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JP4501115B2 - Positioning control method - Google Patents
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JP4501115B2 JP2005221287A JP2005221287A JP4501115B2 JP 4501115 B2 JP4501115 B2 JP 4501115B2 JP 2005221287 A JP2005221287 A JP 2005221287A JP 2005221287 A JP2005221287 A JP 2005221287A JP 4501115 B2 JP4501115 B2 JP 4501115B2
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Description

本発明は、X軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きX軸モータと、Y軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きY軸モータを配置した空気で浮揚するスライダを、固定された平面上を2次元方向に移動させて位置決めする位置決め制御方法に関する。
In the present invention, at least two X-axis motors with position sensors that are driven in the X-axis direction and at least two Y-axis motors with position sensors that are driven in the Y-axis direction are fixed to a slider that floats by air. The present invention relates to a positioning control method for positioning in a two-dimensional direction on a flat surface .

従来技術における平面サーボモータシステムを構築する位置決め制御装置は、図4のようになっている(例えば、特許文献1参照)。
図4において、11はスライダであり、12は格子プラテンであり、13はX平面ミラーであり、14はY平面ミラーであり、15はモータ部であり、16は上位コントローラ、17はXYサーボドライバ部、18はX1軸モータコア、19はX2軸モータコア、20はX1軸モータ、21はX2軸モータ、22はY1軸モータコア、23はY2軸モータコア、24はY1軸モータ、25はY2軸モータ、32は3軸レーザ干渉計、55はX軸位置・速度制御部、56はY軸位置・速度制御部、57は姿勢制御部、58はX1電流駆動インバータ、59はX2電流駆動インバータ、60はY1電流駆動インバータ、61はY2電流駆動インバータ、62は座標変換部である。スライダ11は固定物であるプラテンに対し空気などで浮揚しており、X軸方向にX1軸モータ20、X2軸モータ21の2個のモータを搭載し、Y軸方向にY1軸モータ22、Y2軸モータ23を搭載して、2次元平面を駆動できるようにしてある。制御系については、3次元レーザ干渉計によりスライダ位置が計測されるが、X座標に関して並列に2箇所計測し、その差分を計測することでヨーイング角を算出する。以上により、X座標位置、Y座標位置およびヨーイング座標θ角度を検出し、各座標ごとにフィードバック制御部55,56,63を有し、目標位置との偏差を評価し、推力指令を決定する。また、あらかじめピッチング角、ローリング角を実験的に測定した結果をテーブルとして制御系内部に格納しておき、検出したX軸座標、Y座標、θ座標に応じてピッチング角、ローリング角を考慮した電流指令を、姿勢制御部57にて演算し、各電流駆動インバータ58,59,60,61に電流振幅指令、転流角指令を出力している。
このように、従来の位置決め制御装置は、浮揚したスライダの姿勢を安定化してスライダの位置決めを実行しているのである。
特開2004−38426号公報(第12頁、図4)
A positioning control device for constructing a planar servo motor system in the prior art is as shown in FIG. 4 (see, for example, Patent Document 1).
In FIG. 4, 11 is a slider, 12 is a grating platen, 13 is an X plane mirror, 14 is a Y plane mirror, 15 is a motor unit, 16 is a host controller, and 17 is an XY servo driver. , 18 is an X1 axis motor core, 19 is an X2 axis motor core, 20 is an X1 axis motor, 21 is an X2 axis motor, 22 is a Y1 axis motor core, 23 is a Y2 axis motor core, 24 is a Y1 axis motor, and 25 is a Y2 axis motor, 32 is a 3-axis laser interferometer, 55 is an X-axis position / speed control unit, 56 is a Y-axis position / speed control unit, 57 is an attitude control unit, 58 is an X1 current drive inverter, 59 is an X2 current drive inverter, and 60 is A Y1 current drive inverter, 61 is a Y2 current drive inverter, and 62 is a coordinate conversion unit. The slider 11 is levitated by air or the like with respect to a platen that is a fixed object, and is equipped with two motors, an X1-axis motor 20 and an X2-axis motor 21, in the X-axis direction, and a Y1-axis motor 22, Y2 in the Y-axis direction. A shaft motor 23 is mounted so that a two-dimensional plane can be driven. As for the control system, the slider position is measured by a three-dimensional laser interferometer, and the yaw angle is calculated by measuring two points in parallel with respect to the X coordinate and measuring the difference therebetween. As described above, the X coordinate position, the Y coordinate position, and the yawing coordinate θ angle are detected, the feedback control units 55, 56, and 63 are provided for each coordinate, the deviation from the target position is evaluated, and the thrust command is determined. In addition, the results of experimentally measuring the pitching angle and rolling angle are stored in the control system in advance as a table, and the current considering the pitching angle and rolling angle according to the detected X-axis coordinate, Y-coordinate, and θ-coordinate. The command is calculated by the attitude control unit 57, and a current amplitude command and a commutation angle command are output to each current drive inverter 58, 59, 60, 61.
As described above, the conventional positioning control device stabilizes the attitude of the floated slider and executes the positioning of the slider.
Japanese Patent Laying-Open No. 2004-38426 (page 12, FIG. 4)

従来の位置決め制御装置は、スライダの質量中心位置および質量中心まわりの回転角を、X座標およびY座標のレーザ干渉計より計測された並列な2点間座標の和および差のみで演算している。実際には、スライダ上には負荷が搭載されるため、質量中心点はスライダの機械的中心位置には存しない。そのため、単に位置情報の和および差のみで質量中心に関する位置情報を演算したのでは、精度が悪くなる。そこで、質量中心位置を考慮した演算をすることが必要となるが、様々な負荷条件における質量中心位置を、その都度手作業で判断するのは非常に効率が悪く、またスライダに接続されたケーブルの張力などの影響により正確に計測することも困難となるなどの問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、スライダ上に何らかの負荷が搭載され、質量中心がすれた場合でも簡便に質量中心座標を演算し、それによる座標変換精度を向上させることで良好な位置制御性能を得ることができる位置決め制御装置および位置決め制御方法を提供することを目的とする。
The conventional positioning control apparatus calculates the mass center position of the slider and the rotation angle around the mass center only by the sum and difference of the coordinates between the two points measured in parallel by the X and Y coordinate laser interferometers. . Actually, since a load is mounted on the slider, the center point of mass does not exist at the mechanical center position of the slider. Therefore, if the position information regarding the center of mass is calculated only by the sum and difference of the position information, the accuracy is deteriorated. Therefore, it is necessary to perform calculations that take into account the center of mass position. However, it is very inefficient to manually determine the center of mass position under various load conditions, and the cable connected to the slider. There was a problem that it was difficult to measure accurately due to the influence of tension.
The present invention has been made in view of such problems, and even when some load is mounted on the slider and the center of mass passes, the center of mass coordinates are simply calculated, and the coordinate conversion accuracy thereby is improved. An object of the present invention is to provide a positioning control device and a positioning control method capable of obtaining good position control performance.

