JPH0816498B2 - Vibration isolation device - Google Patents

Vibration isolation device

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JPH0816498B2
JPH0816498B2 JP25059992A JP25059992A JPH0816498B2 JP H0816498 B2 JPH0816498 B2 JP H0816498B2 JP 25059992 A JP25059992 A JP 25059992A JP 25059992 A JP25059992 A JP 25059992A JP H0816498 B2 JPH0816498 B2 JP H0816498B2
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levitation
signal
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displacement
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憲一 箭野
陽一 金光
和英 渡辺
將 大沢
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Kajima Corp
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Kajima Corp
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、除振装置に係わり、特
に振動を嫌う電子顕微鏡、半導体製造装置等の嫌振装置
を搭載した浮上テーブルを磁気力により浮上懸架して、
除振装置設置床からの振動を除去する除振装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-vibration device, and in particular, a levitation table equipped with an anti-vibration device such as an electron microscope or a semiconductor manufacturing device that is not sensitive to vibration is suspended by magnetic force,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration isolation device that removes vibrations from a floor on which the vibration isolation device is installed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、嫌振装置、即ち、振動を極度
に嫌う、電子顕微鏡、半導体製造装置等の機械装置は、
除振装置に搭載されていた。従来の除振装置として、空
気ばね、ゴムを用いたものに代わり、高性能の除振を実
現できる磁気浮上による除振装置が開発され、例えば特
開平2−203040号公報にその詳細が開示されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, vibration-eliminating devices, that is, mechanical devices such as electron microscopes and semiconductor manufacturing devices, which are extremely reluctant to vibrate,
It was mounted on a vibration isolation device. As a conventional vibration isolation device, a vibration isolation device by magnetic levitation that can realize high-performance vibration isolation has been developed in place of the one using an air spring and rubber, and the details thereof are disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-203040. ing.

【0003】図6は従来の除振装置の制御系のブロック
図を示すものである。図6において、符号1はケーシン
グであり、このケーシング1には励磁コイル3を備えた
電磁石固定子2が固定されている。一方、浮上テーブル
4には磁性材の浮上用ディスク5が固着されている。そ
して、浮上用ディスク5に隣接して変位センサ6が配設
されており、補償回路7と電力増幅器8によって変位セ
ンサ6からの出力信号に基づいてコイル3に電流を流
し、磁性材の浮上用ディスク5と電磁石固定子2間に磁
気吸引力を作用させるように構成されている。
FIG. 6 is a block diagram of a control system of a conventional vibration isolator. In FIG. 6, reference numeral 1 is a casing, and an electromagnet stator 2 having an exciting coil 3 is fixed to the casing 1. On the other hand, a levitation disk 5 made of a magnetic material is fixed to the levitation table 4. A displacement sensor 6 is arranged adjacent to the levitation disk 5, and a current is passed through the coil 3 based on the output signal from the displacement sensor 6 by the compensation circuit 7 and the power amplifier 8 to float the magnetic material. A magnetic attraction force is applied between the disk 5 and the electromagnet stator 2.

【0004】次にこの構成における磁気軸受装置の動作
について説明する。変位センサ6によって浮上用ディス
ク5の変位を検出し、浮上テーブルの位置目標値と変位
センサ6で検出された変位信号との偏差をもとに補償回
路7で補償信号を生成する。その生成された信号によっ
て電力増幅器8を駆動し、ケーシング1に固定された電
磁石固定子2のコイル3に、電流を流し浮上用ディスク
5と電磁石固定子2間に磁気吸引力を作用させ、浮上テ
ーブル4を目標位置に浮上支承する。
Next, the operation of the magnetic bearing device having this structure will be described. The displacement sensor 6 detects the displacement of the levitation disk 5, and the compensation circuit 7 generates a compensation signal based on the deviation between the position target value of the levitation table and the displacement signal detected by the displacement sensor 6. The power amplifier 8 is driven by the generated signal, a current is caused to flow through the coil 3 of the electromagnet stator 2 fixed to the casing 1, and a magnetic attraction force is applied between the levitation disk 5 and the electromagnet stator 2 to levitate. Levitate the table 4 to the target position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁気式除振装置においては、図6のスペクトルS−1に
示すように、嫌振装置が搭載された浮上テーブル系のい
くつかの固有振動モードのため、それらの固有振動数で
振動、発振を起こすという問題があった。つまり、浮上
テーブル系の固有振動数は比較的、高い周波数であるた
め、補償回路で十分な位相進み補償を行えないために、
ゲインのみ高い不必要な制御をして振動、発振を引き起
こしてしまうという問題点があった。
However, in the conventional magnetic vibration isolator, as shown in spectrum S-1 of FIG. 6, some natural vibration modes of the levitating table system equipped with the vibration isolator are shown. Therefore, there was a problem that vibration and oscillation occur at those natural frequencies. In other words, since the natural frequency of the levitating table system is relatively high, the compensation circuit cannot perform sufficient phase lead compensation.
There is a problem in that unnecessary gain control causes vibration and oscillation.

