可動部の物理モデルが、Ｍｓ2の項が他のＤｓ＋ｋの項に比べ支配的な場合は、速度演算器の構成が簡単になる。その様子を図８に示す。上記のように、保持バネ１８０，１８２は振動特性的に弱いバネで十分で、慣性体１６０の質量Ｍと、保持バネ１８０，１８２のバネ定数ｋとで定まる固有振動数が、０．１Ｈｚから１０Ｈｚ程度である。したがって、流体軸受部分における慣性体１６０の速度も低速であり、Ｄｓ＋ｋの項は、Ｍｓ2の項に比べ小さいことが多い。この場合には、速度演算器６８が、（ｓ／ａ1ｓ2）＝（１／ａ1ｓ）という演算機能を有することで十分となる。この演算機能は、単純積分であり、例えば、適当な容量素子で実現できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
このように、アクチュエータ１７０と慣性体１８０における可動部の物理モデルにおいて、質量項がダンピング項あるいはバネ定数項に比べ支配的な場合、速度演算器６８が適当な容量素子等で構成することができ、高周波ノイズを抑制できると共に、回路構成のコストを大幅に抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
変位センサ４２は、慣性体１６０側に取り付けられるプローブ鉄心軸２２４と、側板１５８に取り付けられプローブ鉄心軸２２４の周囲に配置される差動トランス２２６を含んで構成することができる。この場合、差動トランス２２６のＸ軸方向の空心に挿入されるプローブ鉄心軸２２４の挿入長さに応じて、差動コイル２２６の出力電圧が異なるので、この出力電圧に基づいて慣性体１６０の位置を求めることができる。変位センサ４２の出力は、筐体１５２に設けられる端子台を経由して、制御部１２０に伝送される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
なお、図１０、図１１のシステムに、さらに保持バネを設けることができる。その場合、保持バネは、慣性体１６０の移動方向の片側端にのみ設けてもよく、移動方向の両側端にそれぞれ設けるものとしてもよい。この場合、保持バネの特性等に応じ、速度演算器６８に代えて、速度演算器６６を用いるものとできる。また、図１０のシステムについて、振動除去対象の定盤８の面をＹ方向、すなわち、重力方向としてもよい。その場合には、慣性体１６０の重力方向の保持について、保持バネまたは図９で説明した流体室２０４に開口する釣合流体用流路２１２を設けるものとできる。