上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。   In order to solve the above problem, the present invention is as follows.

請求項1に記載の発明は、X軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きX軸モータと、Y軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きY軸モータを配置した空気で浮揚するスライダを、固定された平面上を2次元方向に移動させて位置決めする位置決め制御方法において、Y軸質量中心位置lyg11として座標変換を行いながら、X軸方向に一定加速aで駆動し(Step1)、Y軸質量中心位置lyg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx11を演算し(Step2)、Y軸質量中心位置lyg12として座標変換を行いながら、X軸方向に一定加速aで駆動し(Step3)、Y軸質量中心位置lyg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx12を演算し(Step4)、(dx11−dx12)および(lyg11−lyg12)およびそのときのX1軸モータ推力Fx11およびX2軸モータ推力Fx21よりY軸質量中心位置lyg10を算出し(Step5)、X軸質量中心位置lxg11として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定加速aで駆動し(Step6)、X軸質量中心位置lxg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy11を演算し(Step7)、X軸質量中心位置lxg12として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定加速aで駆動し(Step8)、X軸質量中心位置lxg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy12を演算し(Step9)、(dy11−dy12)および(lxg11−lxg12)およびそのときのY1軸モータ推力Fy11およびY2軸モータ推力Fy21よりX軸質量中心位置lxg10を算出する(Step10)、という手順をとったものである。
The invention described in claim 1 is levitated by air in which at least two X-axis motors with position sensors driven in the X-axis direction and at least two Y-axis motors with position sensors driven in the Y-axis direction are arranged. In the positioning control method of moving the slider in a two-dimensional direction on a fixed plane, the slider is driven at a constant acceleration a in the X-axis direction while performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg11 (Step 1). The rotational coordinate estimated disturbance dx11 around the mass center at the Y-axis mass center position lyg11 is calculated (Step 2), and the coordinate conversion is performed as the Y-axis mass center position lyg12, and the X-axis direction is driven at a constant acceleration a (Step 3). A rotation coordinate estimated disturbance dx12 around the mass center at the time of the Y-axis mass center position lyg12 is calculated (Step 4), (dx11-dx12), and The Y-axis mass center position lyg10 is calculated from (lyg11-lyg12) and the X1-axis motor thrust Fx11 and X2-axis motor thrust Fx21 at that time (Step 5), and the X-axis mass center position lxg11 is converted into the Y-axis direction. Is driven at a constant acceleration a (Step 6), a rotation center estimated disturbance dy11 around the center of mass at the X-axis mass center position lxg11 is calculated (Step 7), and the coordinate conversion is performed as the X-axis mass center position lxg12. Is driven at a constant acceleration a (Step 8), and the rotational coordinate estimated disturbance dy12 around the mass center at the X-axis mass center position lxg12 is calculated (Step9), (dy11-dy12) and (lxg11-lxg12) and Y1 at that time X-axis mass from shaft motor thrust Fy11 and Y2-axis motor thrust Fy21 Calculating a heart position lxg10 (Step10), in which took procedure of.

また、請求項に記載の発明は、X軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きX軸モータと、Y軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きY軸モータを配置した空気で浮揚するスライダを、固定された平面上を2次元方向に移動させて位置決めする位置決め制御方法において、Y軸質量中心位置lyg21として座標変換を行いながら、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step101)、Y軸質量中心位置lyg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx21を演算し(Step102)、Y軸質量中心位置lyg22として座標変換を行いながら、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step103)、Y軸質量中心位置lyg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx22を演算し(Step104)、(dx21−dx22)および(lyg21−lyg22)およびそのときのX1軸モータ推力の一定振幅値Fx12およびX2軸モータ推力の一定振幅値Fx22よりY軸質量中心位置lyg20を算出し(Step105)、X軸質量中心位置lxg21として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step106)、X軸質量中心位置lxg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy21を演算し(Step107)、X軸質量中心位置lxg22として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step108)、X軸質量中心位置lxg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy22を演算し(Step109)、(dy21−dy22)および(lxg21−lxg22)およびそのときのY1軸モータ推力の一定振幅値Fy21およびY2軸モータ推力の一定振幅値Fy22よりX軸質量中心位置lxg20を算出する(Step110)、という手順をとったものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided air in which at least two X-axis motors with a position sensor driven in the X-axis direction and at least two Y-axis motors with a position sensor driven in the Y-axis direction are arranged. In a positioning control method for positioning a levitating slider by moving it in a two-dimensional direction on a fixed plane , a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction while performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg21 (Step 101), a constant amplitude value dx21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the Y-axis mass center position lyg21 is calculated (Step 102), and the X-axis is obtained while performing the coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg22. Driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the direction (Step 103) and rotated around the center of mass at the Y-axis mass center position lyg22 A constant amplitude value dx22 of the target estimation disturbance is calculated (Step 104), from (dx21-dx22) and (lyg21-lyg22), and a constant amplitude value Fx12 of the X1-axis motor thrust at that time and a constant amplitude value Fx22 of the X2-axis motor thrust The Y-axis mass center position lyg20 is calculated (Step 105), and the X-axis mass center position lxg21 is driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction while performing coordinate conversion (Step 106). The constant amplitude value dy21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the center of mass at the position lxg21 is calculated (Step 107), and the coordinate conversion is performed as the X-axis mass center position lxg22, with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction. Drive (Step 108) and rotate around the center of mass when the X-axis center of mass position is lxg22 A constant amplitude value dy22 of the estimated target disturbance is calculated (Step 109), (dy21-dy22) and (lxg21-lxg22), and a constant amplitude value Fy21 of the Y1-axis motor thrust at that time and a constant amplitude value Fy22 of the Y2-axis motor thrust The X-axis mass center position lxg20 is calculated (Step 110).

請求項1または請求項2に記載の発明によると、外乱オブザーバ部の推定外乱を用いて質量中心位置を自動的に求めることができ、かつ、質量中心座標を変化させて2回駆動させた結果を用いることにより、スライダに接続されたケーブルの張力などによる一定外乱を除去して、精度よく質量中心位置をもとめることができ、その質量中心位置を用いて座標変換部を構成するので、良好な制御性能を得ることができる。
According to the first or second aspect of the invention, the center of mass position can be automatically obtained using the estimated disturbance of the disturbance observer unit, and the result of driving twice by changing the center of mass coordinates By removing the constant disturbance due to the tension of the cable connected to the slider, the mass center position can be obtained with high accuracy, and the coordinate conversion unit is configured using the mass center position. Control performance can be obtained.

