JP2003021190A - Active vibration resistant device - Google Patents

Active vibration resistant device

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JP2003021190A
JP2003021190A JP2001208227A JP2001208227A JP2003021190A JP 2003021190 A JP2003021190 A JP 2003021190A JP 2001208227 A JP2001208227 A JP 2001208227A JP 2001208227 A JP2001208227 A JP 2001208227A JP 2003021190 A JP2003021190 A JP 2003021190A
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Japan
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vibration
actuator
signal
compensator
floor
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JP2001208227A
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Japanese (ja)
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Takashi Maeda
孝 前田
Isao Iwai
功 岩井
Shinji Wakui
伸二 涌井
Michio Yanagisawa
通雄 柳澤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/709Vibration, e.g. vibration detection, compensation, suppression or isolation

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the vibration resistant performance of an active vibration resistant device for performing floor vibration feed-forward control. SOLUTION: This active vibration resistant device is provided with a vibration resistant stand, a support mechanism for supporting the vibration resistant stand to prevent the vibration, an actuator for applying the control force to the vibration resistant stand, a displacement detecting means for detecting a displacement quantity of the vibration resistant stand in relation to the standard position thereof, a vibration measuring means for measuring the vibration of the vibration resistant stand, a speed sensor for measuring the vibration of a floor for installation of the vibration resistant stand, a first compensation unit 7 for compensating a target value of the displacement quantity of the vibration resistant stand in relation to the standard position and a differential signal of the output signal PO of the displacement detecting means for feedback to the actuator, second compensation units 9 and 12 for compensating the output signal AS and VS of the vibration measuring means for feedback to the actuator, and a third compensation unit 20 for compensating the speed signal based on the output signal FVS of the speed sensor for feedback to the actuator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、精密機器搭載用の
除振台を含む能動除振装置に関し、特に床振動の除振性
能を向上する能動除振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active vibration isolation device including a vibration isolation table for mounting precision equipment, and more particularly to an active vibration isolation device for improving vibration isolation performance of floor vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体露光装置等では、除振装置上にX
Yステージが搭載される。この除振装置は、空気バネ、
コイルバネ、防振ゴム等の振動吸収手段により振動を減
衰させる役割を担っている。しかし、これらの振動吸収
手段を備えた受動的除振装置においては、床から伝搬す
る振動についてはある程度減衰できても、除振装置上に
搭載されているXYステージ自身が発生する振動は有効
に減衰できないという問題がある。つまり、XYステー
ジ自身の高速移動によって生じる反力は除振装置を揺ら
せることとなり、この振動はXYステージの位置決め整
定性を著しく阻害する。さらに受動除振装置において
は、床から伝搬する振動の絶縁(除振)とXYステージ自
身の高速移動で発生する振動の抑制(制振)性能の間にト
ーレードオフの関係がある。これらの問題を解決するた
め、近年は能動除振装置が用いられる場合が多い。
2. Description of the Related Art In a semiconductor exposure apparatus or the like, X is placed on a vibration isolation device.
The Y stage is mounted. This vibration isolation device uses an air spring,
It plays the role of damping the vibration by the vibration absorbing means such as a coil spring and a vibration-proof rubber. However, in the passive vibration isolator equipped with these vibration absorbing means, although the vibration propagating from the floor can be attenuated to some extent, the vibration generated by the XY stage itself mounted on the vibration isolator is effective. There is a problem that it cannot be attenuated. That is, the reaction force generated by the high-speed movement of the XY stage itself causes the vibration isolator to oscillate, and this vibration significantly impairs the positioning stability of the XY stage. Further, in the passive vibration isolation device, there is a tore-off relationship between the insulation (vibration isolation) of the vibration propagating from the floor and the vibration suppression (vibration suppression) performance generated by the high speed movement of the XY stage itself. In order to solve these problems, an active vibration isolation device is often used in recent years.

【0003】能動除振装置は、除振台の振動を検出して
それをフィードバックする振動制御ループと、除振台を
所定の場所に定位させておくための位置制御ループとを
備えている。前者の振動制御ループが、受動的なものと
対比した能動除振装置の特徴となる。
The active vibration isolator comprises a vibration control loop for detecting the vibration of the vibration isolation table and feeding it back, and a position control loop for localizing the vibration isolation table at a predetermined location. The former vibration control loop is characteristic of active vibration isolation systems as opposed to passive ones.

【0004】能動除振装置の場合、原理的にはスカイフ
ックダンパ効果とスカイフックスプリング効果とを実現
することができる。例えば、エアアクチュエータを用い
た除振装置では、加速度フィードバックによって、加速
度信号がエアアクチュエータの積分特性で1階積分され
て速度の次元となり、機構系に対する操作量としてはダ
ンピング(粘性)として作用する。同様に、速度フィード
バックを行うと、エアアクチュエータの積分特性によっ
て位置の次元となり、機構系に対する操作量としてはス
プリング(ばね性)として作用する。したがって、加速度
フィードバックによってスカイフックダンパ効果が、速
度フィードバックによってスカイフックスプリング効果
が得られる。
In the case of the active vibration isolator, the skyhook damper effect and the skyhook spring effect can be realized in principle. For example, in a vibration isolation device using an air actuator, the acceleration signal is first-order integrated by the integral characteristic of the air actuator by acceleration feedback to become a dimension of velocity, and acts as damping (viscosity) as an operation amount for the mechanical system. Similarly, when velocity feedback is performed, the dimension of the position becomes a dimension due to the integral characteristic of the air actuator, and it acts as a spring (spring property) as an operation amount for the mechanical system. Therefore, the skyhook damper effect is obtained by acceleration feedback, and the skyhook spring effect is obtained by speed feedback.

【0005】ところで、従来の能動除振装置は、振動計
測手段の代表である加速度センサの出力をフィードバッ
クすることにより除振台に対する支持機構にダンピング
としての操作量を付与するものがほとんどである。つま
り、スカイフックダンパ効果のみが利用されている。能
動除振装置の能力を最大限に引き出すためには、スカイ
フックダンパ効果の利用に留まらず、スカイフックスプ
リング効果も利用することが望ましい。スカイフックダ
ンパとともにスカイフックスプリングを実装している能
動除振装置はいまのところほとんどない。
By the way, most of the conventional active vibration isolation devices give an operation amount as damping to a support mechanism for a vibration isolation table by feeding back an output of an acceleration sensor which is a representative of vibration measuring means. That is, only the skyhook damper effect is used. In order to maximize the performance of the active vibration isolation device, it is desirable to use not only the skyhook damper effect but also the skyhook spring effect. At present, there are almost no active vibration isolation devices that have skyhook springs mounted together with skyhook dampers.

