JP5242943B2

JP5242943B2 - Active vibration isolator

Info

Publication number: JP5242943B2
Application number: JP2007124277A
Authority: JP
Inventors: 信夫守安
Original assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Kako Co Ltd
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2027-05-09
Also published as: JP2008281048A

Description

本発明は、例えば半導体関連の製造装置や試験器機、或いは電子顕微鏡のような精密機器を床振動から概ね絶縁した状態で設置するための除振装置に関し、特に、それらの機器の振動状態に基づいてアクチュエータを駆動し、その振動を減殺するような制御力を付加するようにしたアクティブタイプのものに係る。 The present invention relates to a vibration isolator for installing a precision apparatus such as a semiconductor-related manufacturing apparatus, a test instrument, or an electron microscope in a state generally insulated from floor vibration, and in particular, based on the vibration state of these apparatuses. This is an active type that drives the actuator and applies a control force to reduce the vibration.

従来より、この種のアクティブ除振装置としては、例えば特許文献１に開示されるように、除振対象物を基礎に対し複数の空気ばねにより支持するとともに、その除振対象物や基礎の振動状態をそれぞれセンサにより検出して、コントローラによりアクチュエータを駆動することにより、除振対象物の振動を減殺するような制御力を付加するようにしたものが知られている。 Conventionally, as an active vibration isolator of this type, for example, as disclosed in Patent Document 1, a vibration isolation object is supported by a plurality of air springs with respect to the foundation, and the vibration isolation object and the vibration of the foundation are also supported. There is known a system in which a state is detected by a sensor and an actuator is driven by a controller to add a control force that attenuates the vibration of the vibration isolation object.

このものではアクチュエータとして空気ばね自体を利用するようにしており、その空気ばねに対する空気の給排系に配設したサーボ弁によって、空気ばねの内圧を高速且つ高精度に変化させて、制御力を発生させる。
特開２００３−１０８２３６号公報 In this device, the air spring itself is used as an actuator, and the internal pressure of the air spring is changed at high speed and with high accuracy by a servo valve disposed in the air supply / discharge system for the air spring, so that the control force is increased. generate.
JP 2003-108236 A

ところで、前記従来例のように空気ばね自体をアクチュエータとして用いる場合には、これにより制御力を直接、付加する部位が限定されることから、除振対象物を擬似的に剛体とみなして制御を行うことになるが、機器には局所的に剛性の低い部位が存在することが多く、それを載置する定盤も厳密には空気ばねによる支持点間で撓むことから、局所的に例えば１００Ｈｚ以下といった比較的低い周波数の共振が発生することがある。 By the way, when the air spring itself is used as an actuator as in the conventional example, the part to which the control force is directly applied is limited by this, so that the vibration isolation object is regarded as a pseudo rigid body and control is performed. Although there are many local low rigidity parts in the equipment, and the surface plate on which the equipment is placed also bends between the support points by the air spring, Resonance at a relatively low frequency such as 100 Hz or less may occur.

こうして発生する局所的な共振は機器全体を強く加振するものではないので、それが機器において特に振動を嫌う部位の近くで発生するのでなければ、従来、あまり問題にされることはなかったが、本願の発明者は、前記のように空気ばねをアクチュエータとして用いるアクティブ制御の効果を高めるために、そのゲインの設定等に関する実験研究を重ねた結果、機器の振動を打ち消すための制御力（空気ばねによって発生する制御力）によって共振点付近で却って振動が増幅されることがあり、これにより制御の安定性が損なわれることを見出した。 The local resonance that occurs in this way does not vibrate the entire device strongly, so unless it occurs in the vicinity of a portion that particularly dislikes vibration in the device, it has not been a problem in the past. In order to enhance the effect of active control using an air spring as an actuator as described above, the inventor of the present application has conducted experimental research on gain setting and the like. As a result, the control force (air) It has been found that vibration may be amplified in the vicinity of the resonance point due to the control force generated by the spring, thereby impairing control stability.

すなわち、前記従来例のようなアクティブ除振装置において除振対象物の振動を検出し、これに基づいて空気ばねの内圧を制御するフィードバックループの開ループ伝達関数には、概略６０〜１００Ｈｚにピークを示す共振点が現れ（図４の符号Ｒを参照）、この共振点付近のゲインが大きいと発振してしまうことから、フィードバックゲインを十分に大きく設定することができないのである。 That is, in the active vibration isolator as in the conventional example, the vibration of the vibration isolation object is detected, and the open loop transfer function of the feedback loop that controls the internal pressure of the air spring based on this is peaked at about 60 to 100 Hz (See reference R in FIG. 4), and if the gain in the vicinity of the resonance point is large, oscillation occurs, so that the feedback gain cannot be set sufficiently large.

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アクティブ制御を行うようにした除振装置において除振対象物の局所的な共振を抑制し、もってアクティブ制御の性能を十分に発揮できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to suppress local resonance of a vibration isolation object in a vibration isolation device configured to perform active control, thereby sufficiently improving the performance of active control. It is to be able to demonstrate.

前記の目的を達成するために、本発明では、除振対象物の所定部位に所謂アクティブ・マス・ダンパを取り付けて、局所的な共振を抑えるようにした。すなわち、請求項１の発明では、除振対象物を複数のばね要素によって支持するとともに、その複数のばね要素のうちの少なくとも１つに第１のアクチュエータを設け、この第１アクチュエータを前記除振対象物の振動状態に基づいて制御することにより、当該除振対象物にその振動を減殺するような制御力を付加するようにしたアクティブ除振装置を対象とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a so-called active mass damper is attached to a predetermined part of the vibration isolation object to suppress local resonance. That is, according to the first aspect of the present invention, the object to be isolated is supported by a plurality of spring elements, and at least one of the plurality of spring elements is provided with a first actuator, and the first actuator is attached to the vibration isolation element. By controlling based on the vibration state of the object, the object is an active vibration isolation device that applies a control force that attenuates the vibration to the vibration isolation object.