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の位置決め制御装置例の構成概略図である。ここでは、各軸モータがX軸に2個、Y軸に2個搭載され、位置センサがX軸に2個、Y軸に2個の計4個搭載されている。図において、101は上位位置指令器、102は位置決め制御部、103は各電動力変換部への電圧発生用ゲート信号、104は外乱オブザーバ部、105は質量中心位置推定部、106は座標変換部、107はX1軸電動力変換部、108はX2軸電動力変換部、109はY1軸電動力変換部、110はY2軸電動力変換部、111はX1軸モータ、112はX2軸モータ、113はY1軸モータ、114はY2軸モータ、115はX1軸位置センサ、116はX2軸位置センサ、117はY1軸位置センサ、118はY2軸位置センサ、119はスライダ、120は位置決め制御装置である。本発明が特許文献1と異なる部分は、外乱オブザーバ部および質量中心位置推定部を設けているところである。これにより、スライダ負荷が変動し、質量中心位置が変化した場合であっても、外乱オブザーバ部で推定された推定外乱を用いて質量中心位置を演算することにより、座標変換部の各位置情報の精度が保たれるため、良好な制御性能を維持できる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a positioning control device of the present invention. Here, two motors for each axis are mounted on the X-axis and two on the Y-axis, and four position sensors are mounted on the X-axis and two on the Y-axis. In the figure, 101 is an upper position command device, 102 is a positioning control unit, 103 is a gate signal for voltage generation to each electric force conversion unit, 104 is a disturbance observer unit, 105 is a mass center position estimation unit, and 106 is a coordinate conversion unit. 107 is an X1 axis electric force converter, 108 is an X2 axis electric force converter, 109 is a Y1 axis electric force converter, 110 is a Y2 axis electric force converter, 111 is an X1 axis motor, 112 is an X2 axis motor, 113 Is a Y1 axis motor, 114 is a Y2 axis motor, 115 is an X1 axis position sensor, 116 is an X2 axis position sensor, 117 is a Y1 axis position sensor, 118 is a Y2 axis position sensor, 119 is a slider, and 120 is a positioning control device. . The present invention is different from Patent Document 1 in that a disturbance observer unit and a mass center position estimation unit are provided. As a result, even if the slider load fluctuates and the mass center position changes, by calculating the mass center position using the estimated disturbance estimated by the disturbance observer unit, each position information of the coordinate conversion unit is calculated. Since the accuracy is maintained, good control performance can be maintained.

図2は本発明実施例2の位置決め制御方法を示すフローチャートである。図において、201はY軸質量中心位置lyg11として座標変換し、X軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step1)、202はY軸質量中心位置lyg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx11を演算するステップ(Step2)、203はY軸質量中心位置lyg12として座標変換し、X軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step3)、204はY軸質量中心位置lxg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx12を演算するステップ(Step4)、205は(dx11−dx12)および(lyg11−lyg12)およびそのときのX1軸モータ推力Fx11およびX2軸モータ推力Fx21よりY軸質量中心位置lyg10を算出するステップ(Step5)、206はX軸質量中心位置lxg11として座標変換し、Y軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step6)、207はX軸質量中心位置lxg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy11を演算するステップ(Step7)、208はX軸質量中心位置lxg12として座標変換し、Y軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step8)、209はX軸質量中心位置lxg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy12を演算するステップ(Step9)、210は(dy11−dy12)および(lxg11−lxg12)およびそのときのY1軸モータ推力Fy11およびY2軸モータ推力Fy21よりX軸質量中心位置lxg10を算出するステップ(Step10)である。以下、処理の流れを図2に基づいて説明する。
まず、X1、X2、Y1、Y2の各軸センサからの信号が座標変換部106に入力され、それらの信号から、スライダ質量中心X座標位置X、スライダ質量中心Y座標位置Y、スライダ質量中心まわり角度θが導出される。例えば、位置センサX1におけるX座標をX1,位置センサX2におけるX座標をX2、位置センサY1におけるY座標をY1,位置センサY2におけるY座標をY2とすると、以下の式により、スライダ質量中心X座標X、スライダ質量中心Y座標位置Y、スライダ質量中心周り角度θが求められる。
FIG. 2 is a flowchart showing a positioning control method according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 201 is the coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg11 and is driven at a constant acceleration a in the X-axis direction (Step 1), 202 is the rotational coordinate estimation disturbance dx11 around the mass center at the Y-axis mass center position lyg11. Step of calculating (Step 2), 203 is coordinate conversion as Y-axis mass center position lyg12, step of driving at constant acceleration a in the X-axis direction (Step 3), 204 is rotation coordinates around mass center at Y-axis mass center position lxg12 Step (Step 4) for calculating the estimated disturbance dx12, 205 is a step for calculating the Y-axis mass center position lyg10 from (dx11-dx12) and (lyg11-lyg12) and the X1-axis motor thrust Fx11 and X2-axis motor thrust Fx21 at that time (Step 5), 206 is the X-axis mass center position l. Step of converting the coordinates as g11 and driving at a constant acceleration a in the Y-axis direction (Step 6), 207 calculating a rotational coordinate estimated disturbance dy11 around the center of mass at the X-axis mass center position lxg11 (Step 7), 208 is X A step of converting the coordinates as the axial mass center position lxg12 and driving at a constant acceleration a in the Y-axis direction (Step 8), and a step 209 calculating a rotational coordinate estimation disturbance dy12 around the mass center at the X-axis mass center position lxg12 (Step 9). , 210 is a step of calculating the X-axis mass center position lxg10 from (dy11-dy12) and (lxg11-lxg12) and the Y1-axis motor thrust Fy11 and Y2-axis motor thrust Fy21 at that time (Step 10). Hereinafter, the flow of processing will be described with reference to FIG.
First, signals from the X1, X2, Y1, and Y2 axis sensors are input to the coordinate conversion unit 106, and from these signals, the slider mass center X coordinate position X, the slider mass center Y coordinate position Y, and the slider mass center around The angle θ is derived. For example, if the X coordinate in the position sensor X1 is X1, the X coordinate in the position sensor X2 is X2, the Y coordinate in the position sensor Y1 is Y1, and the Y coordinate in the position sensor Y2 is Y2, the following equation is used to calculate the slider mass center X coordinate: X, slider mass center Y coordinate position Y, and slider mass center angle θ are obtained.