【0006】これまでに、特願平11−9259号(能
動的除振装置、露光装置及び方法並びにデバイス製造方
法)において、スカイフックダンパはもちろんのことス
カイフックスプリング効果を有効に機能させるための装
置が提案されている。これは、スカイフックスプリング
効果を実現するために、加速度センサに代えて、速度セ
ンサを使用することを必須の要件としている。
In Japanese Patent Application No. 11-9259 (active vibration isolator, exposure apparatus and method, and device manufacturing method), not only the skyhook damper but also the skyhook spring effect has been effectively used. A device has been proposed. This makes it essential to use a speed sensor in place of the acceleration sensor in order to realize the skyhook spring effect.

【0007】また、装置設置基礎である床から伝搬する
振動の絶縁(除振)性能を高めるため、床から支持機構を
通り定盤へと伝搬する振動を検出し、支持機構を通して
伝搬してくる振動波形と逆の振動波形をアクチュエータ
に発生させることで床からの振動を相殺しようとする床
振動フィードフォワード制御が用いられている。
Further, in order to improve the insulation (vibration isolation) performance of the vibration propagating from the floor which is the foundation of the equipment installation, the vibration propagating from the floor to the surface plate through the support mechanism is detected and propagated through the support mechanism. The floor vibration feedforward control is used in which the vibration from the floor is canceled by causing the actuator to generate a vibration waveform opposite to the vibration waveform.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
床振動フィードフォワード制御では、未だ充分な床振動
の絶縁(除振)性能が実現されないという問題があっ
た。本発明の目的は、床振動フィードフォワード制御を
用いた能動除振装置における除振性能を向上することに
ある。
However, the conventional floor vibration feedforward control has a problem in that sufficient floor vibration insulation (vibration isolation) performance cannot be realized yet. An object of the present invention is to improve vibration isolation performance in an active vibration isolation device using floor vibration feedforward control.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明においては、従来の加速度センサに代えて速度セ
ンサを用いた床振動フィードフォワード制御を行う。す
なわち、本発明に係る第1の能動除振装置は、除振台
と、該除振台を防振支持する支持機構と、前記除振台に
制御力を加えるアクチュエータと、前記除振台の基準位
置に対する変位量を検出する変位検出手段と、前記除振
台の振動を計測する振動計測手段と、前記除振台を設置
する床の振動を計測する床振動計測手段である速度セン
サとを備え、除振台の除振制御を行う制御手段は、前記
除振台の基準位置に対する変位量の目標値と前記変位検
出手段の出力信号の差信号を補償して前記アクチュエー
タにフィードバックする第1の補償器と、前記振動計測
手段の出力信号を補償して前記アクチュエータにフィー
ドバックする第2の補償器と、前記速度センサの出力信
号に基づく速度信号を補償して前記アクチュエータにフ
ィードフォワードする第3の補償器とを備えたことを特
徴とする。速度センサとしては、例えばいわゆるサーボ
型速度センサやジオフォンセンサを用いることができ
る。
In order to solve the above problems, the present invention performs floor vibration feedforward control using a speed sensor instead of a conventional acceleration sensor. That is, the first active vibration isolation device according to the present invention includes a vibration isolation table, a support mechanism that supports the vibration isolation table for vibration isolation, an actuator that applies a control force to the vibration isolation table, and a vibration isolation table for the vibration isolation table. Displacement detecting means for detecting a displacement amount with respect to a reference position, vibration measuring means for measuring the vibration of the vibration isolation table, and a speed sensor which is a floor vibration measuring means for measuring the vibration of the floor on which the vibration isolation table is installed. The control means for controlling the vibration isolation of the vibration isolation table compensates the difference signal between the target value of the displacement of the vibration isolation table with respect to the reference position and the output signal of the displacement detection means, and feeds it back to the actuator. Compensator, a second compensator for compensating the output signal of the vibration measuring means and feeding back to the actuator, and a speed signal based on the output signal of the speed sensor for feedforward to the actuator. Characterized by comprising a third compensator that. As the speed sensor, for example, a so-called servo type speed sensor or a geophone sensor can be used.

【0010】本発明に係る第2の能動除振装置は、前記
第1の能動除振装置において、前記除振台を複数箇所に
おいて支持する複数の能動的支持脚を備え、前記アクチ
ュエータは各能動的支持脚に組み込まれたエアアクチュ
エータまたはリニアモータであり、各能動的支持脚に
は、その支持箇所の振動および位置をそれぞれ計測する
振動計測手段および位置計測手段が取り付けられてお
り、前記振動計測手段は加速度あるいは速度を検出する
センサであり、前記制御手段は、前記振動計測手段の出
力に基づいて前記アクチュエータの駆動制御を行うこと
により前記除振台に電気的なダンピング効果および前記
スプリング効果を付与するための加速度・速度フィード
バックループと、前記位置計測手段の出力に基づいて前
記アクチュエータの駆動制御を行うことにより所定の平
衡位置に定常偏差なく前記除振台を位置決めするための
位置フィードバックループとを備え、前記床振動に関し
ては前記速度センサの出力に基づく速度信号を用いて前
記アクチュエータを駆動するフィードフォワード制御を
行うことを特徴とする。
A second active anti-vibration device according to the present invention is the first active anti-vibration device, further comprising a plurality of active support legs for supporting the anti-vibration table at a plurality of points, and the actuators are provided with respective active support legs. Is an air actuator or a linear motor incorporated in a dynamic support leg, and each active support leg is provided with a vibration measuring means and a position measuring means for measuring the vibration and the position of the supporting point, respectively. The means is a sensor for detecting acceleration or speed, and the control means controls the drive of the actuator based on the output of the vibration measuring means to provide the damping table with an electrical damping effect and the spring effect. An acceleration / velocity feedback loop for imparting the force and a drive of the actuator based on the output of the position measuring means. A position feedback loop for positioning the vibration isolation table at a predetermined equilibrium position without steady deviation by performing control, and drives the actuator using a speed signal based on the output of the speed sensor for the floor vibration. It is characterized by performing feed-forward control to perform.

【0011】また、本発明に係る第3の能動除振装置
は、前記第2の能動除振装置において、各能動的支持脚
に組み込まれた前記エアアクチュエータの加圧力を計測
する加圧力計測手段が取り付けられており、前記制御手
段は、前記加圧力計測手段の出力に基づいて前記エアア
クチュエータの加圧力を制御するための加圧力フィード
バックループを備えたことを特徴とする。
Further, a third active vibration isolator according to the present invention is, in the second active vibration isolator, a pressurization force measuring means for measuring a pressurization force of the air actuator incorporated in each active support leg. Is attached, and the control means is provided with a pressurizing force feedback loop for controlling the pressurizing force of the air actuator based on the output of the pressurizing force measuring means.

