darm07darmmm4mmXBdnaGgedBdnaGgedesahPesahPdarmmXdarmXL R ki Time sTime s1µmTime s-3dB45HzFrequencyHzTime sTime s20µradTime s３．アクチュエータの位置決め性能評価 表１ アクチュエータのパラメータ また，制御パラメータγ，a0，a1，b0，b1，b2は電流フィードバックを１次遅れ要素に近似する目標値Xrから変位Xまでの閉ループ伝達関数の極を，複素平面内上の実軸上に安定な１点に配置することで，自動的に決定される． アクチュエータの制御はDSPシステム（DSP1103， dSPACE Corp.）を用いて行い，そのサンプリング周波数は10kHzである．磁気浮上システムの構成図を図７に示す．軸の変位を測定するための渦電流型変位センサの出力はセンサアンプで増幅された後にDSPボードのA/Dコンバータを介して制御用PCに送られる．コントローラで演算され，DSOボードのD/Aコンバータを介して，出力してコイル用アンプに与え，増幅されてコイルを駆動する．また，コイルに流れる電流を電流センサ（LA25-NP，LEM Corp.）で測定して電流フィードバックを行う． 図７ 磁気浮上システムの構成図 設計したコントローラをアクチュエータに適用してその性能の評価を行った．X軸方向に10µm，方向（X軸周りの方向）に1mradのステップ信号を入力するときの応答を図８に示す．実験結果から明らかなように，X方向に20％，方向に10％のオーバーシュートがみられた．オーバーシュートを低減するため，今後は制御パラメータを再チューニングすることが必要である． 軸を浮上させ，安定した状態でX軸方向に振幅2mm，周波数1Hzの正弦波，方向に振幅70mrad，周波数1Hzの正弦波を入力するときの実験結果を図９に示す．X軸方向には4mm，方向に70mradのフルストロークを実現できた．この機能を生かして，アシストガスを噴射するノズル開口の中心軸に対し，レーザ光軸を加工方向に偏心させることができる．また，板金の傾斜切断，彫刻やマーキング加工も可能になる． 図８ ステップ応答 図９ ストロック 図10 位置決め分解能 101HzFrequencyHz図11 周波数応答 m k c kv 0.7kg 7.56N/m 1.0Ns/m 7.47Vs/m 1.87mH 2.31Ω 3.84N/A i. i. また，図10と図11から，X軸方向と方向には位置決め分解能はそれぞれ1.0µmと20µrad，バンド幅は101Hzと45Hzを有することが明らかになった． まとめた磁気浮上アクチュエータの位置決め性能を表２に示す．試作したアクチュエータは，並進方向には1.0µmの位置決め分解能，4mmのストローク，傾き方向には20µradの位置決め分解能，70mradのストロークを実現した．また，アクチュエータのバンド幅はラジアル方向に100Hz，スラスト方向に70Hz，傾き方向に40Hz程度を有した．ただし，一部の位置決め性能が目標値に達していないため，今後はアクチュエータの制御系の再検討が必要である． (a) X軸方向 (b) 方向 (a) X軸方向 (b) 方向 (a) X軸方向 (b) 方向 -3dB(a) X軸方向 (b) 方向 − 266 −
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