X=(1/L){(L−Ly)・X1+Ly・X2} ・・・(1)
Y=(1/L){(L−Lx)・Y1+Lx・Y2} ・・・(2)
θ=(1/2L){(X2−X1)+(Y1−Y2)} ・・・(3)
X = (1 / L) {(L-Ly) .X1 + Ly.X2} (1)
Y = (1 / L) {(L−Lx) · Y1 + Lx · Y2} (2)
θ = (1 / 2L) {(X2-X1) + (Y1-Y2)} (3)

ここで、Lはスライダ1辺の長さ、LyはスライダのY軸方向の質量中心までの長さ、LxはスライダのX軸方向の質量中心までの長さである。このように、各質量中心位置に関する情報を演算するのに、質量中心までの長さ情報が必要となり、その精度が制御性能を大きく左右することになる。その後、スライダ質量中心X座標位置X、スライダ質量中心Y座標位置Y、スライダ質量中心まわり角度θは、各座標の位置速度制御部へ送られ、上位位置指令器から出力される目標位置に対して制御がかけられる。ここでの制御はいわゆるPID制御でもかまわないし、H∞制御に代表されるようなアドバンスト制御でもかまわない。さらに各位置速度制御部より推力もしくはトルク指令が出力される。つまり、X位置速度制御部からは推力指令Fxが、Y位置速度制御部からは推力指令Fyが、θ位置速度制御部からはトルク指令τが出力される。     Here, L is the length of one side of the slider, Ly is the length to the center of mass of the slider in the Y-axis direction, and Lx is the length to the center of mass of the slider in the X-axis direction. Thus, in order to calculate the information regarding each mass center position, the length information to the mass center is required, and the accuracy greatly affects the control performance. Thereafter, the slider mass center X coordinate position X, the slider mass center Y coordinate position Y, and the slider mass center angle θ are sent to the position / velocity control unit of each coordinate, and are relative to the target position output from the upper position command device. Control is applied. The control here may be so-called PID control or advanced control represented by H∞ control. Further, a thrust or torque command is output from each position speed controller. That is, a thrust command Fx is output from the X position speed control unit, a thrust command Fy is output from the Y position speed control unit, and a torque command τ is output from the θ position speed control unit.

ここで、座標変換部で演算されたスライダ質量中心X座標位置X、スライダ質量中心Y座標位置Y、スライダ質量中心まわり角度θおよびX位置速度制御部からの推力指令Fx、Y位置速度制御部からの推力指令Fy、位置速度制御部からのトルク指令τは外乱オブザーバ部に入力される。ここでの外乱オブザーバは、各軸ごとに剛体系として構成されていればよく、その構成はいわゆる最小次元オブザーバ型でも、全次元オブザーバ(同一次元オブザーバ)でもよい。これらは、例えば文献「システム制御理論入門」(小郷寛、美多勉共著、実教出版株式会社(1979))などに掲載されているものでよい。   Here, the slider mass center X coordinate position X, the slider mass center Y coordinate position Y calculated by the coordinate converter, the slider mass center angle θ, the thrust command Fx from the X position speed controller, and the Y position speed controller The thrust command Fy and the torque command τ from the position / speed control unit are input to the disturbance observer unit. The disturbance observer here may be configured as a rigid system for each axis, and the configuration may be a so-called minimum-dimensional observer type or an all-dimensional observer (same-dimensional observer). These may be published in, for example, the document “Introduction to System Control Theory” (Koji Kogo and Tsutomu Mita, Jikkyo Publishing Co., Ltd. (1979)).

ここで質量中心まわりの座標系に着目する。まず、Y軸質量中心位置をLy=lyg11として座標変換し、X軸方向に一定加速aで駆動する(Step1)。このときの駆動時間、駆動距離は、そのときの機械的および仕様的制限により適当に決定されればよい。この一定加速中に、外乱オブザーバ部にて推定される、質量中心まわりの推定外乱をdx11とする(Step2)。このとき、X1軸モータの発生する推力Fx111およびX2軸モータの発生する推力Fx211および質量中心周りのトルクτ111との関係は以下で示される。   Here, attention is focused on the coordinate system around the center of mass. First, coordinate conversion is performed with the Y-axis mass center position as Ly = lyg11, and driving is performed at a constant acceleration a in the X-axis direction (Step 1). The driving time and driving distance at this time may be appropriately determined according to mechanical and specification restrictions at that time. During this constant acceleration, an estimated disturbance around the center of mass estimated by the disturbance observer unit is set to dx11 (Step 2). At this time, the relationship between the thrust Fx111 generated by the X1-axis motor, the thrust Fx211 generated by the X2-axis motor, and the torque τ111 around the center of mass is shown below.

τ111={Fx211(L−lyg11)−Fx111・lyg11}+d ・・・(4) τ111 = {Fx211 (L-lyg11) −Fx111 · lyg11} + d (4)

ここで、dはケーブル張力などの一定外乱である。このとき、真のY軸質量中心位置の座標をLy=lyg10とおき、lyg11=lyg10+Δy1とすると(4)式は以下のように変形される。   Here, d is a constant disturbance such as cable tension. At this time, if the coordinates of the true Y-axis mass center position are set as Ly = lyg10 and lyg11 = lyg10 + Δy1, the equation (4) is transformed as follows.

τ111
={Fx211・(L−lyg10−Δy1)−Fx111・(lyg10
+Δy1)}+d
={Fx211・(L−lyg10)−Fx111・lyg10}
−Δy1・(Fx111+Fx211)+d
=τ101+dx11 ・・・(5)
(∵τ101= Fx211(L−lyg10)−Fx111・lyg10 、
dx11=−Δy1・(Fx111+Fx211)+d )
τ111
= {Fx211 · (L-lyg10−Δy1) −Fx111 · (lyg10
+ Δy1)} + d
= {Fx211 · (L-lyg10) −Fx111 · lyg10}
-Δy1 · (Fx111 + Fx211) + d
= Τ101 + dx11 (5)
(∵τ101 = Fx211 (L-lyg10) −Fx111 · lyg10,
dx11 = −Δy1 · (Fx111 + Fx211) + d)

同様に、Step3にてlyg12=lyg10+Δy2=lyg10+Δy1+Δのとして一定加速で駆動し、そのときの推定外乱を求める(Step4)。そのとき、X1軸モータの発生する推力Fx112およびX2軸モータの発生する推力Fx212とすると、質量中心周りのトルクτ112は以下で求められる。   Similarly, driving is performed at a constant acceleration as lyg12 = lyg10 + Δy2 = lyg10 + Δy1 + Δ in Step 3, and an estimated disturbance at that time is obtained (Step 4). At that time, assuming that the thrust Fx112 generated by the X1-axis motor and the thrust Fx212 generated by the X2-axis motor, the torque τ112 around the center of mass is obtained as follows.