【0006】そのための対策として、従来、局部周波数
で位相を進めるフィルタや、あるいは局部周波数で利得
を低下させるノッチフィルタなどを用いている。しか
し、これらのフィルタは浮上テーブル系の固有振動数を
測定し、それに合わせてフィルタを作成しなければなら
ない。さらに難しいことは、この浮上テーブル系の固有
振動数は浮上テーブルに搭載する嫌振装置によっても変
化する。上記のフィルタなどは局部的な周波数に合わせ
てあるので、上記の嫌振装置などによって固有振動数が
変化すると、固有振動数がこれらのフィルタの範囲外に
出てしまい、振動、発振などの問題を引き起こしてしま
うことが多々ある。
As a countermeasure for this, conventionally, a filter that advances the phase at the local frequency, or a notch filter that lowers the gain at the local frequency is used. However, these filters must measure the natural frequency of the levitating table system and make the filters accordingly. What is more difficult is that the natural frequency of the floating table system also changes depending on the vibration eliminator mounted on the floating table. Since the above filters are tuned to the local frequency, if the natural frequency changes due to the above-mentioned vibration-eliminating device, the natural frequencies will go out of the range of these filters, causing problems such as vibration and oscillation. Is often caused.

【0007】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とする処は、上記問題点を除去し、嫌振
装置が搭載された浮上テーブル系の固有振動数が設計値
から変化しても自動的に回路を修正し、固有振動数で不
必要な制御を行わないようにし、振動、発振の問題を解
決することができる磁気浮上による除振装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and to change the natural frequency of a levitation table system equipped with an anti-vibration device from a design value. An object of the present invention is to provide a vibration isolation device by magnetic levitation that can automatically correct a circuit even if it changes and prevent unnecessary control by a natural frequency and solve problems of vibration and oscillation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気浮上によ
る除振装置において、あらかじめ定められた浮上テーブ
ル系の伝達関数を定める伝達関数設定部と、この伝達関
数を模擬し、前記補償回路又は電力増幅器の出力信号に
よって擬似信号を発生する適応ディジタルフィルタと、
この適応ディジタルフィルタの入力側或いは出力側に設
けられ、制御周波数(例えば固有振動周波数)より大き
い周波数の擬似信号のみを通すハイパス回路と、前記変
位信号から前記擬似信号を減算、又は加算した信号に基
づき、電磁石固定子と浮上用ディスク間の磁気吸引力を
制御することを特徴とする。
According to the present invention, in a vibration eliminator by magnetic levitation, a transfer function setting unit for determining a transfer function of a predetermined levitation table system and a transfer function setting unit for simulating this transfer function are provided. An adaptive digital filter that generates a pseudo signal by the output signal of the power amplifier,
A high-pass circuit that is provided on the input side or output side of this adaptive digital filter and passes only a pseudo signal having a frequency higher than the control frequency (for example, natural vibration frequency) and a signal obtained by subtracting or adding the pseudo signal from the displacement signal. Based on this, the magnetic attraction force between the electromagnet stator and the levitation disk is controlled.

【0009】本発明においては、計算あるいは他の手段
によって、またはパルス発生器と変位センサからの信号
あるいは、補償回路あるいは電力増幅器の出力とセンサ
信号によって嫌振装置が搭載された浮上テーブル系の伝
達関数を求め、この伝達関数を適応ディジタルフィルタ
で模擬し、これに補償回路または電力増幅器の出力信号
を加えることにより擬似信号を発生させ、制御周波数よ
り大きい周波数のみを通し、変位センサで検出された変
位信号からこの擬似信号を減算した信号をもとに、補償
回路と電力増幅器とによってコイル3の電流を制御す
る。また、同定誤差検出回路を備え、適応ディジタルフ
ィルタにフィードバックすることにより変位信号と擬似
信号の誤差が小さくなるように適応ディジタルフィルタ
を逐次修正することもできる。さらに、適応ディジタル
フィルタの修正が不十分な時に、パルス発生器よりパル
スを発生して、伝達関数を再度設定できるようにするこ
ともできる。
In the present invention, the transmission of the levitating table system on which the vibration isolator is mounted is transmitted by calculation or other means, or by the signal from the pulse generator and the displacement sensor, or the output of the compensation circuit or the power amplifier and the sensor signal. A function is obtained, this transfer function is simulated by an adaptive digital filter, and a pseudo signal is generated by adding the output signal of the compensation circuit or power amplifier to this, and only the frequency higher than the control frequency is passed, and it is detected by the displacement sensor. The current of the coil 3 is controlled by the compensation circuit and the power amplifier based on the signal obtained by subtracting the pseudo signal from the displacement signal. Also, the identification error detection circuit may be provided, and the adaptive digital filter may be sequentially corrected so that the error between the displacement signal and the pseudo signal is reduced by feeding back to the adaptive digital filter. Furthermore, when the adaptive digital filter is not sufficiently modified, a pulse can be generated by the pulse generator so that the transfer function can be set again.