そして、前記除振対象物は、機器と、当該機器が搭載される定盤とを備え、除振対象物の振動状態を検出する第１振動センサと、除振対象物の支持されている基礎側の振動状態を検出する第２振動センサと、前記機器の局所的な共振状態を検出するための第３振動センサと、前記第１振動センサからの信号を受けて、前記除振対象物の振動を減殺する制御力を付加するように、且つ、前記第２振動センサからの信号を受けて、前記基礎側から除振対象物に伝達する振動を減殺する制御力を付加するように、第１アクチュエータを制御する制御手段と、を備え、前記機器において局所的な共振の生じる部位乃至その近傍には、可動質量と、第３振動センサにより検出された機器の局所的な共振状態に応じて、該機器の共振を抑えるように、該可動質量を駆動してその反力を前記機器に作用させる第２のアクチュエータと、を備えた制振機構（所謂アクティブ・マス・ダンパ）を配設したものである。尚、局所的な共振の生じる部位というのは、除振対象物において共振による振幅の大きくなる部位を指し、必ずしも共振現象が局所的なものであることを意味しない。 The vibration isolation object includes a device and a surface plate on which the device is mounted, and includes a first vibration sensor that detects a vibration state of the vibration isolation object, and a foundation on which the vibration isolation object is supported. A second vibration sensor for detecting a vibration state on the side, a third vibration sensor for detecting a local resonance state of the device , and a signal from the first vibration sensor, In order to add a control force that attenuates vibrations, and to receive a signal from the second vibration sensor and add a control force that attenuates vibrations transmitted from the foundation side to the vibration isolation object. A control means for controlling one actuator, and in a region where the local resonance occurs in the device or in the vicinity thereof, according to the movable mass and the local resonance state of the device detected by the third vibration sensor. , so as to suppress the resonance of the equipment, movable Driving the mass in which is disposed a second actuator for applying a reactive force to the device, the damping mechanism having a (so-called active mass damper). In addition, the site where local resonance occurs refers to a site where the amplitude of the vibration isolation object increases due to resonance, and does not necessarily mean that the resonance phenomenon is local.

前記構成のアクティブ除振装置では、まず、例えば除振対象物に配設されたセンサによりその振動状態が検出され、これに基づいて第１のアクチュエータが制御されることで、前記除振対象物にその全体的な振動を減殺するような制御力が付加される。但し、前記第１アクチュエータが除振対象物を支持するばね要素に設けられているため、これにより制御力を直接、付加できる部位が限定され、局所的な共振を抑えることは難しい。 In the active vibration isolation device having the above-described configuration, first, for example, a vibration state is detected by a sensor disposed on the vibration isolation object, and the first actuator is controlled based on the detected vibration state. Control force is added to reduce the overall vibration. However, since the first actuator is provided in the spring element that supports the object to be isolated, this restricts the part where the control force can be directly applied, and it is difficult to suppress local resonance.

この点、前記の構成では、局所的な共振の生じる部位乃至その近傍に制振機構が配設されており、例えば制振機構に配置された振動センサにより検出された振動（共振）の状態に応じて第２アクチュエータが制御され、これにより可動質量を駆動する反力が、除振対象物にその振動を減殺するような制御力として付加される。 In this regard, in the above-described configuration, the vibration suppression mechanism is disposed in a region where the local resonance occurs or in the vicinity thereof. For example, the vibration (resonance) state detected by the vibration sensor disposed in the vibration suppression mechanism. Accordingly, the second actuator is controlled, and thereby the reaction force that drives the movable mass is added to the vibration isolation object as a control force that attenuates the vibration.

こうして制振機構から付加される制御力により除振対象物の前記局所的な共振を効果的に抑制することができ、その共振の影響で前記第１アクチュエータによるアクティブ制御が不安定化する心配はなくなるから、その分、制御ゲインを大きく設定して、アクティブ制御の性能を十分に発揮させることができるようになる。 Thus, the local resonance of the object to be isolated can be effectively suppressed by the control force applied from the vibration damping mechanism, and there is a concern that the active control by the first actuator may become unstable due to the influence of the resonance. As a result, the control gain can be set to a large value, and the performance of the active control can be fully exhibited.

好ましいのは、除振対象物を支持するばね要素が気体ばねである場合に、この気体ばねを第１アクチュエータとして用い、その内圧を変更することによって除振対象物に制御力を付加することである。こうすれば、大きな機器や定盤のような除振対象物に十分な制御力を付加する強力なアクチュエータを、比較的低コストで実現できる。 Preferably, when the spring element supporting the vibration isolation object is a gas spring, this gas spring is used as the first actuator, and the control force is applied to the vibration isolation object by changing its internal pressure. is there. By doing so, it is possible to realize a powerful actuator that applies a sufficient control force to a vibration isolation object such as a large device or a surface plate at a relatively low cost.

また、前記の制振機構として好ましいのは、ケース内に可動質量と第２アクチュエータとを収容するとともに、機器の振動状態を検出するための第３振動センサも収容した制振ユニットとすることである（請求項２）。こうすれば、制振ユニットを除振対象物における局所的な共振の生じる部位乃至その近傍に取り付けるだけで、別途、振動センサを配設する必要もなく、前記請求項１の発明の作用が容易且つ確実に得られる。尚、振動センサは、第２アクチュエータによる可動質量の駆動軸線上に設けるのがよい。 In addition, the vibration suppression mechanism preferably includes a vibration suppression unit that houses a movable mass and a second actuator in a case, and also a third vibration sensor for detecting the vibration state of the device. (Claim 2). In this case, the vibration control unit is simply attached to a site where the local resonance occurs in the vibration isolation object or in the vicinity thereof, and there is no need to separately provide a vibration sensor, and the operation of the invention of claim 1 is easy. And it is surely obtained. The vibration sensor is preferably provided on the drive axis of the movable mass by the second actuator.

以上、説明したように、本発明に係るアクティブ除振装置によると、除振対象物に配設した制振機構によって局所的な共振を効果的に抑制し、それによるアクティブ制御への悪影響を抑えることによって、ばね要素に設けたアクチュエータの制御ゲインを大きく設定できるようになり、その発生する制御力によって振動を十分に減殺することができる。 As described above, according to the active vibration isolation device of the present invention, local resonance is effectively suppressed by the vibration suppression mechanism disposed on the vibration isolation object, thereby suppressing the adverse effect on the active control. As a result, the control gain of the actuator provided in the spring element can be set large, and the vibration can be sufficiently reduced by the generated control force.

また、前記制振機構を振動センサまで備えた一体のユニットして構成すれば、これを除振対象物に取り付けるだけで、容易且つ確実に前記発明の効果が得られる。 In addition, if the vibration damping mechanism is configured as an integral unit including a vibration sensor, the effect of the present invention can be obtained easily and reliably by simply attaching the vibration damping mechanism to a vibration isolation object.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.

