Shigeru Futami

State Space Trajectory Tracking Control for Fast Nanometer Positioning

A new control algorithm for fast nanometer positioning is proposed. Conventional positioning with linear feedback control settles theoretically in an infinite time because of the constant feedback gain. In our positioning algorithm, the trajectory in the state space tracks a reference trajectory. This algorithm is equivalent to variable gain control. The positioning with this algorithm settles in a finite time with a target trajectory whose inclination is minus infinite at the target position. This algorithm is applied to the positioning of a one-axis linear stage with an AC linear motor and rolling ball guides. Experimental results show that the settling time is half of that with the conventional linear feedback control.

High Performance Technology in Servo Motors and Their Controls (Special Issue on High Performance Technology in Components for Linear Drive Systems)

サーボモータとその制御における,最近の高性能化技術について述べた.最近約10年におけるサーボモータとその制御装置における最大の変革は,DCサーボからACサーボへの変化,および制御装置のアナログからディジタル方式への変化である.サーボモータとその制御装置の高性能化を推進する主要な原動力は,(1)永久磁石,(2)半導体電力変換素子,および(3)マイクロコンピュータの性能向上である.これらの要因を中心に,最近約10年間にサーボモータのパワーレートは約3倍以上に,重量・容積は約1/8となった.大容量,高速のパワートランジスタにより,高精度で周波数応答特性が高い,サーボモータの駆動が可能となった.マイクロコンピュータの進歩により,安定で高精度なACサーボのトルク制御が実現された.制御装置全体の信頼性が格段に向上し,小型・軽量化が進んだ.さらに,マイクロコンピュータのソフトウェアの柔軟性により,従来なかったさまざまな新しい機能が追加されつつある.