【0010】[0010]

【作用】本発明は、上記のように構成されるので、嫌振
装置を搭載した浮上テーブル系の固有振動数が変化して
も、適応ディジタルフィルタが追随して逐次、あるいは
随時その回路特性を変更し、問題となる浮上テーブルの
曲げ固有振動モードの周波数成分を減算により除去する
ことにより、或いは、加算により減衰力を与えることに
より、どのような作動状態でも浮上テーブルの固有振動
数で振動、発振を起こさずに安定に浮上テーブルを制御
することができる。
Since the present invention is constructed as described above, even if the natural frequency of the levitation table system equipped with the vibration eliminator changes, the adaptive digital filter follows the circuit characteristics sequentially or at any time. By changing and removing the frequency component of the bending natural vibration mode of the levitating table which is a problem by subtraction, or by adding a damping force by addition, vibration at the natural frequency of the levitating table in any operating state, The levitation table can be stably controlled without causing oscillation.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明に係わる磁気浮上による除振装
置の制御系を、添付図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A control system of a magnetic levitation vibration isolator according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0012】図1は本発明の一実施例を示し、図1にお
いて、符号1はケーシングであり、このケーシング1に
は励磁コイル3を備えた電磁石固定子2が固定されてい
る。一方、浮上テーブル4には浮上用ディスク5が固着
されている。そして、浮上用ディスク5に隣接して変位
センサ6が配設されており、浮上テーブル4の鉛直方向
の位置の変化を変位センサ6で測定するようになってい
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a casing, to which an electromagnet stator 2 having an exciting coil 3 is fixed. On the other hand, a levitation disk 5 is fixed to the levitation table 4. A displacement sensor 6 is arranged adjacent to the levitation disk 5, and the displacement sensor 6 measures changes in the vertical position of the levitation table 4.

【0013】除振装置はシステム同定回路10を備え、
このシステム同定回路10は伝達関数設定部11とキャ
ンセラ14とから構成されている。そして、変位センサ
6からの変位信号は伝達関数測定器12に入力されると
ともに加算器21に入力されるようになっている。ま
た、伝達関数設定部11はパルス発生器13を備え、パ
ルス発生器からのパルスは加算器23に入力されて電力
増幅器8に入力される。
The vibration isolator comprises a system identification circuit 10,
The system identification circuit 10 is composed of a transfer function setting unit 11 and a canceller 14. The displacement signal from the displacement sensor 6 is input to the transfer function measuring device 12 and the adder 21. Further, the transfer function setting unit 11 includes a pulse generator 13, and the pulse from the pulse generator is input to the adder 23 and the power amplifier 8.

【0014】一方、キャンセラ14は適応ディジタルフ
ィルタ15とハイパス回路16とを備え、前記伝達関数
測定器12で測定された浮上テーブル系の伝達関数は適
応ディジタルフィルタ15に入力され、この適応ディジ
タルフィルタ15は、この浮上テーブル系の伝達関数を
模擬する。この適応ディジタルフィルタ15には、補償
回路7又は図示しないが電力増幅器8の出力信号が入力
されて、浮上テーブル系の固有の伝達関数に従った擬似
信号が発生される。この擬似信号はハイパス回路16に
よって低周波成分がカットされ、高周波成分のみが前記
加算器21に減算して入力されるようになっている。こ
こでハイパス回路は、制御周波数、例えば浮上テーブル
系の固有振動数より大きい周波数成分のみが通される。
従って、加算器21には変位センサの変位信号に、補償
回路7又は電力増幅器8の出力信号を適応ディジタルフ
ィルタ15で、浮上テーブル系固有の伝達回数で模擬さ
れた信号で且つハイパス回路を通過した制御周波数以上
の成分が減算して印加される。
On the other hand, the canceller 14 is provided with an adaptive digital filter 15 and a high-pass circuit 16, and the transfer function of the levitating table system measured by the transfer function measuring device 12 is inputted to the adaptive digital filter 15 and this adaptive digital filter 15 is used. Simulates the transfer function of this floating table system. The output signal of the compensation circuit 7 or the power amplifier 8 (not shown) is input to the adaptive digital filter 15, and a pseudo signal according to the transfer function peculiar to the floating table system is generated. The high-pass circuit 16 cuts the low-frequency component of this pseudo signal, and only the high-frequency component is subtracted and input to the adder 21. Here, the high-pass circuit allows only a control frequency, for example, a frequency component higher than the natural frequency of the floating table system to pass.
Therefore, in the adder 21, the output signal of the compensating circuit 7 or the power amplifier 8 is applied to the displacement signal of the displacement sensor by the adaptive digital filter 15, and the signal is simulated by the number of transmissions peculiar to the floating table system and passed through the high pass circuit. Components above the control frequency are subtracted and applied.

