【手続補正書】
【提出日】平成29年8月9日(2017.8.9)
【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】
少なくとも第二支持体を備えた被制御体における少なくとも該第二支持体の軌道を制御する軌道制御装置であって、
前記被制御体のうち少なくとも前記第二支持体の所定の基準時刻における一般化座標及び一般化速度である第二支持体基準一般化座標と第二支持体基準一般化速度とを導出可能な基準情報を取得する基準情報取得手段と、
前記被制御体を、慣性系における固定支持体に振動自在に支持された第一支持体と、前記第一支持体に振動自在に並列に支持され、単振動子とした時の固有周期が等しい前記第二支持体および第三支持体と、を備え、前記第二支持体と前記第三支持体とを合わせた重心と前記第一支持体とからなる二体連成振動系の二つの固有角振動数の差の絶対値と所定の操作時間との積が２πの自然数倍となるように設定された三体振動系の一部である力学系とみなしたときに、前記基準情報に基づいて導出される前記第二支持体基準一般化座標及び前記第二支持体基準一般化速度と、前記基準情報に基づいて導出もしくは仮想的に定められる前記第一支持体の前記基準時刻における一般化座標及び一般化速度である第一支持体基準一般化座標及び第一支持体基準一般化速度と、前記基準時刻から前記操作時間後の時刻における前記第二支持体の一般化座標及び一般化速度である第二支持体目標一般化座標及び第二支持体目標一般化速度と、から決定される前記操作時間内の前記三体振動系の自由運動に基づいて定まる、前記操作時間内において前記被制御体に与える一般化座標の強制変位又は一般化外力の目標関数に基づいて、
前記基準時刻から前記操作時間経過までの間、前記被制御体の少なくとも一部に一般化座標の強制変位または一般化外力を与えることで、前記第二支持体の一般化座標及び一般化速度をフィードフォワード制御する制御手段と、
を備える軌道制御装置．
【請求項２】
前記基準情報取得手段は、前記基準時刻から前記操作時間経過後を新たな基準時刻として、前記基準情報を逐次定めた種々の長さの前記操作時間毎に繰り返し取得し、
前記制御手段は、前記基準時刻から前記操作時間経過後の前記第二支持体の一般化座標及び一般化速度が、前記第二支持体目標一般化座標及び前記第二支持体目標一般化速度に近づくように、前記フィードフォワード制御を行い、前記基準時刻から前記操作時間経過後を新たな基準時刻として、該フィードフォワード制御を繰り返し行う
請求項１に記載の軌道制御装置．
【請求項３】
前記被制御体は、固定支持体Aに移動自在に支持された前記第一支持体と、前記第一支持体に振動自在に支持された前記第二支持体と、を備えており、
該固定支持体Aは前記固定支持体からみて任意の静止位置に固定された支持体であり、前記基準情報取得手段は、前記第二支持体基準一般化座標、前記第二支持体基準一般化速度と、前記第一支持体基準一般化座標と、前記第一支持体基準一般化速度と、を導出可能な前記基準情報を取得し、
前記目標関数は、前記被制御体を前記三体振動系の一部である力学系とみなしたときに、前記基準情報に基づいて導出される前記第二支持体基準一般化座標、前記第二支持体基準一般化速度、前記第一支持体基準一般化座標、及び前記第一支持体基準一般化速度と、前記第二支持体目標一般化座標及び前記第二支持体目標一般化速度と、から決定される前記三体振動系の自由運動に基づいて定まる、前記操作時間の間において前記第一支持体に与える一般化座標の強制変位の目標関数であり、
前記制御手段は、前記目標関数に基づいて、前記基準時刻から前記操作時間経過までの間、前記第一支持体に前記一般化座標の強制変位を与えることで、前記フィードフォワード制御を行う、
請求項１又は２に記載の軌道制御装置．
【請求項４】
前記目標関数は、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第一支持体の一般化座標を前記第一支持体の一般化座標の原点とし、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第二支持体の一般化座標を前記第二支持体の一般化座標の原点とする、下記（式１）で表される一般化座標の強制変位関数X(t0+t')である、
請求項３に記載の軌道制御装置．
【数１】
2016045595.tif 000001
ただし、Δtは前記操作時間であり、
前記二体連成振動系の二つの固有角振動数のうち、大きい固有角振動数をω+＝（２ｐ＋１）π／Δt、小さい固有角振動数をω-＝π／Δt、ｐを自然数とする．
また、前記第二支持体基準一般化座標をxin、前記第二支持体基準一般化速度をvin、前記第一支持体基準一般化座標をXin、前記第一支持体基準一般化速度をVinとし、前記第二支持体目標一般化座標をxen、前記第二支持体目標一般化速度をvenとする．
また、（式１）は、前記第二支持体からなる単振動子の前記固有周期を2πとして代表時間とし、前記第二支持体の一般化質量を代表質量とした無次元化関数であり、t'=0〜Δtの範囲において成り立つ．さらにαpは（式２）を満たす任意の実数である．