【0012】また、本発明に係る第4の能動除振装置
は、前記第1〜3の能動除振装置において、前記床振動
計測手段としての速度センサの検出出力に対して位相遅
れ補償もしくは位相進み補償を施しまたは周波数特性の
整形を行う第1の補償手段を備え、この第1の補償手段
の出力信号に基づいて前記フィードバック制御を行うこ
とを特徴とする。
A fourth active vibration isolator according to the present invention is the active vibration isolator according to any one of the first to third aspects, wherein phase lag compensation or phase compensation is applied to the detection output of the speed sensor as the floor vibration measuring means. A first compensating means for performing advance compensation or shaping of frequency characteristics is provided, and the feedback control is performed based on an output signal of the first compensating means.

【0013】本発明に係る第5の能動除振装置は、前記
第1〜4の能動除振装置において、前記振動計測手段は
速度信号を出力する速度センサであり、前記第2の補償
器は該速度センサの速度信号を補償して前記アクチュエ
ータにフィードバックすることを特徴とする。
A fifth active vibration isolator according to the present invention is the active vibration isolator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the vibration measuring means is a speed sensor for outputting a speed signal, and the second compensator is The velocity signal of the velocity sensor is compensated and fed back to the actuator.

【0014】また、本発明に係る第6の能動除振装置
は、前記第1〜4の能動除振装置において、前記除振台
の速度を検出する前記振動計測手段としての速度センサ
と、この検出出力に対して位相遅れ補償もしくは位相進
み補償を施しまたは周波数特性の整形を行う第2の補償
手段とを備え、この第2の補償手段の出力に基づいて前
記フィードバック制御を行うことにより前記除振台に電
気的なスプリング効果を付与するものであることを特徴
とする。
A sixth active vibration isolator according to the present invention is, in the first to fourth active vibration isolators, a speed sensor as the vibration measuring means for detecting the speed of the vibration isolation table, and A second compensating means for performing phase lag compensation or phase lead compensation on the detection output or for shaping the frequency characteristic, and performing the feedback control based on the output of the second compensating means to remove the above It is characterized by imparting an electric spring effect to the shaking table.

【0015】[0015]

【作用】従来の能動除振装置では床振動フィードフォワ
ード制御を行う場合、床振動の検出に加速度センサが用
いられてきた。加速度センサ用いた場合、床振動フィー
ドフォワードするには絶対変位を得るために加速度セン
サ出力に2階の積分演算が必要となる。エアアクチュエ
ータを用いる場合、これが積分特性をもつので、補償器
においては1階の積分演算が必要である。
In the conventional active vibration isolator, an acceleration sensor has been used to detect floor vibration when performing floor vibration feedforward control. When an acceleration sensor is used, a floor vibration feedforward requires a second-order integral calculation on the output of the acceleration sensor to obtain an absolute displacement. When an air actuator is used, since it has an integral characteristic, the compensator needs a first-order integral operation.

【0016】また、エアアクチュエータに比較して応答
性の良いリニアモータを使用することで高周波域へのフ
ィードフォワードの効果を向上させることが期待され
る。しかしながら、リニアモータに床振動をフィードフ
ォワードする場合は補償器において2階の積分演算が必
要となる。
Further, it is expected that the effect of feedforward to the high frequency range will be improved by using a linear motor having a better response than the air actuator. However, when the floor vibration is fed forward to the linear motor, the compensator needs to perform the second-order integral calculation.

【0017】本発明の除振装置では床振動フィードフォ
ワード制御に用いる床振動計測手段として加速度センサ
に代えて、速度センサを使用する。床振動フィードフォ
ワード制御では、床振動計測手段の出力から絶対変位を
得、それを適切にアクチュエータへ入力することによ
り、床振動の伝達の抑制を実現する。ここで、加速度セ
ンサの出力から絶対変位を得るためには2階の積分演算
が必要であるが、速度センサの出力から絶対変位を得る
には1階の積分演算でよい。
In the vibration isolator of the present invention, a velocity sensor is used as the floor vibration measuring means used for the floor vibration feedforward control, instead of the acceleration sensor. In the floor vibration feedforward control, the absolute displacement is obtained from the output of the floor vibration measuring means, and the absolute displacement is appropriately input to the actuator, thereby suppressing the transmission of the floor vibration. Here, the second-order integral calculation is necessary to obtain the absolute displacement from the output of the acceleration sensor, but the first-order integral calculation may be used to obtain the absolute displacement from the output of the speed sensor.

【0018】ところで、加速度センサは直流から高周波
域まで検出可能であるとの前提で使用されるが、現実に
は、振動制御を施す構造物(除振台)においては、ほと
んどの場合、極低周波の加速度が実質的に存在していな
いため、この周波数領域の出力信号は構造物の振動とは
無関係な、加速度センサのノイズが支配的である。この
極低周波域のノイズを、低周波域の増幅度の高い積分処
理をしてアクチュエータに加えると、ドリフト等が発生
し構造物の姿勢制御が不安定になってしまう。このた
め、実用的には低周波域の加速度信号は低域カットのフ
ィルタリング処理を施す必要があり、結果として低周波
域での振動制御が有効に実現できない。
By the way, the acceleration sensor is used on the premise that it can detect from DC to high frequencies, but in reality, in a structure (vibration isolation table) for vibration control, in most cases, it is extremely low. Since substantially no frequency acceleration is present, the output signal in this frequency domain is dominated by acceleration sensor noise, which is independent of structural vibration. If the noise in the extremely low frequency range is subjected to integration processing with high amplification in the low frequency range and applied to the actuator, drift or the like will occur and the posture control of the structure will become unstable. Therefore, in practice, it is necessary to perform a low-frequency cut filtering process on the acceleration signal in the low frequency range, and as a result, vibration control in the low frequency range cannot be effectively realized.

【0019】一方、速度センサを用いた本発明の場合、
極低周波域の速度はこの領域の加速度に比べれば優勢に
検出可能であり、1階積分した絶対変位信号も有意な信
号として利用でき、動作の安定性が向上する。このよう
に、速度センサにより床振動を計測し、床振動フィード
フォワード制御を行うことにより床振動の伝達を抑制す
る能力(除振性能)を向上させることが可能となる。
On the other hand, in the case of the present invention using a speed sensor,
The velocity in the extremely low frequency region can be detected more dominantly than the acceleration in this region, and the absolute displacement signal obtained by first-order integration can also be used as a significant signal, improving the stability of operation. As described above, the floor vibration is measured by the speed sensor and the floor vibration feedforward control is performed, so that the ability to suppress the transmission of the floor vibration (vibration isolation performance) can be improved.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る能動除振装置の制御
系の構成を示すブロック図であり、図2は図1の能動除
振装置の除振台および能動的支持脚部分の構成を示す斜
視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system of an active vibration isolator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of a vibration isolation table and an active support leg portion of the active vibration isolator of FIG. It is a perspective view shown.