【0015】加算器21の出力信号は、同定誤差検出回
路17に入力され、そして、この同定誤差検出回路17
の出力信号は適応ディジタルフィルタ15に入力され、
これによって適応ディジタルフィルタ15は変位信号か
ら擬似信号を減算した信号を同定誤差検出回路17で判
断し、誤差が小さくなるように逐次修正されるように構
成されている。
The output signal of the adder 21 is input to the identification error detection circuit 17, and the identification error detection circuit 17 is supplied.
The output signal of is input to the adaptive digital filter 15,
As a result, the adaptive digital filter 15 is configured so that a signal obtained by subtracting the pseudo signal from the displacement signal is judged by the identification error detection circuit 17 and is sequentially corrected so that the error becomes smaller.

【0016】次に、前述のように構成された磁気浮上に
よる除振装置の動作を説明する。伝達関数設定部11中
のパルス発生器13で発生したパルスは第3の加算器2
3に入力され、電力増幅器8を経由してケーシングに固
定された電磁石固定子2に巻かれた励磁コイル3に電流
を流し、電磁石固定子2から浮上テーブル4に電磁力に
よる外乱を与え、その時の浮上テーブル4の変位を変位
センサ6で測定する。そして、ここでパルス発生器13
によって発生されるパルスは、システム同定用のパルス
又は、ホワイトノイズあるいはチャープ信号であり、浮
上テーブル系の伝達関数が伝達関数測定器12によって
測定され、その測定された伝達関数は適応ディジタルフ
ィルタ15に入力される。適応ディジタルフィルタ15
は伝達関数に基づいた擬似信号を発生し、擬似信号はハ
イパス回路16によって、制御周波数、例えば回転周波
数以下の低周波部分がカットされ高周波成分のみの擬似
信号が加算器21に減算入力される。
Next, the operation of the vibration isolator by magnetic levitation constructed as described above will be explained. The pulse generated by the pulse generator 13 in the transfer function setting unit 11 is the third adder 2
3, a current is applied to the exciting coil 3 wound around the electromagnet stator 2 fixed to the casing via the power amplifier 8 to give a disturbance to the levitation table 4 by the electromagnetic force from the electromagnet stator 2 at that time. The displacement of the floating table 4 is measured by the displacement sensor 6. And here, the pulse generator 13
The pulse generated by is a system identification pulse, white noise, or a chirp signal, and the transfer function of the flying table system is measured by the transfer function measuring device 12, and the measured transfer function is applied to the adaptive digital filter 15. Is entered. Adaptive digital filter 15
Generates a pseudo signal based on a transfer function, and the high pass circuit 16 cuts a low frequency portion below a control frequency, for example, a rotation frequency, and a pseudo signal having only a high frequency component is subtracted and input to an adder 21.

【0017】加算器21では変位センサ6の出力信号で
ある変位信号からキャンセラ14の出力信号である擬似
信号が減算され、この減算された信号は同定誤差信号検
出回路17に入力され、これによって変位信号と擬似信
号との誤差が小さくなるように、適応ディジタルフィル
タ15が逐次修正される。また、加算器21で減算され
た信号は加算器22に入力され、ここで浮上テーブル4
の位置目標値から減算され、この減算された信号が補償
回路7に入力され、この補償回路7の出力によって電力
増幅器8が動作し、励磁コイル3に電流を流し、電磁石
固定子2と浮上用ディスク5間に生じる電磁吸引力によ
って浮上テーブル4の位置を制御する。
In the adder 21, the pseudo signal which is the output signal of the canceller 14 is subtracted from the displacement signal which is the output signal of the displacement sensor 6, and the subtracted signal is input to the identification error signal detection circuit 17, which causes displacement. The adaptive digital filter 15 is sequentially modified so that the error between the signal and the pseudo signal becomes small. Further, the signal subtracted by the adder 21 is input to the adder 22, where the floating table 4
Is subtracted from the target position value, and the subtracted signal is input to the compensating circuit 7. The power amplifier 8 is operated by the output of the compensating circuit 7 to cause a current to flow through the exciting coil 3 and the electromagnet stator 2 and the levitation device. The position of the floating table 4 is controlled by the electromagnetic attraction force generated between the disks 5.