τ112={Fx212・(L−lyg10−Δy2)
−Fx112・(lyg10+Δy2)}+d
={Fx212・(L−lyg10)−Fx112・lyg10}
−Δy2・(Fx112+Fx212)+d
={Fx212・(L−lyg10)−Fx112・lyg10}
−Δy1・(Fx112+Fx212)−Δ・(Fx112+Fx212)+d
=τ102+dx12 ・・・(6)
(∵τ102= Fx212(L−lyg10)−Fx112・lyg10、
dx12=−Δy1・(Fx112+Fx212)
−Δ・(Fx112+Fx212)+d)
τ112 = {Fx212 · (L-lyg10−Δy2)
−Fx112 · (lyg10 + Δy2)} + d
= {Fx212 · (L-lyg10) −Fx112 · lyg10}
-Δy2 · (Fx112 + Fx212) + d
= {Fx212 · (L-lyg10) −Fx112 · lyg10}
−Δy1 · (Fx112 + Fx212) −Δ · (Fx112 + Fx212) + d
= Τ102 + dx12 (6)
(∵τ102 = Fx212 (L-lyg10) −Fx112 · lyg10,
dx12 = −Δy1 · (Fx112 + Fx212)
−Δ · (Fx112 + Fx212) + d)

外乱オブザーバ部にて推定されるのは、(5)式ではdx11、(6)式ではdx12であるから、dx11−dx12により、ケーブル張力などの一定外乱を差し引くことができ、結果、以下のような式を得る。
dx11−dx12
=−Δy1・(Fx111+Fx211)+Δy1・(Fx112+Fx212) +Δ・(Fx112+Fx212)
=Δy1(Fx112+Fx212−Fx111−Fx211)
+Δ・(Fx112+Fx212) ・・・(7)
Since the disturbance observer section estimates dx11 in the equation (5) and dx12 in the equation (6), a certain disturbance such as cable tension can be subtracted by dx11-dx12. Get the following formula.
dx11-dx12
= −Δy1 · (Fx111 + Fx211) + Δy1 · (Fx112 + Fx212) + Δ · (Fx112 + Fx212)
= Δy1 (Fx112 + Fx212−Fx111−Fx211)
+ Δ · (Fx112 + Fx212) (7)

(7)式中Δ、Fx111、Fx211、Fx112、Fx212は既知であるので、結局、Y軸質量中心位置からのズレ分Δy1を、(7)式から求めることができる。よって、質量中心Y軸座標lyg10を求めることができるのである(Step5)。 Since Δ, Fx111, Fx211, Fx112, and Fx212 in the equation (7) are already known, the deviation Δy1 from the Y-axis mass center position can be finally obtained from the equation (7). Therefore, the mass center Y-axis coordinate lyg10 can be obtained (Step 5).

X軸方向質量中心位置についても、Step1〜Step5と同様にしてY軸方向に一定加速で駆動することで、X軸方向質量中心位置lxg10を求めることができる(Step6〜10)。   As for the X-axis direction mass center position, the X-axis direction mass center position lxg10 can be obtained by driving at a constant acceleration in the Y-axis direction in the same manner as in Steps 1 to 5 (Steps 6 to 10).

このように、X軸方向、Y軸方向各々2種類の設定質量中心位置についての推定外乱を求めて真の質量中心位置を求める手順をとるので、ケーブル張力などの一定外乱の影響を差し引いて真の質量中心を求めることができ、結果精度よく質量中心位置座標を求めるので座標変換部での座標演算精度が増し、良好な制御性能を得ることができる。   As described above, since the procedure for obtaining the estimated mass center position by obtaining the estimated disturbance for the two types of set mass center positions in the X-axis direction and the Y-axis direction, the true mass center position is obtained. Since the center of mass position can be obtained with high accuracy, the coordinate calculation accuracy in the coordinate conversion unit can be increased and good control performance can be obtained.

図3は本発明実施例3の位置決め制御方法を示すフローチャートである。図において、301はY軸質量中心位置lyg21として座標変換し、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step101)、302はY軸質量中心位置lyg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx21を演算するステップ(Step102)、303はY軸質量中心位置lyg22として座標変換し、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step103)、304はY軸質量中心位置lyg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx22を演算するステップ(Step104)、305は(dx21−dx22)および(lyg21−lyg22)およびそのときのX1軸モータ推力の一定振幅値Fx12およびX2軸モータ推力の一定振幅値Fx22よりY軸質量中心位置lyg20を算出するステップ(Step105)、306はX軸質量中心位置lxg21として座標変換し、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step106)、307はX軸質量中心位置lxg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy21を演算するステップ(Step107)、308はX軸質量中心位置lxg22として座標変換し、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step108)、309はX軸質量中心位置lxg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy22を演算するステップ(Step109)、310は(dy21−dy22)および(lxg21−lxg22)およびそのときのY1軸モータ推力の一定振幅値Fy12およびY2軸モータ推力の一定振幅値Fy22よりX軸質量中心位置lxg20を算出するステップ(Step110)である。   FIG. 3 is a flowchart showing a positioning control method according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 301 is a step in which coordinates are converted as a Y-axis mass center position lyg21 and driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 101), 302 is a mass center around the Y-axis mass center position lyg21 A step of calculating a constant amplitude value dx21 of the rotational coordinate estimation disturbance (Step 102), 303 a coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg22, and a step of driving with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 103) , 304 is a step of calculating a constant amplitude dx22 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the Y-axis mass center position lyg22 (Step 104), 305 is (dx21-dx22) and (lyg21-lyg22) and the X1 axis at that time Constant amplitude Fx12 of motor thrust and constant X2 axis motor thrust A step of calculating the Y-axis mass center position lyg20 from the width value Fx22 (Step 105), 306 is a coordinate conversion as the X-axis mass center position lxg21, and a step of driving by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction (Step 106) ) 307 is a step of calculating a constant amplitude value dy21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the X-axis mass center position lxg21 (Step 107), and 308 is coordinate-transformed as the X-axis mass center position lxg22 and is constant in the Y-axis direction. A step of driving with a sinusoidal position command with an amplitude A (Step 108), 309 is a step of calculating a constant amplitude value dy22 of a rotational coordinate estimation disturbance around the center of mass at the X-axis mass center position lxg22 (Step 109), and 310 is (dy21) -Dy22) and (lxg21-lxg22) and its A step (STEP110) to calculate the X-axis centroid position lxg20 than a predetermined amplitude value Fy22 constant amplitude Fy12 and Y2-axis motor thrust Kino Y1-axis motor thrust.