図１には、本発明に係るアクティブ除振装置の一実施形態である精密除振台Ａの構成を模式的に示す。この除振台Ａは、例えば半導体関連の製造装置、試験機器や電子顕微鏡、レーザ顕微鏡等の精密計測機器のように、振動の影響を受けやすい精密な機器Ｄを搭載して、それらを床の振動から極力、絶縁した状態で設置するためのものである。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a precision vibration isolation table A that is an embodiment of an active vibration isolation device according to the present invention. This vibration isolation table A is equipped with precision equipment D that is easily affected by vibrations, such as semiconductor-related manufacturing equipment, test equipment, electron microscopes, laser microscopes, and other precision measuring equipment. It is for installation in an insulated state as much as possible from vibration.

図示の除振台Ａは、前記のような機器Ｄの搭載される定盤１を通常は３個（４個以上でもよい）の空気ばねユニット２，２，…（図には２つのみ示す）によって弾性的に支持するものであり、その定盤１及び搭載機器Ｄが除振対象物となる。空気ばねユニット２，２，…は、以下に説明するように、除振対象物にその振動を減殺するような制御力を付加するアクチュエータ（第１アクチュエータ）として用いられる。また、機器Ｄの上部には制振ユニット３が取り付けられており、詳しくは後述するが、機器Ｄの局所的な共振を抑制するようになっている。 The vibration isolation table A shown in FIG. 1 normally has three (or four or more) air spring units 2, 2,... (Only two are shown in the figure). ), And the surface plate 1 and the mounted device D are vibration isolation objects. The air spring units 2, 2,... Are used as actuators (first actuators) that apply a control force that attenuates the vibration to the vibration isolation object, as will be described below. Further, a vibration control unit 3 is attached to the upper part of the device D, and the local resonance of the device D is suppressed as will be described in detail later.

−空気ばねユニットの構成−
まず、空気ばねユニット２の構成について説明する。この空気ばねユニット２には、図２に模式的に示すように、上下方向の荷重を支持する空気ばね２０と、センサ２４〜２６、コントローラ２７、サーボ弁２８等が設けられており、上下方向の振動及び高さ位置を制御するようになっている。また、同様の構成が水平方向の振動及び位置制御のためにも設けられているが、以下では便宜上、上下方向の空気ばね２０等の構成のみを説明する。 -Air spring unit configuration-
First, the configuration of the air spring unit 2 will be described. As schematically shown in FIG. 2, the air spring unit 2 is provided with an air spring 20 that supports a load in the vertical direction, sensors 24-26, a controller 27, a servo valve 28, and the like. The vibration and height position are controlled. Although the same configuration is provided for horizontal vibration and position control, only the configuration of the vertical air spring 20 and the like will be described below for convenience.

図示の如く、空気ばね２０の空気室の上方開口にはダイヤフラムを介して気密状にピストン２１が内挿されており、このピストン２１の上面にはトッププレート２２が配置されている。一方、空気ばね２０のケース下端のベースプレート２３は、基礎上に配置されている。こうして空気ばね２０により静荷重を支持することから、空気ばねユニット２，２，…は、基本的に優れた除振性能を有するものであるが、さらにこの実施形態では、空気ばね２０の内圧を制御して、除振対象物に適切な制御力を付加するようにしている。 As shown in the figure, a piston 21 is inserted in an airtight manner through a diaphragm in the upper opening of the air chamber of the air spring 20, and a top plate 22 is disposed on the upper surface of the piston 21. On the other hand, the base plate 23 at the lower end of the case of the air spring 20 is disposed on the foundation. Since the static load is supported by the air spring 20 in this way, the air spring units 2, 2,... Basically have excellent vibration isolation performance, but in this embodiment, the internal pressure of the air spring 20 is further reduced. By controlling, an appropriate control force is applied to the vibration isolation object.

そのために前記空気ばねユニット２には、まず、トッププレート２２の上下方向の加速度ｚ″と、ベースプレート２３に対するトッププレート２２の相対変位ｚ−ｚ0とを、それぞれ検出するように加速度センサ２４（第１振動センサ）及び変位センサ２５が設けられている。また、ベースプレート２３の上下方向の加速度ｚ0″（基礎側の振動状態）を検出する加速度センサ２６（基礎側の第２振動センサ）も設けられており、それら各センサ２４〜２６からの出力信号がそれぞれコントローラ２７に入力されるようになっている。 For this purpose, first, the air spring unit 2 detects the acceleration z ″ of the top plate 22 in the vertical direction and the relative displacement z−z0 of the top plate 22 with respect to the base plate 23, respectively. And a displacement sensor 25. An acceleration sensor 26 (second-side vibration sensor on the foundation side) for detecting the vertical acceleration z0 ″ (foundation-side vibration state) of the base plate 23 is also provided. The output signals from these sensors 24 to 26 are input to the controller 27, respectively.

また、空気ばね２０の空気室には配管を介してサーボ弁２８が接続されており、このサーボ弁２８の作動によって、リザーバタンク２９から空気室に供給する圧縮空気の流量を調整し、反対に空気室から排気する空気の流量を調整する。尚、前記リザーバタンク２９には、図示しないがコンプレッサが接続されていて、その作動によりリザーバタンク２９内の空気圧を設定値に維持するようになっている。 In addition, a servo valve 28 is connected to the air chamber of the air spring 20 via a pipe. By the operation of the servo valve 28, the flow rate of the compressed air supplied from the reservoir tank 29 to the air chamber is adjusted. Adjust the flow rate of the air exhausted from the air chamber. Note that a compressor (not shown) is connected to the reservoir tank 29, and the air pressure in the reservoir tank 29 is maintained at a set value by its operation.

そして、前記サーボ弁２８がコントローラ２７により制御されて、空気ばね２０に対する圧縮空気の供給乃至排気の流量を調整することにより、当該空気ばね２０の内圧を調整して、除振対象物に付加する制御力を発生させることができる。よって、コントローラ２７及びサーボ弁２８は、空気ばね２０の内圧を変更することによって除振対象物に制御力を付加する制御手段を構成する。尚、コントローラ２７は、詳細は図示しないが、マイクロコンピュータ、Ｉ／Ｏインタフェース、データバスの他、ＲＡＭ、ＲＯＭ、或いはＨＤＤ等のメモリを備えた従来周知の構造のものである。 Then, the servo valve 28 is controlled by the controller 27 to adjust the internal pressure of the air spring 20 by adjusting the supply of compressed air to the air spring 20 or the flow rate of the exhaust gas, and add it to the vibration isolation object. A control force can be generated. Therefore, the controller 27 and the servo valve 28 constitute control means for adding a control force to the vibration isolation object by changing the internal pressure of the air spring 20. Although not shown in detail, the controller 27 has a conventionally known structure including a microcomputer, an I / O interface, a data bus, and a memory such as a RAM, ROM, or HDD.