【0018】このようにして、変位信号が擬似信号によ
って減算された後の信号は浮上テーブルの浮上制御に必
要な制御周波数以下の成分を主に持ち、この信号をもと
に浮上を制御することにより、従来問題となっていた高
周波成分の浮上テーブルの曲げ固有モードの成分が除去
されることにより、不必要な制御を行わないようにな
り、結果的に浮上テーブルの振動、発振の問題を除去し
た制御を行えることになる。
In this way, the signal after the displacement signal is subtracted by the pseudo signal mainly has a component below the control frequency necessary for the levitation control of the levitation table, and levitation is controlled based on this signal. As a result, the bending eigenmode component of the high-frequency component, which has been a problem in the past, is eliminated, so unnecessary control is not performed, and as a result, the problem of vibration and oscillation of the levitating table is eliminated. The controlled control can be performed.

【0019】図1において、図中のS−1は変位センサ
6で検出した変位信号のスペクトルを示し、S−2は擬
似信号のスペクトルを示している。S−1の高周波領域
のピークは、浮上テーブル系の曲げ固有モードによる極
を示す。S−2は制御周波数より大きい浮上テーブル系
の曲げ固有モードの極が適応ディジタルフィルタ15の
模擬により形成され、且つハイパスフィルタ16で低周
波分が除去されていることが示されている。S−3は変
位信号から擬似信号を減算した後のスペクトルで、制御
周波数より小さい周波数では浮上テーブルの浮上制御に
本来必要な変位信号のままであり、制御周波数以上では
従来問題となっていた曲げ固有モードのピークがなくな
るか、逆に窪んだスペクトルとなる。
In FIG. 1, S-1 indicates the spectrum of the displacement signal detected by the displacement sensor 6, and S-2 indicates the spectrum of the pseudo signal. The peak in the high frequency region of S-1 indicates the pole due to the bending eigenmode of the floating table system. In S-2, it is shown that the pole of the bending eigenmode of the levitating table system higher than the control frequency is formed by simulating the adaptive digital filter 15, and the low-frequency component is removed by the high-pass filter 16. S-3 is a spectrum obtained by subtracting the pseudo signal from the displacement signal. At a frequency lower than the control frequency, the displacement signal that is originally necessary for the levitation control of the levitation table remains as it is. There is no eigenmode peak, or conversely a depressed spectrum.

【0020】尚、以上の説明は、加算器21において、
変位信号から疑似信号を減算した場合のものである。加
算器21において、変位信号に疑似信号を加算して、補
償回路7で十分な進相持性等の位相補償を施すことによ
り、浮上テーブル系の固有振動モードに対して強力な減
衰力を与えることもできる。
In the above description, in the adder 21,
This is a case where the pseudo signal is subtracted from the displacement signal. In the adder 21, a pseudo signal is added to the displacement signal, and the compensating circuit 7 performs sufficient phase compensation such as phase advancement to give a strong damping force to the natural vibration mode of the floating table system. You can also

【0021】次に、本発明の第2の実施例を図2を参照
して説明する。図2において、図1の構成要素と同一の
作用及び機能を有する構成要素は同一符号を付して説明
を省略する。本実施例においては、第1の実施例の伝達
関数測定器12及びパルス発生器13に代わって伝達関
数設定器31を設けたものであり、伝達関数設定器31
は計算又は別の手段で求めた、あらかじめ定められた浮
上テーブル系の伝達関数を発生する。浮上テーブル系の
曲げ固有モードは、別途の計算機シミューレーション等
により、その伝達関数は計算が可能である。又、同様な
種類の除振装置では、一個の浮上テーブルについて実験
的に伝達関数を測定しておけば、類似のものについて
は、実験的に伝達関数が類推可能だからである。この伝
達関数設定器によれば、高価なパルス発生器及び伝達関
数測定器が不要となり、経済的である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2, constituent elements having the same functions and functions as those of the constituent elements of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, a transfer function setting device 31 is provided in place of the transfer function measuring device 12 and the pulse generator 13 of the first embodiment, and the transfer function setting device 31 is provided.
Generates a transfer function of a predetermined floating table system, which is calculated or obtained by another means. The transfer eigenmode of the bending eigenmode of the floating table system can be calculated by a separate computer simulation or the like. Also, in the vibration isolator of the same type, if the transfer function is experimentally measured for one floating table, the transfer function can be experimentally inferred for similar ones. According to this transfer function setting device, an expensive pulse generator and transfer function measuring device are unnecessary, which is economical.