実施例3でも、質量中心を求める演算式およびその考え方は実施例2と同一であるが、駆動パターンを実施例2ではX軸もしくはY軸の一方向に、一定加速で駆動するのに対し、実施例3では一定振幅正弦波状位置指令を与え、その際の推定外乱、推力指令の各一定振幅値を用いて求めることを特徴としている。具体的には、Y軸質量中心位置をLy=lyg21として座標変換し、その時のX軸方向に一定振幅正弦波状位置指令により駆動したときの質量中心まわり回転座標における推定外乱の最大振幅値をdx21、X1軸モータ推力指令の最大振幅値をFx121、X2軸モータ推力指令の最大振幅値をFX221とし、Y軸質量中心位置をLy=lyg22として座標変換し、その時のX軸方向に一定振幅正弦波状位置指令により駆動したときの質量中心まわり回転座標における推定外乱の最大振幅値をdx22、X1軸モータ推力指令の最大振幅値をFx122、X2軸モータ推力指令の最大振幅値をFX222としたとき、dx21とdx22の差は以下のように表される。   In the third embodiment, the calculation formula for obtaining the center of mass and the concept thereof are the same as those in the second embodiment. However, in the second embodiment, the driving pattern is driven in one direction of the X axis or the Y axis at a constant acceleration. The third embodiment is characterized in that a constant amplitude sinusoidal position command is given and obtained by using each estimated amplitude value of the estimated disturbance and thrust command at that time. Specifically, the coordinate transformation is performed with the Y-axis mass center position as Ly = lyg21, and the maximum amplitude value of the estimated disturbance in the rotational coordinates around the mass center when driven by a constant amplitude sinusoidal position command in the X-axis direction at that time is dx21. The maximum amplitude value of the X1-axis motor thrust command is Fx121, the maximum amplitude value of the X2-axis motor thrust command is FX221, and the Y-axis mass center position is Ly = lyg22. The coordinates are converted, and a constant amplitude sine wave in the X-axis direction at that time When the maximum amplitude value of the estimated disturbance in the rotational coordinates around the center of mass when driven by the position command is dx22, the maximum amplitude value of the X1-axis motor thrust command is Fx122, and the maximum amplitude value of the X2-axis motor thrust command is FX222, dx21 And dx22 are expressed as follows.

dx21−dx22
=−Δy1・(Fx121+Fx221)
+Δy1・(Fx122+Fx222)+Δ・(Fx122+Fx222)
=Δy1(Fx122+Fx222− Fx121−Fx221)
+Δ・(Fx122+Fx222) ・・・(7)
(∵Δy1:Y軸方向質量中心位置lyg20からの質量中心位置設定値のずれ、
Δ=lyg22−lyg21)
dx21-dx22
= −Δy1 · (Fx121 + Fx221)
+ Δy1 · (Fx122 + Fx222) + Δ · (Fx122 + Fx222)
= Δy1 (Fx122 + Fx222− Fx121−Fx221)
+ Δ · (Fx122 + Fx222) (7)
(∵Δy1: Deviation of mass center position set value from mass center position lyg20 in the Y-axis direction,
Δ = lyg22−lyg21)

上記より、dx21、dx22、Fx121、Fx221、Fx122、Fx222、Δは既知であるので、設定値と真の質量中心位置とのずれであるΔy1を求めることができ、結果、真の質量中心位置lyg20を求めることができる。ただし、このとき、dx21、Fx121、Fx221およびdx22、Fx122、Fx222が同位相の状態量となるように位置決め制御部の各軸制御則のアルゴリズムを調整する必要がある。具体的には、例えばいわゆる位置比例速度比例型フィードバック補償を用いることにより同位相化を実現できる。   From the above, since dx21, dx22, Fx121, Fx221, Fx122, Fx222, and Δ are known, Δy1 that is a deviation between the set value and the true mass center position can be obtained. As a result, the true mass center position lyg20 Can be requested. However, at this time, it is necessary to adjust the algorithm of each axis control law of the positioning control unit so that dx21, Fx121, Fx221 and dx22, Fx122, Fx222 have the same phase state quantity. Specifically, for example, the same phase can be realized by using so-called position proportional velocity proportional feedback compensation.

X軸方向質量中心位置についても、Step301〜Step305と同様にしてY軸方向に一定振幅正弦波状位置指令で駆動することで、X軸方向質量中心位置lxg20を求めることができる(Step306〜310)。   As for the X-axis direction mass center position, the X-axis direction mass center position lxg20 can be obtained by driving with a constant amplitude sinusoidal position command in the Y-axis direction in the same manner as in Step 301 to Step 305 (Steps 306 to 310).

このように、X軸方向、Y軸方向各々2種類の設定質量中心位置についての推定外乱を求めて真の質量中心位置を求める手順をとるので、実施例2と同様、ケーブル張力などの一定外乱の影響を差し引いて真の質量中心を求めることができ、結果精度よく質量中心位置座標を求めるので座標変換部での座標演算精度が増し、良好な制御性能を得ることができる。且つ、一定振幅の正弦波状位置指令で駆動させることにより、実施例2の場合と異なり、機械的駆動範囲の制限の厳しい仕様に対しても、微小振幅を設定することで、実施例2と同様の効果を得ることが可能となる。   In this way, the procedure for obtaining the true mass center position by obtaining the estimated disturbance for the two types of set mass center positions in each of the X-axis direction and the Y-axis direction is taken. Thus, the true mass center can be obtained by subtracting the influence of the above, and the mass center position coordinate is obtained with high accuracy. As a result, the coordinate calculation accuracy in the coordinate conversion unit is increased, and good control performance can be obtained. Also, by driving with a constant amplitude sinusoidal position command, unlike the case of the second embodiment, a minute amplitude is set even for a specification with a severe mechanical drive range restriction. It becomes possible to obtain the effect.

固定された平面、例えば平面モータシステムの各駆動モータの位置を計測することによって姿勢を安定化する制御を行うので、平面モータシステムの位置決め用途にも適用できる。   Since the control for stabilizing the posture is performed by measuring the position of each driving motor of a fixed plane, for example, a planar motor system, the present invention can be applied to the positioning application of the planar motor system.