−空気ばねの内圧の制御−
前記空気ばねユニット２毎の空気圧の制御は概ね図３のブロック図に示すようになり、主に除振対象物１，Ｄの振動を低減するための制御が、図の下部右側に示すフィードバック振動制御部２７ａと、上部に示すフィードフォワード振動制御部２７ｂとによって行われ、主に除振対象物１，Ｄの高さを維持するための制御が図の下部左側に示す変位制御部２７ｃによって行われる。尚、同図には、上述した空気ばねユニット２の構成の説明と同様に便宜上、上下方向の空気ばね２０の制御についてのみ示しているが、これと同様の制御は水平方向の空気ばねについても行われる。 -Control of internal pressure of air spring-
The air pressure control for each air spring unit 2 is generally as shown in the block diagram of FIG. 3, and the control for reducing the vibration of the vibration isolation objects 1 and D is mainly the feedback vibration shown in the lower right part of the figure. Control is performed by the control unit 27a and the feedforward vibration control unit 27b shown in the upper part, and control for mainly maintaining the height of the vibration isolation objects 1 and D is performed by the displacement control unit 27c shown in the lower left part of the figure. Is called. In the figure, for the sake of convenience, only the control of the vertical air spring 20 is shown as in the description of the configuration of the air spring unit 2 described above, but the same control is also applied to the horizontal air spring. Done.

まず、フィードバック振動制御部２７ａによる制御について説明すると、これは、加速度センサ２４により検出される除振対象物１，Ｄの振動状態、即ちトッププレート２２の加速度ｚ″に基づいて、その振動を減殺するような制御力を空気ばね２０により発生させるものである。すなわち、検出された加速度ｚ″に対応するフィードバックゲインをＧc、この加速度ｚ″の微分に対応するフィードバックゲインをＧm、また、加速度ｚ″の積分に対応するフィードバックゲインをＧk、としてそれぞれフィードバック制御量を演算し、これらを加算した後に反転して、サーボ弁２８への制御量Ｕ１を決定する。 First, the control by the feedback vibration control unit 27a will be described. This is based on the vibration state of the vibration isolation objects 1 and D detected by the acceleration sensor 24, that is, the acceleration z ″ of the top plate 22 to reduce the vibration. The control force is generated by the air spring 20. That is, the feedback gain corresponding to the detected acceleration z "is Gc, the feedback gain corresponding to the derivative of this acceleration z" is Gm, and the acceleration z The feedback control amount corresponding to the integration of "" is set as Gk, and the feedback control amount is calculated, added, and inverted to determine the control amount U1 to the servo valve 28.

この制御量Ｕ１に対応してサーボ弁２８の開度が変更されることで、空気ばね２０への圧縮空気の供給又は排気が行われ、その内圧が変化することによって除振対象物１，Ｄに制御力が付加されて、これにより振動が減殺される。そうして減殺された除振対象物１，Ｄの振動状態（加速度ｚ″）が再び加速度センサ２４により検出されて、フィードバックされる。 By changing the opening of the servo valve 28 corresponding to the control amount U1, compressed air is supplied to or exhausted from the air spring 20, and the internal pressure changes to change the object 1, D. A control force is added to this, thereby reducing vibrations. The vibration state (acceleration z ″) of the vibration isolation objects 1 and D thus attenuated is again detected by the acceleration sensor 24 and fed back.

尚、前記のように加速度ｚ″、その微分値及び積分値にそれぞれ制御ゲインＧc、Ｇm、Ｇkを乗じてフィードバックすることで、見かけ上、空気ばね２０の系の減衰係数、質量及びばね定数が増加し、除振性能が向上する。すなわち、この実施形態のようにアクチュエータとして空気ばね２０を利用する場合、制御量Ｕ１に比例するのはサーボ弁２８の開度であり、空気ばね２０の内圧は制御量Ｕ１の積分に比例することになるから、前記のように加速度ｚ″に制御ゲインＧcを乗算してフィードバックすれば、この分の制御量が空気系で積分されて、絶対速度に比例する空気圧の変化を生じることになり、いわゆるスカイフックダンパの効果が得られるものである。 As mentioned above, the acceleration z ″, its differential value and integral value are respectively multiplied by the control gains Gc, Gm, Gk and fed back, so that the damping coefficient, mass and spring constant of the system of the air spring 20 are apparently obtained. In other words, when the air spring 20 is used as an actuator as in this embodiment, the opening of the servo valve 28 is proportional to the control amount U1, and the internal pressure of the air spring 20 is increased. Is proportional to the integral of the control amount U1, so if the acceleration z ″ is multiplied by the control gain Gc and fed back as described above, the amount of control is integrated in the air system and proportional to the absolute speed. As a result, a so-called skyhook damper effect is obtained.

続いてフィードフォワード振動制御部２７ｂによる制御について説明すると、これは、加速度センサ２６により基礎側の振動状態（加速度ｚ0″）を検出し、この振動が空気ばねユニット２を介して除振対象物１，Ｄに伝達されるのに対して、その伝達振動を打ち消すような逆位相の制御力を発生させるものである。すなわち、加速度センサ２６の検出値ｚ0″に基づいて、例えばデジタルフィルタ（アナログフィルタでもよい）によりフィードフォワード制御量Ｕ２を演算し、これを反転してサーボ弁２８への入力に加える。 Next, the control by the feedforward vibration control unit 27 b will be described. This is because the acceleration sensor 26 detects the vibration state (acceleration z 0 ″) on the base side, and this vibration is detected via the air spring unit 2. , D, a control force having an opposite phase that cancels the transmitted vibration is generated. That is, based on the detection value z0 ″ of the acceleration sensor 26, for example, a digital filter (analog filter) is generated. The feedforward control amount U2 may be calculated by inverting it and added to the input to the servo valve 28.