【0022】次に、本発明の第3の実施例を図3を参照
して説明する。図3において、図1及び図2の構成要素
と同一の作用及び機能を有する構成要素は同一符号を付
して説明を省略する。本実施例が図2に示す第2の実施
例と異なるところは同定誤差検出回路17を省略したこ
とである。同定誤差検出回路17は、変位センサ6の変
位信号から、キャンセラ回路14で生成された擬似信号
を減算した誤差を評価し、その誤差をより小さくするよ
う、適応ディジタルフィルタのパラメータを修正するも
のである。浮上テーブル系の曲げ固有モードは、搭載さ
れる嫌振装置によって変化するので、適応ディジタルフ
ィルタも厳密には、これらの変化に対応してそのパラメ
ータを変更することにより誤差を小さくする必要があ
る。しかしながら、実用上、適応ディジタルフィルタの
パラメータを変更しなくても済む場合もあり、この時
は、同定誤差検出回路17は不要となるからである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, constituent elements having the same operations and functions as those of the constituent elements of FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This embodiment differs from the second embodiment shown in FIG. 2 in that the identification error detection circuit 17 is omitted. The identification error detection circuit 17 evaluates the error obtained by subtracting the pseudo signal generated by the canceller circuit 14 from the displacement signal of the displacement sensor 6, and modifies the parameters of the adaptive digital filter so as to reduce the error. is there. Since the bending eigenmode of the levitation table system changes depending on the vibration-eliminating device mounted, strictly speaking, the adaptive digital filter must also reduce its error by changing its parameters in response to these changes. However, in practice, it may not be necessary to change the parameters of the adaptive digital filter, and at this time, the identification error detection circuit 17 becomes unnecessary.

【0023】次に、本説明の第4の実施例を図4を参照
して説明する。図4において、図1の構成要素と同一の
作用及び機能を有する構成要素は同一符号を付して説明
を省略する。本実施例が図1に示す第1の実施例と異な
るところは、第1に、パルス発生器を省略し、補償回路
または電力増幅器の出力を伝達関数測定器12に入力し
たことである。伝達関数測定器12は、補償回路7また
は電力増幅器8の出力と変位センサ6の変位信号から浮
上テーブルの伝達関数を推定し、適応ディジタルフィル
タ15のパラメータを修正するものである。
Next, a fourth embodiment of the present description will be described with reference to FIG. 4, constituent elements having the same functions and functions as those of the constituent elements of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the pulse generator is omitted and the output of the compensation circuit or the power amplifier is input to the transfer function measuring device 12. The transfer function measuring device 12 estimates the transfer function of the levitation table from the output of the compensation circuit 7 or the power amplifier 8 and the displacement signal of the displacement sensor 6, and corrects the parameter of the adaptive digital filter 15.

【0024】第2に、浮上テーブル系の伝達関数は、複
数の伝達関数測定器および適応ディジタルフィルタから
構成され、浮上テーブル系の他の補償回路または電力増
幅器の出力信号と当該浮上テーブル系の変位信号から重
畳して求められ、模擬される。従って、図示のように4
個の電磁アクチュエータ、及び4個のセンサの間で本発
明を適用する場合には、16組の伝達関数測定器および
適応ディジタルフィルタ等の組が必要である。このよう
なたすきがけ制御は浮上テーブル系の伝達関数に相関が
あるため有効である。
Secondly, the transfer function of the levitation table system is composed of a plurality of transfer function measuring devices and an adaptive digital filter, and the output signal of another compensation circuit or power amplifier of the levitation table system and the displacement of the levitation table system. It is obtained by superimposing it from the signal and simulated. Therefore, as shown in the figure,
When the present invention is applied between four electromagnetic actuators and four sensors, 16 sets such as a transfer function measuring device and an adaptive digital filter are required. Such plucking control is effective because it has a correlation with the transfer function of the floating table system.