本発明実施例1の位置決め制御装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the positioning control apparatus of Example 1 of this invention. 本発明実施例2の方法の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the method of Example 2 of this invention. 本発明実施例3の方法の処理手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the process sequence of the method of Example 3 of this invention. 従来の位置決め制御装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional positioning control device

符号の説明Explanation of symbols

11、119 スライダ
12 格子プラテン
13 X平面ミラー
14 Y平面ミラー
15 モータ部
16 上位コントローラ
17 XYサーボドライバ部
18 X1軸モータコア
19 X2軸モータコア
20、111 X1軸モータ
21、112 X2軸モータ
22 Y1軸モータコア
23 Y2軸モータコア
24、113 Y1軸モータ
25、114 Y2軸モータ
32 3軸レーザ干渉計
55 X軸位置・速度制御部
56 Y軸位置・速度制御部
57 姿勢制御部
58 X1電流駆動インバータ
59 X2電流駆動インバータ
60 Y1電流駆動インバータ
61 Y2電流駆動インバータ
62、106 座標変換部
101 上位位置指令器
102 位置決め制御部
103 各電動力変換部への電圧発生用ゲート信号
104 外乱オブザーバ部
105 質量中心位置推定部
107 X1軸電動力変換部
108 X2軸電動力変換部
109 Y1軸電動力変換部
110 Y2軸電動力変換部
115 X1軸位置センサ
116 X2軸位置センサ
117 Y1軸位置センサ
118 Y2軸位置センサ
120 位置決め制御装置
201 Y軸質量中心位置lyg1として座標変換し、X軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step1)
202 Y軸質量中心位置lyg1時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx1を演算するステップ(Step2)
203 Y軸質量中心位置lyg2として座標変換し、X軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step3)
204 Y軸質量中心位置lyg2時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx2を演算するステップ(Step4)
205 (dx1−dx2)および(lyg1−lyg2)およびそのときのX1軸モータ推力Fx1およびX2軸モータ推力Fx2よりY軸質量中心位置lygを算出するステップ(Step5)
206 X軸質量中心位置lxg1として座標変換し、Y軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step6)
207 X軸質量中心位置lxg1時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy1を演算するステップ(Step7)
208 X軸質量中心位置lxg2として座標変換し、Y軸方向に一定加速aで駆動するステップ(Step8)
209 X軸質量中心位置lxg2時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy2を演算するステップ(Step9)
210 (dy1−dy2)および(lxg1−lxg2)およびそのときのY1軸モータ推力Fy1およびY2軸モータ推力Fy2よりY軸質量中心位置lxgを算出するステップ(Step5)
301 Y軸質量中心位置lyg21として座標変換し、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step101)
302 Y軸質量中心位置lyg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx21を演算するステップ(Step102)
303 Y軸質量中心位置lyg22として座標変換し、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step103)
304 Y軸質量中心位置lyg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx22を演算するステップ(Step104)
305 (dx21−dx22)および(lyg21−lyg22)およびそのときのX1軸モータ推力の一定振幅値Fx12およびX2軸モータ推力の一定振幅値Fx22よりY軸質量中心位置lyg20を算出するステップ(Step105)
306 X軸質量中心位置lxg21として座標変換し、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step106)
307 X軸質量中心位置lxg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy21を演算するステップ(Step107)
308 X軸質量中心位置lxg22として座標変換し、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動するステップ(Step108)
309 X軸質量中心位置lxg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy22を演算するステップ(Step109)
310 (dy21−dy22)および(lxg21−lxg22)およびそのときのY1軸モータ推力の一定振幅値Fy12およびY2軸モータ推力の一定振幅値Fy22よりX軸質量中心位置lxg20を算出するステップ(Step110)
11, 119 Slider 12 Grating platen 13 X plane mirror 14 Y plane mirror 15 Motor unit 16 Host controller 17 XY servo driver unit 18 X1 axis motor core 19 X2 axis motor core 20, 111 X1 axis motor 21, 112 X2 axis motor 22 Y1 axis motor core 23 Y2-axis motor core 24, 113 Y1-axis motor 25, 114 Y2-axis motor 32 3-axis laser interferometer 55 X-axis position / speed control unit 56 Y-axis position / speed control unit 57 Attitude control unit 58 X1 current drive inverter 59 X2 current Drive inverter 60 Y1 current drive inverter 61 Y2 current drive inverter 62, 106 Coordinate conversion unit 101 Upper position command device 102 Positioning control unit 103 Voltage generation gate signal 104 to each electric force conversion unit Disturbance observer unit 105 Mass center position estimation unit 107 X Axis electric force converter 108 X2 axis electric force converter 109 Y1 axis electric force converter 110 Y2 axis electric force converter 115 X1 axis position sensor 116 X2 axis position sensor 117 Y1 axis position sensor 118 Y2 axis position sensor 120 Positioning control device 201 A step of converting the coordinates as the Y-axis mass center position lyg1 and driving in the X-axis direction at a constant acceleration a (Step 1)
202 Step of calculating a rotation coordinate estimated disturbance dx1 around the center of mass at the Y-axis center of mass position lyg1 (Step 2)
203 A step of converting the coordinates as the Y-axis mass center position lyg2 and driving at a constant acceleration a in the X-axis direction (Step 3)
204 Step of calculating rotation coordinate estimated disturbance dx2 around the mass center at the Y-axis mass center position lyg2 (Step 4)
205 (dx1-dx2) and (lyg1-lyg2) and a step of calculating the Y-axis mass center position lyg from the X1-axis motor thrust Fx1 and the X2-axis motor thrust Fx2 at that time (Step 5)
206 Step of converting the coordinates as the X-axis mass center position lxg1 and driving in the Y-axis direction at a constant acceleration a (Step 6)
207 Step of calculating a rotation coordinate estimated disturbance dy1 around the mass center at the X-axis mass center position lxg1 (Step 7)
208 Step of transforming the coordinates as the X-axis mass center position lxg2 and driving at a constant acceleration a in the Y-axis direction (Step 8)
209 Step of calculating a rotational coordinate estimated disturbance dy2 around the center of mass at the X-axis center of mass position lxg2 (Step 9)
210 A step of calculating the Y-axis mass center position lxg from (dy1-dy2) and (lxg1-lxg2) and the Y1-axis motor thrust Fy1 and Y2-axis motor thrust Fy2 at that time (Step 5)
301 A step of converting coordinates as the Y-axis mass center position lyg21 and driving with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 101)
302 Step of calculating a constant amplitude value dx21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the Y-axis mass center position lyg21 (Step 102)
303 A step of converting the coordinates as the Y-axis mass center position lyg22 and driving with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 103)
304 Step of calculating a constant amplitude value dx22 of the rotational coordinate estimated disturbance around the mass center at the Y-axis mass center position lyg22 (Step 104)
305 (dx21-dx22) and (lyg21-lyg22) and a step of calculating the Y-axis mass center position lyg20 from the constant amplitude value Fx12 of the X1-axis motor thrust at that time and the constant amplitude value Fx22 of the X2-axis motor thrust (Step 105)
306 Step of converting the coordinates as the X-axis mass center position lxg21 and driving with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction (Step 106)
307 Step of calculating a constant amplitude value dy21 of the rotational coordinate estimated disturbance around the mass center at the X-axis mass center position lxg21 (Step 107)
308 Step of converting the coordinates as the X-axis mass center position lxg22 and driving with a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction (Step 108)
309 Step of calculating a constant amplitude value dy22 of the estimated rotational coordinate around the mass center at the X-axis mass center position lxg22 (Step 109)
310 (dy21-dy22) and (lxg21-lxg22) and a constant amplitude value Fy12 of the Y1-axis motor thrust at that time and a constant amplitude value Fy22 of the Y2-axis motor thrust to calculate the X-axis mass center position lxg20 (Step 110)