前記のように演算されるフィードフォワード制御量Ｕ２は、一例として以下の式(1)を満たすものとすればよい。すなわち、
Ｕ２＝ α×｛（Ｃｓ＋Ｋ）／ｓ^２｝×ｚ0″ ・・・式(1)
但し、定数αは、サーボ弁２８の特性を反映するものであり、サーボ弁２８のゲインＫ_ｖ、時定数Ｔ_ｖと空気ばね２０の受圧面積Ａ_ｍとを用いて、
α ＝（１＋Ｔ_ｖｓ）／（Ｋ_ｖＡ_ｍ）・・・式(2) と表される。 The feedforward control amount U2 calculated as described above may satisfy the following formula (1) as an example. That is,
U2 = α × {(Cs + K) / s ² } × z0 ″ (1)
However, the constant alpha, is intended to reflect the characteristics of the servo valve 28, by using the pressure receiving area A _m of the gain K _v, the time constant T _v and the air spring 20 of the servo valve 28,
α = (1 + T _vs ) / (K _v _Am ) (2)

換言すれば、フィードフォワード振動制御部２７ｂのデジタルフィルタは、前記式(1)、(2)と等価なものであり、従来周知のＺ変換の手法を適用することで、設定することができる。尚、フィードフォワード振動制御部２７ｂをアナログ回路にて構成する場合でも、回路を構成する素子の容量等の変更により、同様の設定を行える。 In other words, the digital filter of the feedforward vibration control unit 27b is equivalent to the equations (1) and (2), and can be set by applying a conventionally known Z conversion method. Even when the feedforward vibration control unit 27b is configured by an analog circuit, the same setting can be performed by changing the capacitance of the elements configuring the circuit.

次に変位制御部２７ｃによる制御について説明すると、これは、変位センサ２５により検出されるトッププレート２２の変位（基礎側に対する相対変位）ｚ−ｚ0に基づいて、この変位が小さくなるように空気ばね２０の内圧を調整するものである。すなわち、図示の如く、検出した相対変位ｚ−ｚ0を高さの制御目標値、即ち零（０）から減算した後に、ＰＩＤ制御則に従って制御量Ｕ３を求める。 Next, the control by the displacement control unit 27c will be described. This is based on the displacement (relative displacement with respect to the base side) z-z0 of the top plate 22 detected by the displacement sensor 25 so that the displacement is reduced. The internal pressure of 20 is adjusted. That is, as shown in the figure, after the detected relative displacement z−z0 is subtracted from the height control target value, that is, zero (0), the control amount U3 is obtained according to the PID control law.

この制御量Ｕ３に対応してサーボ弁２８の開度が変更されると、圧縮空気が空気ばね２０に対し供給又は排気され、その内圧が変化することによって除振対象物１，Ｄの高さは、基準となる高さからのずれが小さくなるように、即ち所期の設定高さになるように変更される。そうして変更された除振対象物１，Ｄの高さが再び変位センサ２５により検出されて、フィードバックされる。 When the opening degree of the servo valve 28 is changed corresponding to the control amount U3, compressed air is supplied to or exhausted from the air spring 20, and the internal pressure changes to change the height of the vibration isolation objects 1 and D. Is changed so that the deviation from the reference height is reduced, that is, the desired height is set. The height of the vibration isolation objects 1 and D thus changed is detected again by the displacement sensor 25 and fed back.

ところで、上述の如く除振対象物の荷重を受ける空気ばね２０，２０，…をアクチュエータとして用いる場合には、これにより制御力を直接、付加できる部位が限定されることから、除振対象物を擬似的に剛体とみなして制御を行うことになる。しかし、実際には機器Ｄや定盤１は剛体ではなく、その剛性があまり高くない場合には例えば１００Ｈｚ以下といった比較的低い周波数の共振が発生して、局所的に振幅が大きくなることがある。また、除振対象物に局所的に剛性の低い部位が存在して、その付近に共振が発生することもある。 By the way, when the air springs 20, 20,... That receive the load of the vibration isolation object are used as actuators as described above, the parts to which the control force can be directly applied are limited. Control is performed by regarding it as a pseudo rigid body. However, in reality, the device D and the surface plate 1 are not rigid bodies, and when the rigidity thereof is not so high, resonance with a relatively low frequency such as 100 Hz or less may occur, and the amplitude may locally increase. . Further, there may be a local low rigidity portion in the vibration isolation object, and resonance may occur in the vicinity thereof.

具体的に、図１に示す機器Ｄにおいては横長の下部ｄ１の上に塔部ｄ２が存在し、これが下端部を中心に揺動して低周波の共振を起こす。図４には、前記したフィードバック振動制御部２７ａによるフィードバック制御の開ループ伝達関数を示し、図示のように６０〜７０Ｈｚにピークを示す共振点Ｒが現れている。こうして比較的低い周波数域で共振が起きると、空気ばね２０，２０，…により付加する制御力によって却って振動が増幅されることがあり、制御の安定性が損なわれる虞れがある。 Specifically, in the device D shown in FIG. 1, a tower portion d2 exists on the horizontally long lower portion d1, and this swings around the lower end portion to cause low-frequency resonance. FIG. 4 shows an open loop transfer function of feedback control by the feedback vibration control unit 27a, and a resonance point R having a peak at 60 to 70 Hz appears as shown. When resonance occurs in a relatively low frequency range in this way, vibration may be amplified by the control force applied by the air springs 20, 20,..., And control stability may be impaired.

すなわち、前記図４のように共振点Ｒにおける振幅が大きい場合には、フィードバックゲインを大きくすると発振してしまうので、図の例でもゲインはかなり小さく設定しており、位相交点（位相が−１８０°になる点）におけるゲイン余裕が約３０ｄＢと非常に大きくなっている。このことは、空気ばね２０によって発生する制御力が小さく、これによる振動の減殺効果が不足することを意味する。 That is, when the amplitude at the resonance point R is large as shown in FIG. 4, oscillation occurs when the feedback gain is increased. Therefore, the gain is set to be quite small in the example shown in FIG. The gain margin at the point (°) becomes very large at about 30 dB. This means that the control force generated by the air spring 20 is small and the vibration reduction effect due to this is insufficient.

これに対し、この実施形態では、制振ユニット３を機器Ｄの塔部ｄ２に横向きに取り付けて、その塔部ｄ２の揺動による共振を減殺するような逆位相の制御力を付加するようにしており、これにより共振点Ｒの振幅、即ち共振倍率を低下させることができる。制振ユニット３は一般にアクティブ・マス・ダンパ（Active Mass Damper：ＡＭＤ）と呼ばれるもので、可動質量３３をリニアモータ３２により駆動し、その反力を機器Ｄに付加するようになっている。 On the other hand, in this embodiment, the damping unit 3 is attached to the tower part d2 of the device D in the horizontal direction, and an antiphase control force is applied so as to reduce the resonance caused by the oscillation of the tower part d2. Accordingly, the amplitude of the resonance point R, that is, the resonance magnification can be reduced. The vibration control unit 3 is generally called an active mass damper (AMD), and is configured to drive a movable mass 33 by a linear motor 32 and add a reaction force to the device D.