【0025】次に本発明の第5の実施例を図5を参照し
て説明する。図5において、図1の構成要素と同一の作
用及び機能を有する構成要素は同一符号を付して説明を
省略する。本実施例が図1に示す第1の実施例と異なる
ところは、第1に、伝達関数設定部を固有モード測定器
25にしたことである。固有モード測定器25は、変位
センサ6の変位信号から浮上テーブル系の固有振動モー
ドを推定し、適応ディジタルフィルタにより重畳して模
擬される。このような構成によれば、固有振動数の変動
範囲が前もって判っていれば、各固有振動数に対応した
適応ディジタルフィルタを準備することにより対応でき
るが、固有振動数の数だけ適応ディジタルフィルタが必
要となる。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, constituent elements having the same operations and functions as those of the constituent elements of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The present embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that, firstly, the transfer function setting unit is the eigenmode measuring instrument 25. The eigenmode measuring device 25 estimates the eigenvibration mode of the floating table system from the displacement signal of the displacement sensor 6 and superimposes it by an adaptive digital filter to simulate it. With such a configuration, if the variation range of the natural frequency is known in advance, it can be dealt with by preparing an adaptive digital filter corresponding to each natural frequency. Will be needed.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明は嫌振装
置を搭載した浮上テーブル系の伝達関数を適応ディジタ
ルフィルタで模擬し、且つ低周波成分を除去し、高周波
の曲げ固有モードの成分を減算等の処理をして浮上テー
ブルの変位信号に加えるものである。従って、従来の浮
上テーブルの曲げ固有モードによる振動、発振の原因と
なった、制御周波数以上の高周波成分のスペクトル上の
ピークが除去されることから、浮上テーブルの浮上制御
を安定に行うことのできる磁気浮上による除振装置が実
現された。本装置は適応ディジタルフィルタで、浮上テ
ーブル系の伝達関数を模擬することから、従来の局部的
なノッチフィルタ等は不要となり、各種形状、容量の異
なる磁気式除振装置に対してもパラメータの変更のみで
対応できるので極めて汎用性が高い。又、嫌振装置の容
量及び取付位置の変化による浮上テーブル系の伝達関数
の変動に対しても同定誤差の検出により自動的な対応が
可能な磁気浮上による除振装置が実現された。
As described above, according to the present invention, the transfer function of the levitation table system equipped with the vibration eliminator is simulated by the adaptive digital filter, and the low frequency component is removed to obtain the high frequency bending eigenmode component. Is added to the displacement signal of the floating table by processing such as subtraction. Therefore, the peak on the spectrum of the high-frequency component higher than the control frequency, which is the cause of the vibration and oscillation due to the bending eigenmode of the conventional levitating table, is removed, so that the levitating table can be stably levitated. A vibration isolation device using magnetic levitation has been realized. This device is an adaptive digital filter that simulates the transfer function of the levitation table system, eliminating the need for a conventional local notch filter, etc., and changing parameters even for magnetic anti-vibration devices of various shapes and capacities. Since it can be handled only by itself, it is extremely versatile. Further, a magnetic levitation vibration eliminator capable of automatically responding to fluctuations in the transfer function of the levitation table system due to changes in the capacity and mounting position of the vibration eliminator by detecting an identification error has been realized.

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

【図1】本発明に係わる磁気浮上式除振装置の制御系の
一実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a control system of a magnetic levitation vibration isolator according to the present invention.

【図2】本発明に係わる磁気浮上式除振装置の制御系の
第2の実施例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the control system of the magnetic levitation vibration isolator according to the present invention.

【図3】本発明に係わる磁気浮上式除振装置の制御系の
第3の実施例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the control system of the magnetic levitation vibration isolator according to the present invention.

【図4】本発明に係わる磁気浮上式除振装置の制御系の
第4の実施例を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the control system of the magnetic levitation type vibration isolation device according to the present invention.

【図5】本発明に係わる磁気浮上式除振装置の制御系の
第5の実施例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the control system of the magnetic levitation vibration isolator according to the present invention.

【図6】従来の磁気浮上式除振装置の制御系を示すブロ
ック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a control system of a conventional magnetic levitation vibration isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケーシング 2 電磁石固定子 3 コイル 4 浮上テーブル 5 浮上用ディスク 6 変位センサ 7 補償回路 8 電力増幅器 10 システム同定回路 11 伝達関数設定部 12 伝達関数測定器 13 パルス発生器 14 キャンセラ 15 適応ディジタルフィルタ 16 ハイパス回路 17 同定誤差検出回路 21,22,23 加算器 25 固有モード測定器 31 伝達関数設定器 1 Casing 2 Electromagnet Stator 3 Coil 4 Levitation Table 5 Levitation Disk 6 Displacement Sensor 7 Compensation Circuit 8 Power Amplifier 10 System Identification Circuit 11 Transfer Function Setting Section 12 Transfer Function Measuring Device 13 Pulse Generator 14 Canceller 15 Adaptive Digital Filter 16 High Pass Circuit 17 Identification error detection circuit 21, 22, 23 Adder 25 Eigenmode measuring instrument 31 Transfer function setter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和英 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 大沢 將 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株 式会社 荏原総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhide Watanabe 4-2-1 Honfujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Ebara Research Institute Ltd. No. 1 stock company within EBARA Research Institute