【0021】まず、剛体6自由度の運動姿勢を制御する
この能動除振装置の構造を、図2を参照しながら説明す
る。同図に示すように、この能動除振装置は概ね三角形
状を有する除振台1の剛体6自由度の運動姿勢を制御す
る機械構造を有する。同図において、2は除振台1に搭
載されたXYステージ、3(3−1、3−2および3−
3)は除振台1を支える能動的支持脚である。1脚の能
動的支持脚3の中には、鉛直方向と水平方向の2軸を制
御するために必要な個数の、振動計測手段である加速度
センサASと速度センサVS、位置計測手段としての位
置センサPO、圧力センサPR、サーボバルブSVおよ
びエアアクチュエータが内蔵されている。図中の「A
S」、「PO」等の符号に付けた記号は、図中の座標系
に従う方位と能動的支持脚3の配置場所を示す。例え
ば、「Y2」とはY軸方向であって左側に配置した能動
的支持脚3−2の中にあるものを指す。また、4は除振
装置を設置する床であり、床上の能動的支持脚近傍に床
の振動を計測する床振動計測手段である速度センサFV
Sが鉛直方向と水平方向の2軸を制御するために必要な
個数載置されている。
First, the structure of this active vibration isolator for controlling the movement posture of the rigid body 6 degrees of freedom will be described with reference to FIG. As shown in the figure, this active vibration isolation device has a mechanical structure for controlling the motion posture of a rigid body 6 degrees of freedom of the vibration isolation table 1 having a substantially triangular shape. In the figure, 2 is an XY stage mounted on the vibration isolation table 1 and 3 (3-1, 3-2 and 3-).
3) is an active support leg that supports the vibration isolation table 1. In one active support leg 3, the acceleration sensor AS and the speed sensor VS, which are vibration measuring means, and the positions as position measuring means, which are necessary to control the two axes of the vertical direction and the horizontal direction, are provided. A sensor PO, a pressure sensor PR, a servo valve SV and an air actuator are built in. "A in the figure
The symbols attached to the symbols such as "S" and "PO" indicate the azimuth according to the coordinate system in the figure and the location of the active support leg 3. For example, "Y2" refers to the active support leg 3-2 arranged on the left side in the Y-axis direction. Further, 4 is a floor on which a vibration isolation device is installed, and is a speed sensor FV which is a floor vibration measuring means for measuring the vibration of the floor near the active support legs on the floor.
S are mounted in the required number for controlling the two axes of the vertical direction and the horizontal direction.

【0022】次に図1を参照して、この能動除振装置の
制御系の構成を説明する。位置センサPO(PO−Z
1、PO−Z2、PO−Z3、PO−X1、PO−Y2
およびPO−Y3)の出力は位置目標値出力部5の出力
(Z10,Z20,Z30,X10,Y2 0,Y30)と比較され、
各軸の位置偏差信号(ez1,ez2,ez3,ex1,ey2,ey3
となる。これらの偏差信号は、除振台1の並進運動と各
軸回りの回転運動との、合計6自由度の運動モード位置
偏差信号(ex,ey,ez,eqx,eqy,eqz)を演算出力する
位置信号に関する運動モード抽出演算手段6に導かれ
る。その信号出力は、運動モードごとにほぼ非干渉で位
置の特性を調整する位置信号に関するゲイン補償器7
(第1の補償器)に導かれる。このループを位置フィー
ドバックループと呼ぶ。
Next, referring to FIG. 1, the active vibration isolator will be described.
The configuration of the control system will be described. Position sensor PO (PO-Z
1, PO-Z2, PO-Z3, PO-X1, PO-Y2
And the output of PO-Y3) is the output of the position target value output unit 5.
(ZTen, Z20, Z30, XTen, Y2 0, Y30),
Position deviation signal (ez1, Ez2, Ez3, Ex1, Ey2, Ey3)
Becomes These deviation signals correspond to the translational motion of the vibration isolation table 1 and
Motion mode position with a total of 6 degrees of freedom with rotational motion around the axis
Deviation signal (ex, Ey, EzEqxEqyEqz) Is calculated and output
Guided to the motion mode extraction calculation means 6 regarding the position signal
It The signal output is almost non-interfering for each motion mode.
Gain compensator 7 for position signal for adjusting position characteristics
(First compensator). Position this loop
It is called a dback loop.

【0023】次に加速度センサAS(AS−Z1、AS
−Z2、AS−Z3、AS−X1、AS−Y2およびA
S−Y3)および速度センサVS(VS−Z1、VS−
Z2、VS−Z3、VS−X1、VS−Y2およびVS
−Y3)の出力に基づくフィードバックループを説明す
る。速度センサVSは、速度を検出できるセンサであ
る。加速度信号を理想的には積分器に、現実的には疑似
積分器に通すことによってオープンで速度信号を出力す
るものとは異なる原理のもので、実公平6−28698
号公報(サーボ型受振器)に開示されているものや、永
久磁石とコイルの相対運動を利用した発電型のものなど
を前提とする。なお後述の床速度センサFVS(FVS
−Z1,FVS−Z2,FVS−Z3,FVS−X1,
FVS−Y2,FVS−Y3)も同様である。
Next, the acceleration sensor AS (AS-Z1, AS
-Z2, AS-Z3, AS-X1, AS-Y2 and A
S-Y3) and speed sensor VS (VS-Z1, VS-
Z2, VS-Z3, VS-X1, VS-Y2 and VS
A feedback loop based on the output of -Y3) will be described. The speed sensor VS is a sensor that can detect speed. The acceleration signal is ideally passed through an integrator, and actually, a pseudo integrator is used to open the velocity signal, which is different from the principle of outputting the speed signal.
It is premised that it is disclosed in Japanese Patent Publication (servo-type geophone), a power generation type utilizing relative motion of a permanent magnet and a coil, and the like. A floor speed sensor FVS (FVS
-Z1, FVS-Z2, FVS-Z3, FVS-X1,
The same applies to FVS-Y2 and FVS-Y3).

【0024】加速度センサASからの加速度信号は、必
要に応じて高周波ノイズを除去する等の適切なフィルタ
リング処理が施され、加速度信号に関する運動モード抽
出手段8への入力となる。その出力は、運動モード加速
度信号(ax,ay,az,aqx,aqy,aqz)となる。運動モ
ード加速度信号は、運動モードごとに最適なダンピング
が設定されるように、次段の加速度信号に関するゲイン
補償器9(第2の補償器)に導かれる。このゲインを調
整することによって運動モードごとに最適なダンピング
特性が得られる。
The acceleration signal from the acceleration sensor AS is subjected to appropriate filtering processing such as removal of high frequency noise as necessary, and is input to the motion mode extraction means 8 relating to the acceleration signal. Its output motion mode acceleration signals (a x, a y, a z, aq x, aq y, aq z) becomes. The motion mode acceleration signal is guided to the gain compensator 9 (second compensator) for the acceleration signal at the next stage so that the optimum damping is set for each motion mode. By adjusting this gain, optimum damping characteristics can be obtained for each motion mode.