−制振ユニット−
以下に、制振ユニット３の構造について詳しく説明する。図５に拡大して断面で示すように、この実施形態の制振ユニット３は、円筒状ケース３０の基端（図の左端）に例えば矩形状の基板３０ａが配設されて、機器Ｄの塔部ｄ２の周壁に締結される一方、ケース３０の先端には円板状の蓋部材３０ｂが取り付けられている。ケース３０の周壁部分は、基端側の概略半分である基半部材３０ｃと、残りの半分のうちの先端側を構成する先端部材３０ｄと、それらの中間の中間部材３０ｅとに３分割されている。 -Vibration control unit-
Below, the structure of the damping unit 3 is demonstrated in detail. As shown in an enlarged cross-sectional view in FIG. 5, the vibration damping unit 3 of this embodiment includes, for example, a rectangular substrate 30 a at the base end (left end in the figure) of the cylindrical case 30, and While being fastened to the peripheral wall of the tower part d <b> 2, a disc-shaped lid member 30 b is attached to the tip of the case 30. The peripheral wall portion of the case 30 is divided into three parts: a base half member 30c that is a half of the base end side, a tip member 30d that constitutes the tip side of the remaining half, and an intermediate member 30e between them. Yes.

また、ケース３０の内部は２つの区画壁３０ｆ，３０ｇによって中心軸線Ｘの方向に概略３等分されており、図では左側の第１区画壁３０ｆと基板３０ａとの間の第１区分空間に加速度センサ３１（第３振動センサ）が収容されている。この加速度センサ３１は、基板３０ａに固定されて、機器Ｄの塔部ｄ２の水平方向の加速度ｘ″を直接的に検出するようになっている。 Further, the inside of the case 30 is roughly divided into three in the direction of the central axis X by two partition walls 30f and 30g, and in the drawing, in the first partitioned space between the left first partition wall 30f and the substrate 30a. An acceleration sensor 31 (third vibration sensor) is accommodated. The acceleration sensor 31 is fixed to the substrate 30a and directly detects the horizontal acceleration x ″ of the tower part d2 of the device D.

また、前記第１区画壁３０ｆと第２区画壁３０ｇとの間の第２区分空間にはリニアモータ３２が収容されている。このリニアモータ３２のケースは第２区画壁３０ｇに固設されており、この第２区画壁３０ｇの貫通穴に挿通されたロッドがケース３０の中心軸線Ｘに沿って反対側の、即ち第２区画壁３０ｇと蓋部材３０ｂとの間の第３区分空間に突出している。 A linear motor 32 is accommodated in the second partition space between the first partition wall 30f and the second partition wall 30g. The case of the linear motor 32 is fixed to the second partition wall 30g, and the rod inserted through the through hole of the second partition wall 30g is on the opposite side along the central axis X of the case 30, that is, the second It protrudes into the third section space between the partition wall 30g and the lid member 30b.

そうしてリニアモータ３２のロッドが突出する第３区分空間には、可動質量３３が収容されて、２枚の板ばね３４，３４によりケース３０に対して軸線Ｘ方向に移動可能に保持されている。可動質量３３は、略円筒状の本体部とそれを貫通する軸部とからなり、この軸部の両端がそれぞれ板ばね３４，３４の中心部に貫通状態で固定されている。特に第２区画壁３０ｇに近い方（図の左方）では可動質量３３の軸端がリニアモータ３２のロッドの先端に連結されている。 Thus, a movable mass 33 is accommodated in the third section space from which the rod of the linear motor 32 protrudes, and is held by the two leaf springs 34 and 34 so as to be movable in the direction of the axis X with respect to the case 30. Yes. The movable mass 33 includes a substantially cylindrical main body portion and a shaft portion penetrating the main body portion, and both ends of the shaft portion are fixed to the central portions of the leaf springs 34 and 34 in a penetrating state. In particular, the shaft end of the movable mass 33 is connected to the tip of the rod of the linear motor 32 near the second partition wall 30g (left side in the figure).

尚、板ばね３４は、詳細は図示しないが円盤状をなし、中心部及び外周部の所定範囲を除いた径方向の中間部位に複数の貫通溝が形成されたものである。可動質量３３は、２枚の板ばね３４，３４によってケース３０の軸線Ｘ方向には移動可能に、また、軸線Ｘに直交する方向には殆ど移動しないように支持されており、リニアモータ３２によって軸線ｘ方向に駆動されるときにも殆ど揺動することはない。 Although not shown in detail, the leaf spring 34 has a disk shape and is formed with a plurality of through grooves in a radial intermediate portion excluding a predetermined range of the center portion and the outer peripheral portion. The movable mass 33 is supported by the two leaf springs 34, 34 so as to be movable in the direction of the axis X of the case 30 and hardly moved in the direction perpendicular to the axis X. Even when driven in the direction of the axis x, there is almost no oscillation.

前記の如く構成された制振ユニット３の作動、即ちリニアモータ３２による可動質量３３の駆動は、この実施形態では制振ユニット３とは別体のＡＭＤコントローラ４によって行われる。具体的には、図６に一例を示すようにＡＭＤコントローラ４は、加速度センサ３１からの信号（加速度ｘ″）を入力し、これを２回積分して得られる変位ｘに対しゲインＢ1を乗算するとともに、加速度ｘ″を１回積分した速度ｘ′にゲインＢ2を乗算し、また、加速度ｘ″に制御ゲインＢ3を乗算した上で、それらを合算して求めた制御量を増幅して、リニアモータ３２へ入力する。 The operation of the damping unit 3 configured as described above, that is, the driving of the movable mass 33 by the linear motor 32 is performed by the AMD controller 4 separate from the damping unit 3 in this embodiment. Specifically, as shown in FIG. 6 as an example, the AMD controller 4 inputs a signal (acceleration x ″) from the acceleration sensor 31, and multiplies the displacement x obtained by integrating the signal twice to gain B1. At the same time, the speed x ′ obtained by integrating the acceleration x ″ once is multiplied by the gain B2, and the acceleration x ″ is multiplied by the control gain B3, and the control amount obtained by adding them is amplified. Input to the linear motor 32.

つまり、機器Ｄの塔部ｄ２の局所的な共振の状態が加速度センサ３１により検出され、その出力信号を受けたＡＭＤコントローラ４により加速度ｘ″、速度ｘ′及び変位ｘに基づいてリニアモータ３２が制御され、このリニアモータ３２の作動により可動質量３３が駆動されて、その反力がリニアモータ３２及びケース３０を介して機器Ｄに付加される。 That is, the local resonance state of the tower part d2 of the device D is detected by the acceleration sensor 31, and the linear motor 32 is detected based on the acceleration x ″, the velocity x ′, and the displacement x by the AMD controller 4 receiving the output signal. The movable mass 33 is driven by the operation of the linear motor 32 and the reaction force is applied to the device D via the linear motor 32 and the case 30.