Claims (2)

X軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きX軸モータと、Y軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きY軸モータを配置した空気で浮揚するスライダを、固定された平面上を2次元方向に移動させて位置決めする位置決め制御方法において、
Y軸質量中心位置lyg11として座標変換を行いながら、X軸方向に一定加速aで駆動し(Step1)、
Y軸質量中心位置lyg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx11を演算し(Step2)、
Y軸質量中心位置lyg12として座標変換を行いながら、X軸方向に一定加速aで駆動し(Step3)、
Y軸質量中心位置lyg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dx12を演算し(Step4)、
(dx11−dx12)および(lyg11−lyg12)およびそのときのX1軸モータ推力Fx11およびX2軸モータ推力Fx21よりY軸質量中心位置lyg10を算出し(Step5)、
X軸質量中心位置lxg11として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定加速aで駆動し(Step6)、
X軸質量中心位置lxg11時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy11を演算し(Step7)、
X軸質量中心位置lxg12として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定加速aで駆動し(Step8)、
X軸質量中心位置lxg12時の質量中心まわり回転座標推定外乱dy12を演算し(Step9)、
(dy11−dy12)および(lxg11−lxg12)およびそのときのY1軸モータ推力Fy11およびY2軸モータ推力Fy21よりX軸質量中心位置lxg10を算出する(Step10)、
という手順で処理をすることを特徴とする位置決め制御方法。
At least two X-axis motors with a position sensor driven in the X-axis direction and at least two Y-axis motors with a position sensor driven in the Y-axis direction are placed on a fixed plane with a slider that floats by air. In a positioning control method for positioning in a two-dimensional direction,
While performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg11, it is driven at a constant acceleration a in the X-axis direction (Step 1),
A rotation coordinate estimated disturbance dx11 around the mass center at the time of the Y-axis mass center position lyg11 is calculated (Step 2),
While performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg12, it is driven at a constant acceleration a in the X-axis direction (Step 3),
The rotation coordinate estimated disturbance dx12 around the mass center at the time of the Y-axis mass center position lyg12 is calculated (Step 4),
The Y-axis mass center position lyg10 is calculated from (dx11-dx12) and (lyg11-lyg12) and the X1-axis motor thrust Fx11 and X2-axis motor thrust Fx21 at that time (Step 5),
While performing coordinate conversion as the X-axis mass center position lxg11, drive at a constant acceleration a in the Y-axis direction (Step 6),
Calculate a rotational coordinate estimated disturbance dy11 around the mass center at the X-axis mass center position lxg11 (Step 7),
While performing coordinate conversion as the X-axis mass center position lxg12, drive at a constant acceleration a in the Y-axis direction (Step 8),
Calculate a rotational coordinate estimated disturbance dy12 around the mass center at the X-axis mass center position lxg12 (Step 9),
The X-axis mass center position lxg10 is calculated from (dy11-dy12) and (lxg11-lxg12) and the Y1-axis motor thrust Fy11 and Y2-axis motor thrust Fy21 at that time (Step 10).
A positioning control method characterized in that processing is performed according to the following procedure.
X軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きX軸モータと、Y軸方向に駆動する少なくとも2個の位置センサ付きY軸モータを配置した空気で浮揚するスライダを、固定された平面上を2次元方向に移動させて位置決めする位置決め制御方法において、
Y軸質量中心位置lyg21として座標変換を行いながら、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step101)、
Y軸質量中心位置lyg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx21を演算し(Step102)、
Y軸質量中心位置lyg22として座標変換を行いながら、X軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step103)、
Y軸質量中心位置lyg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dx22を演算し(Step104)、
(dx21−dx22)および(lyg21−lyg22)およびそのときのX1軸モータ推力の一定振幅値Fx12およびX2軸モータ推力の一定振幅値Fx22よりY軸質量中心位置lyg20を算出し(Step105)、
X軸質量中心位置lxg21として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step106)、
X軸質量中心位置lxg21時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy21を演算し(Step107)、
X軸質量中心位置lxg22として座標変換を行いながら、Y軸方向に一定振幅Aで正弦波状位置指令にて駆動し(Step108)、
X軸質量中心位置lxg22時の質量中心まわり回転座標推定外乱の一定振幅値dy22を演算し(Step109)、
(dy21−dy22)および(lxg21−lxg22)およびそのときのY1軸モータ推力の一定振幅値Fy21およびY2軸モータ推力の一定振幅値Fy22よりX軸質量中心位置lxg20を算出する(Step110)、
という手順で処理をすることを特徴とする位置決め制御方法。
At least two X-axis motors with a position sensor driven in the X-axis direction and at least two Y-axis motors with a position sensor driven in the Y-axis direction are placed on a fixed plane with a slider that floats by air. In a positioning control method for positioning in a two-dimensional direction,
While performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg21, it is driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 101).
A constant amplitude value dx21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the Y-axis mass center position lyg21 is calculated (Step 102),
While performing coordinate conversion as the Y-axis mass center position lyg22, it is driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the X-axis direction (Step 103),
A constant amplitude value dx22 of the rotational coordinate estimated disturbance around the mass center at the time of the Y-axis mass center position lyg22 is calculated (Step 104),
The Y-axis mass center position lyg20 is calculated from (dx21-dx22) and (lyg21-lyg22) and the constant amplitude value Fx12 of the X1-axis motor thrust at that time and the constant amplitude value Fx22 of the X2-axis motor thrust (Step 105),
While performing coordinate conversion as the X-axis mass center position lxg21, it is driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction (Step 106).
A constant amplitude value dy21 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the X-axis mass center position lxg21 is calculated (Step 107),
While performing coordinate conversion as the X-axis mass center position lxg22, it is driven by a sinusoidal position command with a constant amplitude A in the Y-axis direction (Step 108),
A constant amplitude value dy22 of the rotational coordinate estimation disturbance around the mass center at the X-axis mass center position lxg22 is calculated (Step 109),
The X-axis mass center position lxg20 is calculated from (dy21-dy22) and (lxg21-lxg22) and the constant amplitude value Fy21 of the Y1-axis motor thrust at that time and the constant amplitude value Fy22 of the Y2-axis motor thrust (Step 110).
A positioning control method characterized in that processing is performed according to the following procedure.
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