【0025】速度センサVSからの速度信号は、必要に
応じて高周波ノイズを除去する等の適切なフィルタリン
グ処理が施され、速度信号に関する運動モード抽出手段
10への入力となる。その出力は、運動モード速度信号
(vx,vy,vz,vqx,vq y,vqz)となる。ただ
し、速度信号に関する運動モード抽出手段10の前段
に、すなわち速度センサVSの速度出力に対して速度信
号に関する位相補償器11(第2の補償手段)が挿入さ
れている。運動モード速度信号は、運動モードごとに最
適なバネ特性が設定されるように、次段の速度信号に関
するゲイン補償器12(第2の補償器)に導かれる。こ
のゲインを調整することによって運動モードごとのスカ
イフックスプリングを実現することができる。加速度信
号に関するゲイン補償器9(第2の補償器)の出力と速
度信号に関するゲイン補償器12(第2の補償器)の出
力は運動モードごとに加算され、PI補償器13の前段
にフィードバックされる。このフィードバックループを
加速度・速度フィードバックループと呼ぶことにする。
The speed signal from the speed sensor VS is required
Depending on the appropriate filter filter, such as removing high frequency noise.
Motion mode extraction means for the velocity signal
Input to 10. Its output is the motion mode velocity signal
(Vx, Vy, Vz, Vqx, Vq y, Vqz). However
Before the motion mode extraction means 10 relating to the speed signal
The speed output of the speed sensor VS.
Signal phase compensator 11 (second compensator) is inserted.
Has been. The motion mode velocity signal is maximum for each motion mode.
The speed signal of the next stage should be
To the gain compensator 12 (second compensator). This
By adjusting the gain of the
Ihook spring can be realized. Acceleration signal
Of the gain compensator 9 (second compensator) and the speed
Of the gain compensator 12 (second compensator) regarding the frequency signal
The force is added for each motion mode, and the force is added before the PI compensator 13.
Be fed back to. This feedback loop
We will call it the acceleration / velocity feedback loop.

【0026】ここで、速度信号に関する位相補償器11
(第2の補償手段)の役割について説明する。速度信号
に関する位相補償器11は、バンドパス形の周波数特性
を有する速度センサVSの出力における、特に低周波域
のゲインの落とし方およびこのようなゲイン特性と対に
なる低周波域の位相の進ませ方を踏まえ、速度出力の後
段に挿入したものである。速度信号に関する位相補償器
11における補償は位相遅れ補償もしくは位相進み補償
である。あるいは、位相補償器11を挿入することな
く、速度センサVSの出力そのものの低周波域のゲイン
および位相特性を、速度出力をフィードバックしたこと
による不安定性を招来しないように適切な周波数特性と
なるような補償をしてもよい。
Here, the phase compensator 11 for the velocity signal
The role of (second compensation means) will be described. The phase compensator 11 for the speed signal is used to reduce the gain of the speed sensor VS having a band-pass type frequency characteristic, particularly in the low frequency range, and to advance the phase advance in the low frequency range paired with such gain characteristic. It is inserted in the latter stage of the speed output in consideration of the one. The compensation in the phase compensator 11 for the speed signal is phase lag compensation or phase lead compensation. Alternatively, without inserting the phase compensator 11, the gain and phase characteristics of the output itself of the speed sensor VS in the low frequency range have appropriate frequency characteristics so as not to cause instability due to the feedback of the speed output. You may make compensation.

【0027】位置信号に関するゲイン補償器7の出力お
よび加速度・速度フィードバックループの負帰還信号は
加算され、PI補償器13を通って運動モード駆動信号
(d x,dy,dz,dqx,dqy,dqz)となり、各軸の
アクチュエータが発生すべき駆動力が得られるように、
運動モード分配演算手段14に導かれ、その出力は各軸
の駆動信号(dz1,dz2,dz3,dx1,dy2,d
3)となる。この駆動信号は、各軸に施されている加
圧力フィードバックループへの入力となっている。
The output of the gain compensator 7 for the position signal
And the negative feedback signal of the acceleration / velocity feedback loop is
The motion mode drive signal is added and passes through the PI compensator 13.
(D x, Dy, Dz, Dqx, Dqy, Dqz), And for each axis
In order to obtain the driving force that the actuator should generate,
It is guided to the motion mode distribution calculation means 14, and its output is for each axis.
Drive signal (dz1, Dz2, Dz3, Dx1, Dy2, D
y3). This drive signal is added to each axis.
Input to the pressure feedback loop.

【0028】加圧力フィードバックの原理については、
特開平10−256141号公報(能動的除振装置)に
開示されている。簡単に説明すると、この加圧力フィー
ドバックループにおいては、エアアクチュエータの内圧
を計測するための加圧力計測手段(圧力センサ)PR
(PR−Z1、PR−Z2、PR−Z3、PR−X1、
PR−Y2およびPR−Y3)の出力を、適切な増幅と
高周波ノイズ除去のためのフィルタリングを施す圧力検
出手段15に導き、この出力を、圧力信号に関するPI
補償器16(第4の補償器)の前段にフィードバックし
ている。
Regarding the principle of pressure feedback,
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-256141 (active vibration isolation device). Briefly, in this pressure feedback loop, the pressure measuring means (pressure sensor) PR for measuring the internal pressure of the air actuator is used.
(PR-Z1, PR-Z2, PR-Z3, PR-X1,
The outputs of PR-Y2 and PR-Y3) are led to the pressure detection means 15 which performs filtering for appropriate amplification and high frequency noise removal, and this output is applied to the PI relating to the pressure signal.
Feedback is provided to the front stage of the compensator 16 (fourth compensator).