前記の制御においては速度ｘ′のフィードバックが基本であり、これは制振ユニット３によって主振動系に減衰を付加するという意味を持つ。制振ユニット３を付加することによって除振台Ａは２自由度の振動系になるが、速度ｘ′のフィードバック制御によって減衰が加わり、機器Ｄの塔部ｄ２の共振を抑えることができる。また、加速度ｘ″のフィードバックによって高周波側の性能が向上し、さらに変位ｘのフィードバックによって低周波数側でも性能が向上する。 In the above control, feedback of the speed x ′ is fundamental, which means that damping is added to the main vibration system by the damping unit 3. By adding the vibration control unit 3, the vibration isolation table A becomes a vibration system with two degrees of freedom. However, damping is added by feedback control of the speed x ', and resonance of the tower part d2 of the device D can be suppressed. Further, the performance on the high frequency side is improved by the feedback of the acceleration x ″, and the performance is also improved on the low frequency side by the feedback of the displacement x.

したがって、この実施形態に係る除振台Ａでは、定盤１に上載した機器Ｄの塔部ｄ２、即ち局所的な共振の生じる部位に制振ユニット３を取り付けて、これにより塔部ｄ２の共振を効果的に抑制することができる。すなわち、制振ユニット３を取り付けた場合のフィードバック制御の開ループ伝達関数は、図７に破線のグラフで示すようになり、制振ユニット３のないもの（図４参照）に比べて共振点Ｒにおける振幅が大幅に小さくなっていることが分かる。 Therefore, in the vibration isolation table A according to this embodiment, the vibration damping unit 3 is attached to the tower part d2 of the equipment D mounted on the surface plate 1, that is, a site where local resonance occurs, and thereby the resonance of the tower part d2 is achieved. Can be effectively suppressed. That is, the open loop transfer function of the feedback control when the damping unit 3 is attached is as shown by a broken line graph in FIG. 7, and the resonance point R is compared with that without the damping unit 3 (see FIG. 4). It can be seen that the amplitude at is significantly reduced.

よって、同図に実線のグラフで示すようにフィードバックゲインを大きくしても発振する虞れはなく、この図の例では、位相交点におけるゲイン余裕が約５〜１０ｄＢと適切な値になるまで、フィードバックゲインを大きく設定している。こうしてフィードバックゲインを大きくすれば、空気ばね２０によって発生する制御力も大きくなり、この制御力によって除振対象物の振動を効果的に減殺することが、即ちアクティブ制御の性能を十分に発揮させることができる。 Therefore, there is no risk of oscillation even if the feedback gain is increased as shown by the solid line graph in the same figure. In the example of this figure, until the gain margin at the phase intersection becomes an appropriate value of about 5 to 10 dB, A large feedback gain is set. If the feedback gain is increased in this way, the control force generated by the air spring 20 is also increased, and this control force can effectively reduce the vibration of the object to be isolated, that is, the active control performance can be sufficiently exhibited. it can.

また、この実施形態では、機器Ｄの塔部ｄ２の共振を抑えるための制振ユニット３に一体に加速度センサ３１を配設しており、このユニットを塔部ｄ２に取り付ければ、別途、センサを配置する必要もなく、前記した効果が容易且つ確実に得られるものである。 In this embodiment, the acceleration sensor 31 is provided integrally with the vibration suppression unit 3 for suppressing the resonance of the tower part d2 of the device D. If this unit is attached to the tower part d2, the sensor is separately provided. There is no need to arrange them, and the above-described effects can be obtained easily and reliably.

−他の実施形態−
尚、本発明に斯かる除振台Ａや制振ユニット３の構成は、前記した実施形態のものに限定されず、それ以外の種々の構成も包含する。すなわち、前記の制振ユニット３には加速度センサ３１も一体に設けているが、これは制振ユニット３とは別に例えば機器Ｄに直接、配置することもできる。振動状態を検出するためのセンサとしては、加速度センサに限らず、例えば速度センサや変位センサを用いることもできる。 -Other embodiments-
Note that the configurations of the vibration isolation table A and the vibration damping unit 3 according to the present invention are not limited to those of the above-described embodiment, and include various other configurations. That is, although the acceleration sensor 31 is integrally provided in the vibration suppression unit 3, it can be directly arranged on the device D separately from the vibration suppression unit 3, for example. The sensor for detecting the vibration state is not limited to the acceleration sensor, and for example, a speed sensor or a displacement sensor can also be used.

また、前記制振ユニット３では可動質量３３を板ばね３４，３４によってケース３０に保持しているが、これに限らず、例えば金属製及びゴム製の環状部材を径方向に交互に積層してなる積層弾性体を用いることもできるし、磁気ベアリングやエアベアリング等を利用することもできる。 In the damping unit 3, the movable mass 33 is held in the case 30 by the leaf springs 34, 34. However, the present invention is not limited to this. For example, metal and rubber annular members are alternately laminated in the radial direction. A laminated elastic body can be used, and a magnetic bearing, an air bearing, or the like can also be used.

また、制振ユニット３は、必ずしも図１のように水平方向に配置する必要はなく、その長手方向、即ち制振方向を上下方向としてもよいし、斜めにすることもできる。 Further, the vibration damping unit 3 does not necessarily have to be arranged in the horizontal direction as shown in FIG. 1, and the longitudinal direction thereof, that is, the vibration damping direction may be the vertical direction or may be inclined.

さらに、図示しないが、制振ユニット３のケース３０に位置センサを配設して可動質量３３の位置を検出し、この位置を加味してリニアモータ３２を制御するようにしてもよい。例えば中立位置からの変位量に応じて可動質量３３を駆動するようにすれば、この駆動力によって制振ユニット３の振動系（主系に対する付加振動系）のばね定数を見かけ上、変えることができ、その固有振動数を最適化することも可能になる。 Further, although not shown, a position sensor may be provided in the case 30 of the vibration suppression unit 3 to detect the position of the movable mass 33, and the linear motor 32 may be controlled in consideration of this position. For example, if the movable mass 33 is driven in accordance with the amount of displacement from the neutral position, the spring constant of the vibration system of the damping unit 3 (additional vibration system to the main system) can be apparently changed by this driving force. And the natural frequency can be optimized.