【数２】
2016045595.tif 000002
【請求項５】
前記被制御体は、前記固定支持体と、前記固定支持体に振動自在に支持された前記第一支持体と、前記第一支持体に振動自在に支持された前記第二支持体と、を含み、
前記基準情報取得手段は、前記第二支持体基準一般化座標と、前記第二支持体基準一般化速度と、前記第一支持体基準一般化座標と、前記第一支持体基準一般化速度と、を導出可能な前記基準情報を取得し、
前記目標関数は、前記被制御体を前記三体振動系の一部である力学系とみなしたときに、前記基準情報に基づいて導出される前記第二支持体基準一般化座標、前記第二支持体基準一般化速度、前記第一支持体基準一般化座標、及び前記第一支持体基準一般化速度と、前記第二支持体目標一般化座標及び前記第二支持体目標一般化速度と、から決定される前記三体振動系の自由運動に基づいて定まる、前記操作時間の間において前記第一支持体に与える一般化外力の目標関数であり、
前記制御手段は、前記目標関数に基づいて、前記基準時刻から前記操作時間経過までの間、前記第一支持体に前記一般化外力を与えることで、前記フィードフォワード制御を行う、
請求項１又は２に記載の軌道制御装置．
【請求項６】
前記目標関数は、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第一支持体の一般化座標を前記第一支持体の一般化座標の原点とし、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第二支持体の一般化座標を前記第二支持体の一般化座標の原点とする、下記（式３）で表される一般化外力関数FIIp(t0+t')である、
請求項５に記載の軌道制御装置．
【数３】
2016045595.tif 000003
ただし、Δtは前記操作時間であり、
前記二体連成振動系の二つの固有角振動数のうち、大きい固有角振動数をω+＝（２ｐ＋１）π／Δt、小さい固有角振動数をω-＝π／Δt、ｐを自然数とする．
また、前記第二支持体基準一般化座標をxin、前記第二支持体基準一般化速度をvin、前記第一支持体基準一般化座標をXin、前記第一支持体基準一般化速度をVinとし、前記第二支持体目標一般化座標をxen、前記第二支持体目標一般化速度をvenとする．
また（式３）は、前記固有周期を2π、前記第二支持体の一般化質量を代表質量とした無次元化関数であり、t'=0〜Δtの範囲において成り立つ．
さらに、γは任意の正の実数である．
【請求項７】
前記被制御体は、固定支持体Dと、前記固定支持体Dに振動自在に支持された前記第二支持体と、を含み、
該固定支持体Dは該三体振動系における該第一支持体の釣り合い位置に固定された支持体であり、前記基準情報取得手段は、前記第二支持体基準一般化座標及び前記第二支持体基準一般化速度を導出可能な前記基準情報を取得し、
前記目標関数は、前記第二支持体および仮想として定めた前記第一支持体を、前記三体振動系の一部である力学系とみなし、前記固定支持体Dを前記三体振動系全体が釣り合い状態にある時の前記第一支持体の一般化座標に置いたときに、前記基準情報に基づいて導出される前記第二支持体基準一般化座標及び前記第二支持体基準一般化速度と、前記第一支持体基準一般化座標及び前記第一支持体基準一般化速度と、前記第二支持体目標一般化座標及び前記第二支持体目標一般化速度と、から決定される前記三体振動系の自由運動に基づいて定まる、前記操作時間の間において前記第二支持体に与える一般化外力の目標関数であり、
前記制御手段は、前記基準時刻から前記操作時間経過までの間、前記目標関数に基づいて前記第二支持体に前記一般化外力を与えることで、前記フィードフォワード制御を行う、
請求項１又は２に記載の軌道制御装置．
【請求項８】
前記目標関数は、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第一支持体の一般化座標を前記第一支持体の一般化座標の原点とし、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第二支持体の一般化座標を前記第二支持体の一般化座標の原点とする、下記（式４）で表される一般化外力関数FIII(t0+t')である、
請求項７に記載の軌道制御装置．
【数４】
2016045595.tif 000004
ただし、Δtは前記操作時間であり、
前記二体連成振動系の二つの固有角振動数のうち、大きい固有角振動数をω+＝（２ｐ＋１）π／Δt、小さい固有角振動数をω-＝π／Δt、ｐを自然数とする．
また、前記第二支持体基準一般化座標をxin、前記第二支持体基準一般化速度をvin、前記第一支持体基準一般化座標をXin、前記第一支持体基準一般化速度をVinとし、前記第二支持体目標一般化座標をxen、前記第二支持体目標一般化速度をvenとする．
また（式４）は、前記固有周期を2π、前記第二支持体の一般化質量を代表質量とした無次元化関数であり、t'=0〜Δtの範囲において成り立つ．さらにαpは（式２）を満たす任意の実数である．
【数５】
2016045595.tif 000005
【請求項９】