【0029】圧力信号に関するPI補償器16の出力は
サーボバルブSVの弁開閉を行う電圧電流変換器(図
中、VI変換と略記)17に入力される。また、圧力信
号に関するPI補償器16の前段には、エアアクチュエ
ータの中立位置を定めるためのバイアス電圧が圧力目標
値出力部18から印加されている。なお、この加圧力フ
ィードバックループでは、エアアクチュエータの内圧
を、圧力センサに代表される加圧力計測手段PRによっ
て検出してフィードバックしているが、エアアクチュエ
ータが発生する荷重をロードセンサに代表される荷重計
測手段によって検出してこの出力を負帰還してなる荷重
フィードバックを構成したときにも上述の圧力フィード
バックループと同様の機能が実現できる。つまり、ここ
では、加圧力フィードバックループの中の圧力フィード
バックループを使って技術内容を説明している。
The output of the PI compensator 16 relating to the pressure signal is input to a voltage-current converter (abbreviated as VI conversion in the figure) 17 for opening and closing the servo valve SV. A bias voltage for determining the neutral position of the air actuator is applied from the target pressure value output unit 18 to the preceding stage of the PI compensator 16 regarding the pressure signal. In this pressing force feedback loop, the internal pressure of the air actuator is detected and fed back by the pressing force measuring means PR typified by a pressure sensor. However, the load generated by the air actuator is typified by the load sensor. The function similar to the above-mentioned pressure feedback loop can be realized also when the load feedback is constructed by negatively feeding back this output detected by the measuring means. That is, here, the technical content is described using the pressure feedback loop in the pressurization force feedback loop.

【0030】次に、本実施例において新規に設置され
た、床振動計測手段である床速度センサFVS(FVS
−Z1,FVS−Z2,FVS−Z3,FVS−X1,
FVS−Y2,FVS−Y3)について説明する。床速
度センサFVSからの速度信号は、必要に応じて高周波
ノイズを除去する等の適切なフィルタリング処理が施さ
れ、床速度信号に関する位相補償器19への入力とな
る。床速度信号に関する位相補償器19(第1の補償手
段)は、バンドパス形の周波数特性を有する床速度セン
サFVSの出力における、特に低周波域のゲインの落と
し方およびこのようなゲイン特性と対になる低周波域の
位相の進ませ方を踏まえたものであり、その補償は位相
遅れ補償もしくは位相進み補償である。あるいは、位相
補償器19を用いる代わりに床速度センサFVSの出力
そのものの低周波域のゲインおよび位相特性を、適切な
周波数特性となるように補償してもよい。
Next, a floor velocity sensor FVS (FVS, which is a floor vibration measuring means, is newly installed in this embodiment.
-Z1, FVS-Z2, FVS-Z3, FVS-X1,
FVS-Y2 and FVS-Y3) will be described. The velocity signal from the floor velocity sensor FVS is subjected to appropriate filtering processing such as removal of high frequency noise as necessary, and is input to the phase compensator 19 regarding the floor velocity signal. The phase compensator 19 (first compensating means) for the floor velocity signal is used to reduce the gain in the output of the floor velocity sensor FVS having a bandpass frequency characteristic, especially in the low frequency range, and to compare with such gain characteristic. It is based on how to advance the phase in the low frequency region, and the compensation is phase delay compensation or phase advance compensation. Alternatively, instead of using the phase compensator 19, the low-frequency gain and phase characteristics of the output itself of the floor speed sensor FVS may be compensated so as to have appropriate frequency characteristics.

【0031】床速度信号に関する位相補償器19の出力
は、床振動フィードフォワードに用いる床振動補償器2
0(第3の補償器)への入力となる。なお、本実施例に
おいて、床振動補償器20として例えば積分器を用いる
ことができる。したがって、床振動補償器20におい
て、入力信号に対し積分演算が施される。その出力はリ
ニアモータLM(LM−Z1,LM−Z2,LM−Z
3,LM−X1,LM−Y2,LM−Y3)に電流を通
電するドライバ21への入力となる。床振動補償器20
を適切に調整することによって除振台に伝達する床振動
の抑制を実現する。また、位相補償器19の出力を床振
動補償器20とは別の床振動補償器で処理して電圧電流
変換器17に加え、サーボバルブSV(SV−Z1,S
V−Z2,SV−Z3,SV−X1,SV−Y2,SV
−Y3)を制御する方法(図示せず)が有効な場合もあ
る。この場合は、床振動補償器に積分を必要としないこ
とが利点となる。さらに、周波数領域を別けて低周波域
はSV、高周波域はLMというように両方を制御する方
法(図示せず)も可能である。
The output of the phase compensator 19 relating to the floor velocity signal is the floor vibration compensator 2 used for the floor vibration feedforward.
0 (third compensator). In this embodiment, for example, an integrator can be used as the floor vibration compensator 20. Therefore, the floor vibration compensator 20 performs an integral operation on the input signal. The output is the linear motor LM (LM-Z1, LM-Z2, LM-Z
3, LM-X1, LM-Y2, LM-Y3) is an input to the driver 21 which supplies a current. Floor vibration compensator 20
The floor vibration transmitted to the anti-vibration table can be suppressed by properly adjusting. Further, the output of the phase compensator 19 is processed by a floor vibration compensator different from the floor vibration compensator 20 and added to the voltage / current converter 17, and the servo valves SV (SV-Z1, SV).
V-Z2, SV-Z3, SV-X1, SV-Y2, SV
In some cases, a method (not shown) for controlling -Y3) is effective. In this case, it is advantageous that the floor vibration compensator does not require integration. Further, a method (not shown) of controlling both the frequency regions such as SV for the low frequency region and LM for the high frequency region is also possible.

【0032】図3および図4を用いて速度センサによる
床振動フィードフォワード制御の優位性について説明す
る。図3は本実施例の構成、図4は従来の構成の一部を
1軸で表現している。
The superiority of the floor vibration feedforward control by the speed sensor will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 illustrates the configuration of this embodiment, and FIG. 4 illustrates a part of the conventional configuration with one axis.

【0033】図3は速度センサを用いた床振動フィード
フォワード制御を行った場合の構成を示している。加速
度、速度フィードバックループの出力信号がPI補償器
16に入力され、PI補償器16の出力がVI変換器1
7に入力されVI変換器17の出力がサーボバルブSV
に入力される。また、PI補償器16の入力には圧力セ
ンサPRの信号が圧力検出手段15で適切に信号処理さ
れフィードバックされる。さらに、エアアクチュエータ
の中立位置を定めるためのバイアス電圧が圧力目標値出
力部18から入力される。床速度センサFVSの出力は
床速度信号に関する位相補償器19により位相補償され
た後、床振動補償器20に入力され、床振動補償器20
の出力がドライバ21の入力になる。速度センサFVS
の出力からリニアモータLMへの床振動フィードフォワ
ード制御出力として絶対変位信号を得るために床振動補
償器20において1階の積分演算が必要となる。
FIG. 3 shows the configuration when floor vibration feedforward control using a speed sensor is performed. The output signal of the acceleration / speed feedback loop is input to the PI compensator 16, and the output of the PI compensator 16 is the VI converter 1.
7 and the output of the VI converter 17 is the servo valve SV.
Entered in. Further, the signal of the pressure sensor PR is appropriately processed by the pressure detection means 15 and fed back to the input of the PI compensator 16. Further, a bias voltage for determining the neutral position of the air actuator is input from the target pressure value output unit 18. The output of the floor velocity sensor FVS is phase-compensated by the phase compensator 19 relating to the floor velocity signal and then input to the floor vibration compensator 20.
Is the input of the driver 21. Speed sensor FVS
In order to obtain the absolute displacement signal as the floor vibration feedforward control output from the output of the above to the linear motor LM, the floor vibration compensator 20 needs the integral calculation of the first floor.