さらにまた、前記の実施形態の除振台Ａは、定盤１を空気ばねユニット２，２，…により支持しているが、空気ばねに代えて空気以外の気体を封入した気体ばねを用いることもできるし、コイルばね等、気体ばね以外のばね要素を用いることもできる。また、第１アクチュエータとして空気ばねを利用する必要もなく、例えばリニアモータ等、電磁式のアクチュエータを設けてもよい。 Furthermore, although the vibration isolation table A of the above-described embodiment supports the surface plate 1 with the air spring units 2, 2,..., A gas spring that encloses a gas other than air is used instead of the air spring. It is also possible to use a spring element other than a gas spring, such as a coil spring. Further, there is no need to use an air spring as the first actuator, and an electromagnetic actuator such as a linear motor may be provided.

また、前記実施形態では、図３に示すように、空気ばね２０を用いた振動や高さの制御をＰＩＤ制御則のような古典制御の手法によって実現しているが、これに限らず、現代制御理論（状態フィードバック、ＬＱ制御やＨ∞制御等）の手法を適用することもできる。 In the embodiment, as shown in FIG. 3, vibration and height control using the air spring 20 are realized by a classical control method such as a PID control law. A method of control theory (state feedback, LQ control, H∞ control, etc.) can also be applied.

一例として図８に変位制御部２７ｃを変更した例を示すと、まず、フィードバック振動制御部２７ａを含めた制御対象（サーボ弁２８、空気ばね２０及び除振対象物１，Ｄ）のノミナルモデルＰｎを設定し、このノミナルモデルの逆関数Ｐｎ^−１に変位センサ２５からの信号を入力して、制御量Ｕ３の位置での外乱を推定する。 As an example, FIG. 8 shows an example in which the displacement control unit 27c is changed. First, the nominal model Pn of the control target (the servo valve 28, the air spring 20, and the vibration isolation object 1, D) including the feedback vibration control unit 27a. And a signal from the displacement sensor 25 is input to the inverse function Pn ⁻¹ of this nominal model, and the disturbance at the position of the controlled variable U3 is estimated.

そして、前記外乱の推定入力値から元々の制御量の分を減算して外乱のみを抽出し、さらに相補感度関数Ｔを通過させて安定化した上で、フィードバックする。こうすれば、変位制御部２７ｃは、制御対象からの出力に基づいて該制御対象への外乱入力を推定する外乱オブザーバとしての機能を有し、この変位制御部２７ｃにより演算される制御量Ｕ３は、外乱をちょうど打ち消すようなものとなる。よって、このようなフィードバック制御を行うことで、前記実施形態のものと同等、或いはそれ以上に適切な制御力を発生させることができる。 Then, only the disturbance is extracted by subtracting the amount of the original control amount from the estimated input value of the disturbance, and further fed back after being stabilized by passing through the complementary sensitivity function T. In this way, the displacement control unit 27c functions as a disturbance observer that estimates the disturbance input to the control target based on the output from the control target, and the control amount U3 calculated by the displacement control unit 27c is , Just like canceling the disturbance. Therefore, by performing such feedback control, it is possible to generate an appropriate control force equivalent to or higher than that of the above embodiment.

以上、説明したように、本発明に係るアクティブ除振装置は、除振対象物の所定部位に制振ユニットを取り付けて局所的な共振を抑制することで、気体ばねの内圧等の制御による本来のアクティブ制御の効果を十分に高めることができるものであり、例えば半導体関連の装置や電子顕微鏡等の精密機器を搭載する精密除振台に好適である。 As described above, the active vibration isolator according to the present invention is inherently controlled by controlling the internal pressure of the gas spring by attaching a vibration suppression unit to a predetermined part of the vibration isolation object and suppressing local resonance. The effect of the active control can be sufficiently enhanced, and for example, it is suitable for a precision vibration isolation table on which a precision device such as a semiconductor-related device or an electron microscope is mounted.

実施形態に係る除振台の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the vibration isolator which concerns on embodiment. 空気ばねユニットの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of an air spring unit. 空気ばねユニットの制御ブロック図である。It is a control block diagram of an air spring unit. 制振ユニットを配設しない場合のフィードバック制御の開ループ伝達関数を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the open loop transfer function of feedback control when not providing a damping unit. 制振ユニットの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a damping unit. 制振ユニットの制御ブロック図である。It is a control block diagram of a vibration suppression unit. 制振ユニットを配設した場合についての図４相当図である。FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 for a case where a damping unit is provided. 変位制御部に現代制御理論を適用した場合の図３相当図である。FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 when modern control theory is applied to a displacement control unit.

Ａ除振台（アクティブ除振装置）
Ｄ機器（除振対象物）
１定盤（除振対象物）
２空気ばねユニット
２０空気ばね（第１のアクチュエータ）
２４加速度センサ
２５変位センサ
２６加速度センサ（基礎側の第２振動センサ）
２７コントローラ（制御手段）
２８サーボ弁（制御手段）
３制振ユニット（制振機構）
３１加速度センサ（第３振動センサ）
３２リニアモータ（第２のアクチュエータ）
３３可動質量 A Vibration isolation table (active vibration isolation device)
D equipment (objects for vibration isolation)
1 Surface plate (object for vibration isolation)
2 Air spring unit 20 Air spring (first actuator)
24 Acceleration sensor 25 Displacement sensor 26 Acceleration sensor (second vibration sensor on the base side)
27 Controller (control means)
28 Servo valve (control means)
3 Damping unit (damping mechanism)
31 Acceleration sensor (third vibration sensor)
32 Linear motor (second actuator)
33 Moving mass

Claims

The vibration isolation object is supported by a plurality of spring elements, and at least one of the plurality of spring elements is provided with a first actuator, and the first actuator is controlled based on the vibration state of the vibration isolation object. An active vibration isolator that adds control force to the vibration isolation object to attenuate the vibration,
The vibration isolation object includes a device and a surface plate on which the device is mounted,
A first vibration sensor for detecting a vibration state of the vibration isolation object;
A second vibration sensor for detecting the vibration state of the foundation side on which the vibration isolation object is supported;
A third vibration sensor for detecting a local resonance state of the device ;
In response to the signal from the first vibration sensor, the control force for reducing the vibration of the vibration isolation object is added, and the signal from the second vibration sensor is received to remove vibration from the base side. Control means for controlling the first actuator so as to add a control force for reducing vibration transmitted to the object,
The site or near the results of local resonance in the device, and a movable mass, depending on the local resonance state of the apparatus detected by the third vibration sensor, so as to suppress the resonance of the device, the movable active anti-vibration apparatus is characterized in that the damping mechanism including a second actuator, the exerting reactive force to drive the mass in the apparatus is disposed.

The active damping unit according to claim 1, wherein the damping mechanism is a damping unit that houses a movable mass and a second actuator in a case and also houses a third vibration sensor for detecting a vibration state of the device. Shaker.