前記被制御体は、固定支持体Eに移動自在に支持された前記第二支持体であり、
該固定支持体Eは前記固定支持体からみて任意の静止位置に固定された支持体であり、前記基準情報取得手段は、前記第二支持体基準一般化座標及び前記第二支持体基準一般化速度を導出可能な前記基準情報を取得し、
前記目標関数は、前記被制御体を前記三体振動系の一部である力学系とみなしたときに、前記基準情報に基づいて導出される前記第二支持体基準一般化座標及び前記第二支持体基準一般化速度と、前記三体振動系において仮想的に定めた前記第一支持体基準一般化座標及び前記第一支持体基準一般化速度と、前記第二支持体目標一般化座標及び前記第二支持体目標一般化速度と、から決定される前記三体振動系の自由運動に基づいて定まる、前記操作時間の間において前記第二支持体に与える一般化外力の目標関数であり、
前記制御手段は、前記目標関数に基づいて、前記基準時刻から前記操作時間経過までの間、前記第二支持体に前記一般化外力を与えることで、前記フィードフォワード制御を行う、
請求項１又は２に記載の軌道制御装置．
【請求項１０】
前記目標関数は、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第一支持体の一般化座標を前記第一支持体の一般化座標の原点とし、前記三体振動系全体が釣り合い状態にあった場合の前記第二支持体の一般化座標を前記第二支持体の一般化座標の原点とする、下記（式５）で表される一般化外力関数FIV(t0+t')である、
請求項９に記載の軌道制御装置．
【数６】
2016045595.tif 000006
ただし、Δtは前記操作時間であり、
前記二体連成振動系の二つの固有角振動数のうち、大きい固有角振動数をω+＝（２ｐ＋１）π／Δt、小さい固有角振動数をω-＝π／Δt、ｐを自然数とする．
また、前記第二支持体基準一般化座標をxin、前記第二支持体基準一般化速度をvin、前記第一支持体基準一般化座標をXin、前記第一支持体基準一般化速度をVinとし、前記第二支持体目標一般化座標をxen、前記第二支持体目標一般化速度をvenとする．
また（式５）は、前記固有周期を2π、前記第二支持体の一般化質量を代表質量とした無次元化関数であり、t'=0〜Δｔの範囲において成り立つ．さらにαpは（式２）を満たす任意の実数である．
【数７】
2016045595.tif 000007
【請求項１１】
請求項６に記載の軌道制御装置であって、
導電体と一体となった前記第一支持体と、前記第一支持体の周囲に取り付けられた磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁場を制御できる磁場制御装置と、前記基準時刻の前記第二支持体と前記第一支持体の該振動方向の位置と速度とを取得可能な前記基準情報取得手段と、導電体から電気を外部に伝える送電手段と、を備え、
前記第二支持体には、外界の力によって、振動が励起されるように工夫されており、
前記導電体は、前記第一支持体の振動方向と垂直方向に通電できるように配置されており、
前記磁場発生手段は、前記振動方向と通電方向の両方に垂直に磁場を与えられるように配置されており、
前記第一支持体と一体になって振動する、前記導電体に流れる電流に対して働くローレンツ力が、
前記第二支持体と前記第一支持体の該振動方向の位置と速度に基づいて、振動する前記第二支持体の位置および速度を減少させるように、定められた一般化外力関数FIIp(t0+t')と、
等しくなるように、前記磁場発生手段の磁場を制御することにより、
前記第二支持体の振動を抑制し、かつ、
前記導電体に、速度起電力による電圧発生させて、送電電圧を増加させることができる、
前記第二支持体の振動エネルギーを、前記導電体を流れる電気エネルギーに変換する、軌道制御装置．
【請求項１２】
請求項８に記載の軌道制御装置であって、
導電体と一体となった前記第二支持体と、前記第二支持体の周囲に取り付けられた磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁場を制御できる磁場制御装置と、前記基準時刻の前記第二支持体の該振動方向の位置と速度とを取得可能な前記基準情報取得手段と、導電体から電気を外部に伝える送電手段と、を備え、
前記第二支持体には、外界の力によって、振動が励起されるように工夫されており、
前記導電体は、前記第二支持体の振動方向と垂直方向に通電できるように配置されており、
前記磁場発生手段は、前記振動方向と通電方向の両方に垂直に磁場を与えられるように配置されており、
前記第二支持体と一体になって振動する、前記導電体に流れる電流に対して働くローレンツ力が、
前記第二支持体の該振動方向の位置と速度に基づいて、振動する前記第二支持体の位置および速度を減少させるように、定められた一般化外力関数FIII(t0+t')と、
等しくなるように、前記磁場発生手段の磁場を制御することにより、
前記第二支持体の振動を抑制し、かつ、
前記導電体に、速度起電力による電圧発生させて、送電電圧を増加させることができる、
前記第二支持体の振動エネルギーを、前記導電体を流れる電気エネルギーに変換する、軌道制御装置．