【0034】図4は従来の、加速度センサを用いた床振
動フィードフォワード制御を行った場合の構成を示して
いる。加速度、速度フィードバックループおよび加圧力
フィードバックの構成は図3と同様である。図4では床
振動の検出を床加速度センサFASで行っている。床加
速度センサFASの出力は床振動補償器20に入力さ
れ、床振動補償器20の出力がドライバ21の入力にな
る。加速度センサの出力からリニアモータへの床振動フ
ィードフォワード制御出力として絶対変位信号を得るた
めに床振動補償器20−1および20−2による2階の
積分演算が必要となる。
FIG. 4 shows a conventional configuration in which floor vibration feedforward control using an acceleration sensor is performed. The configurations of the acceleration, velocity feedback loop, and pressure feedback are the same as in FIG. In FIG. 4, floor vibration is detected by the floor acceleration sensor FAS. The output of the floor acceleration sensor FAS is input to the floor vibration compensator 20, and the output of the floor vibration compensator 20 becomes the input of the driver 21. In order to obtain an absolute displacement signal from the output of the acceleration sensor to the floor vibration feedforward control output to the linear motor, the second-order integral calculation by the floor vibration compensators 20-1 and 20-2 is required.

【0035】ところで、加速度センサは直流から高周波
域まで検出可能である前提で使用されるが、現実には、
振動制御を施す構造物(除振台)において、極低周波の
加速度がほとんどの場合実質的に存在していないため、
この周波数領域の出力信号は構造物の振動とは無関係
な、加速度センサのノイズが支配的である。この極低周
波域のノイズを、低周波域の増幅度の高い積分処理をし
てアクチュエータに加えると、ドリフト等が発生し構造
物の姿勢制御が不安定になってしまう。このため、実用
的には低周波域の加速度信号は低域カットのフィルタリ
ング処理を施す必要があり、結果として低周波域での振
動制御が有効に実現できない。
By the way, the acceleration sensor is used on the premise that it can detect from DC to high frequencies, but in reality,
In a structure (vibration isolation table) to which vibration is controlled, extremely low frequency acceleration does not substantially exist in most cases.
The output signal in this frequency domain is dominated by the noise of the acceleration sensor, which is independent of the vibration of the structure. If the noise in the extremely low frequency range is subjected to integration processing with high amplification in the low frequency range and applied to the actuator, drift or the like will occur and the posture control of the structure will become unstable. Therefore, in practice, it is necessary to perform a low-frequency cut filtering process on the acceleration signal in the low frequency range, and as a result, vibration control in the low frequency range cannot be effectively realized.

【0036】そこで、本発明の構成に従い、床振動の検
出を加速度センサに代えて速度センサで行うことにより
上記の不安定要因を回避することで床振動フィードフォ
ワード制御の効果を向上させる。速度センサを用いた場
合、極低周波域の速度はこの領域の加速度に比べれば優
勢に検出可能であり、絶対変位信号を得るための積分演
算も1階で済む。すなわち、速度センサを用いること
で、床振動フィードフォワード制御によるドリフト等の
発生を抑制することができるのである。したがって、速
度センサによる床振動フィードフォワード制御では加速
度センサを用いた場合よりも低域での安定性が向上する
こととなり、より広帯域での床振動絶縁の効果が得られ
るのである。
Therefore, according to the configuration of the present invention, the effect of the floor vibration feedforward control is improved by avoiding the above-mentioned instability factor by detecting the floor vibration by the speed sensor instead of the acceleration sensor. When the velocity sensor is used, the velocity in the extremely low frequency region can be detected more dominantly than the acceleration in this region, and the integral calculation for obtaining the absolute displacement signal can be performed on the first floor. That is, by using the speed sensor, it is possible to suppress the occurrence of drift or the like due to the floor vibration feedforward control. Therefore, in the floor vibration feedforward control using the speed sensor, the stability in the low range is improved as compared with the case where the acceleration sensor is used, and the effect of floor vibration insulation in a wider band can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の効果】能動除振装置において床から伝搬する振
動の絶縁(除振)性能を高めるため、床振動フィードフォ
ワード制御が用いられている。従来、床振動フィードフ
ォワード制御に利用する振動計測手段として加速度セン
サが用いられてきた。しかしながら、床振動フィードフ
ォワードに使用するには、加速度センサの出力に対し2
階の積分演算が必要である。一般に利用される加速度セ
ンサの出力には低周波域のドリフトやノイズ成分が含ま
れるため、2階の積分演算によってこれらの影響を大き
く受けることとなる。
In the active vibration isolator, the floor vibration feedforward control is used in order to improve the insulation (vibration isolation) performance of the vibration propagating from the floor. Conventionally, an acceleration sensor has been used as a vibration measuring means used for floor vibration feedforward control. However, to use for floor vibration feedforward, 2
Integral calculation of the floor is required. Since the output of a commonly used acceleration sensor contains a drift and a noise component in a low frequency range, the influence of these factors is greatly exerted by the second-order integration calculation.

【0038】そこで本発明においては、床振動フィード
フォワード制御に利用する振動計測手段として速度セン
サを使用する。速度センサは加速度センサに比較し低周
波域のノイズ等が少なく、また、床振動フィードフォワ
ード制御を1階の積分演算によって実現することができ
るため、低周波域のノイズに対してより安定な動作が可
能となる。以上のことから、速度センサを用いた床振動
フィードフォワード制御によって床振動の絶縁性能を向
上させることが可能となる。
Therefore, in the present invention, a speed sensor is used as the vibration measuring means used for the floor vibration feedforward control. Compared to the acceleration sensor, the speed sensor has less noise in the low frequency range, and since the floor vibration feedforward control can be realized by the integration calculation on the first floor, it is more stable operation against the noise in the low frequency range. Is possible. From the above, the floor vibration feedforward control using the speed sensor can improve the insulation performance of the floor vibration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る能動除振装置の制御
ブロック図である。
FIG. 1 is a control block diagram of an active vibration isolation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の能動除振装置の機械構造を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical structure of the active vibration isolator of FIG.

【図3】 本発明に従って速度センサを用いた床振動フ
ィードフォワード制御の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of floor vibration feedforward control using a speed sensor according to the present invention.

【図4】 従来の加速度センサを用いた床振動フィード
フォワード制御の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a floor vibration feedforward control using a conventional acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:除振台、2:XYステージ、3:能動的支持脚、
4:床、5:位置目標値出力部、6:位置信号に関する
運動モード抽出演算手段、7:位置信号に関するゲイン
補償器(第1の補償器)、8:加速度信号に関する運動
モード抽出演算手段、9:加速度信号に関するゲイン補
償器(第2の補償器)、10:速度信号に関する運動モ
ード抽出演算手段、11:速度信号に関する位相補償器
(第2の補償手段)、12:速度信号に関するゲイン補
償器(第2の補償器)、13:PI補償器、14:運動
モード分配演算手段、15:圧力検出手段、16:圧力
信号に関するPI補償器(第4の補償器)、17:電圧
電流変換器、18:圧力目標値出力部、19:床速度信
号に関する位相補償器(第1の補償手段)、20:床振
動補償器(第3の補償器)、21:ドライバ、PO:位
置センサ、AS:加速度センサ、VS:速度センサ、P
R:圧力センサ、FVS:床速度センサ、SV:サーボ
バルブ、LM:リニアモータ。
1: Vibration isolation table, 2: XY stage, 3: Active support leg,
4, floor, 5: position target value output unit, 6: motion mode extraction / calculation unit for position signal, 7: gain compensator (first compensator) for position signal, 8: motion mode extraction / calculation unit for acceleration signal, 9: gain compensator for acceleration signal (second compensator), 10: motion mode extraction calculation means for velocity signal, 11: phase compensator for velocity signal (second compensator), 12: gain compensation for velocity signal Device (second compensator), 13: PI compensator, 14: motion mode distribution calculating means, 15: pressure detecting means, 16: PI compensator (fourth compensator) for pressure signal, 17: voltage-current conversion 18: Pressure target value output unit, 19: Phase compensator (first compensator) for floor velocity signal, 20: Floor vibration compensator (third compensator), 21: Driver, PO: Position sensor, AS: Speed sensor, VS: speed sensor, P
R: pressure sensor, FVS: floor speed sensor, SV: servo valve, LM: linear motor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 涌井 伸二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 柳澤 通雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 Fターム(参考) 3J048 AB09 AB11 AD03 DA01 EA13 5F046 AA23 DA30 DB14    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shinji Wakui             Kyano, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Within the corporation (72) Inventor Michio Yanagisawa             Kyano, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Within the corporation F term (reference) 3J048 AB09 AB11 AD03 DA01 EA13                 5F046 AA23 DA30 DB14

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 除振台と、該除振台を防振支持する支持
機構と、前記除振台に制御力を加えるアクチュエータ
と、前記除振台の基準位置に対する変位量を検出する変
位検出手段と、前記除振台の振動を計測する振動計測手
段と、前記除振台を設置する床の振動を計測する速度セ
ンサと、前記除振台の基準位置に対する変位量の目標値
と前記変位検出手段の出力信号の差信号を補償して前記
アクチュエータにフィードバックする第1の補償器と、
前記振動計測手段の出力信号を補償して前記アクチュエ
ータにフィードバックする第2の補償器と、前記速度セ
ンサの出力信号に基づく速度信号を補償して前記アクチ
ュエータにフィードフォワードする第3の補償器とを備
えたことを特徴とする能動除振装置。
1. An anti-vibration table, a support mechanism for supporting the anti-vibration table in a vibration-proof manner, an actuator for applying a control force to the anti-vibration table, and a displacement detection for detecting a displacement amount of the anti-vibration table with respect to a reference position. Means, a vibration measuring means for measuring the vibration of the vibration isolation table, a speed sensor for measuring the vibration of the floor on which the vibration isolation table is installed, a target value of the displacement amount of the vibration isolation table with respect to a reference position, and the displacement A first compensator for compensating the difference signal of the output signals of the detecting means and feeding back to the actuator;
A second compensator for compensating the output signal of the vibration measuring means and feeding back to the actuator, and a third compensator for compensating the speed signal based on the output signal of the speed sensor and feeding forward to the actuator. An active vibration isolation device characterized by being provided.
【請求項2】 前記アクチュエータにエアアクチュエー
タを使用し、該エアアクチュエータの前記除振台に対す
る加圧力を計測する加圧力計測手段と、該加圧力計測手
段の出力信号を補償して前記エアアクチュエータにフィ
ードバックする第4の補償器とを備えたことを特徴とす
る請求項1に記載の能動除振装置。
2. An air actuator is used as the actuator, and a pressing force measuring unit that measures a pressing force of the air actuator with respect to the vibration isolation table, and an output signal of the pressing force measuring unit is compensated to the air actuator. The active vibration isolator according to claim 1, further comprising: a fourth compensator for feedback.
【請求項3】 前記アクチュエータとしてリニアモータ
を含む複数種のアクチュエータを使用し、前記速度セン
サの出力信号に基づく速度信号を該リニアモータにフィ
ードフォワードすることを特徴とする請求項1または2
に記載の能動除振装置。
3. The actuator according to claim 1, wherein a plurality of types of actuators including a linear motor are used as the actuator, and a speed signal based on an output signal of the speed sensor is fed forward to the linear motor.
The active vibration isolator according to 1.
【請求項4】 前記速度センサの出力信号に対して位相
遅れ補償もしくは位相進み補償を施しまたは周波数特性
の成形を行う第1の補償手段を備えることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1つに記載の能動除振装置。
4. A first compensating means for compensating a phase delay or a phase lead with respect to an output signal of the speed sensor or shaping a frequency characteristic, according to any one of claims 1 to 3. The active vibration isolator according to one.
【請求項5】 前記振動計測手段は速度信号を出力し、
前記第2の補償器は該振動計測手段の速度信号を補償し
て前記アクチュエータにフィードバックすることを特徴
とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の能動除振装
置。
5. The vibration measuring means outputs a speed signal,
5. The active vibration isolator according to claim 1, wherein the second compensator compensates the velocity signal of the vibration measuring means and feeds it back to the actuator.
【請求項6】 前記振動計測手段は加速度信号および速
度信号を出力し、前記第2の補償器は該振動計測手段の
加速度信号および速度信号をそれぞれ補償して前記アク
チュエータにフィードバックすることを特徴とする請求
項1〜4のいずれか1つに記載の能動除振装置。
6. The vibration measuring means outputs an acceleration signal and a speed signal, and the second compensator compensates the acceleration signal and the speed signal of the vibration measuring means, respectively, and feeds them back to the actuator. The active vibration isolator according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】 前記振動計測手段の速度信号に対して位
相遅れ補償もしくは位相進み補償を施しまたは周波数特
性の成形を行う第2の補償手段を備えることを特徴とす
る請求項5または6に記載の能動除振装置。
7. The second compensating means for performing phase delay compensation or phase lead compensation or shaping of frequency characteristics for the speed signal of the vibration measuring means, according to claim 5 or 6. Active vibration isolation device.
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