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動を嫌う機械装置を搭載する浮上テー
ブルと、該浮上テーブルに固定した浮上用ディスクと、
該浮上用ディスクから微小間隙の距離を置いてケーシン
グに取り付けられた電磁石固定子と、該浮上用ディスク
と該電磁石固定子の相対変位を測定する変位センサと、
該変位センサからの変位信号をもとに前記浮上用ディス
クと前記電磁石固定子間に作用する磁気吸引力を制御す
る補償回路と、電力増幅器とを有する除振装置におい
て、あらかじめ定められた前記浮上テーブルの伝達関数
を設定する伝達関数設定部と、この伝達関数設定部で設
定された伝達関数を模擬し前記補償回路又は電力増幅器
の出力を入力することにより擬似信号を発生する適応デ
ィジタルフィルタと、この適応ディジタルフィルタの入
力側あるいは出力側に設けられたハイパス回路とを備
え、前記変位信号から前記擬似信号を減算、又は加算し
た信号に基づき前記磁気吸引力を制御することを特徴と
する除振装置。
1. A levitation table on which a mechanical device that dislikes vibration is mounted, and a levitation disk fixed to the levitation table,
An electromagnet stator attached to the casing at a distance of a minute gap from the levitation disk, and a displacement sensor for measuring relative displacement between the levitation disk and the electromagnet stator,
In a vibration isolation device having a power amplifier and a compensation circuit that controls a magnetic attraction force acting between the levitation disk and the electromagnet stator based on a displacement signal from the displacement sensor, the predetermined levitation A transfer function setting unit for setting the transfer function of the table, an adaptive digital filter for simulating the transfer function set by the transfer function setting unit and generating a pseudo signal by inputting the output of the compensation circuit or the power amplifier, A high-pass circuit provided on the input side or output side of the adaptive digital filter, and controlling the magnetic attraction force based on a signal obtained by subtracting or adding the pseudo signal from the displacement signal. apparatus.
【請求項2】 前記変位信号から前記擬似信号を減算し
た信号を同定誤差検出回路で検出し、この誤差が小さく
なるように前記適応ディジタルフィルタを逐次修正する
システム同定回路を更に具備することを特徴とする請求
項1記載の除振装置。
2. A system identification circuit is further provided which detects a signal obtained by subtracting the pseudo signal from the displacement signal by an identification error detection circuit and sequentially corrects the adaptive digital filter so as to reduce the error. The vibration isolator according to claim 1.
【請求項3】 前記伝達関数設定部は伝達関数測定器と
パルス発生器とから構成され、前記パルス発生器により
発生したパルスを電力増幅器に入力することによって前
記浮上テーブルに外乱を与え、その時の浮上テーブルの
変位信号を前記変位センサにより検出し、この変位信号
から浮上テーブル系の伝達関数を求めることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の除振装置。
3. The transfer function setting unit is composed of a transfer function measuring device and a pulse generator, and a pulse generated by the pulse generator is input to a power amplifier to give a disturbance to the levitation table. The vibration isolation device according to claim 1 or 2, wherein a displacement signal of the levitation table is detected by the displacement sensor, and a transfer function of the levitation table system is obtained from the displacement signal.
【請求項4】 前記伝達関数設定部は、計算あるいはそ
の他の手段で求められた伝達関数を設定する伝達関数設
定器を具備することを特徴とする請求項1または請求項
2記載の除振装置。
4. The vibration isolator according to claim 1, wherein the transfer function setting unit includes a transfer function setting device that sets a transfer function obtained by calculation or other means. .
【請求項5】 前記同定誤差検出回路で誤差を検出し適
応ディジタルフィルタを適応的に修正する場合におい
て、誤差がだんだん大きくなり修正が困難になった時
は、パルス発生器で再度パルスを発生し、伝達関数を再
度設定することを特徴とする請求項2記載の除振装置。
5. When the identification error detecting circuit detects an error and adaptively corrects the adaptive digital filter, when the error gradually increases and correction becomes difficult, a pulse is regenerated by the pulse generator. 3. The vibration isolator according to claim 2, wherein the transfer function is set again.
【請求項6】 前記伝達関数設定部は伝達関数測定器か
ら構成され、前記補償回路または電力増幅器の出力と前
記変位センサの変位信号から浮上テーブル系の伝達関数
を推定し、且つ、浮上テーブル系の伝達関数は、複数の
伝達関数測定器および適応ディジタルフィルタにより、
浮上テーブル系の他の補償回路または電力増幅器の出力
信号から重畳して求められ、模擬されることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の除振装置。
6. The transfer function setting unit is composed of a transfer function measuring device, estimates the transfer function of the levitating table system from the output of the compensating circuit or power amplifier and the displacement signal of the displacement sensor, and levitating table system. The transfer function of is determined by multiple transfer function measuring instruments and adaptive digital filters.
The vibration isolation device according to claim 1 or 2, wherein the vibration isolation device is obtained by superimposing it from an output signal of another compensating circuit of the levitation table system or a power amplifier and is simulated.
【請求項7】 前記伝達関数設定部は浮上テーブル系の
固有モード測定器から構成され、前記変位センサの変位
信号から浮上テーブル系の固有振動モードを推定し、前
記適応ディジタルフィルタにより該固有振動周波数成分
を模擬する擬似信号を発生し、且つ、浮上テーブル系の
伝達関数は、複数の固有モード測定器および適応ディジ
タルフィルタにより重畳して模擬されることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の除振装置。
7. The transfer function setting unit is composed of an eigenmode measuring device of a levitation table system, estimates the eigenmode of the levitation table system from the displacement signal of the displacement sensor, and uses the adaptive digital filter to generate the eigenmode frequency. 3. A pseudo signal for simulating a component is generated, and a transfer function of a levitating table system is simulated by being superposed by a plurality of eigenmode measuring devices and an adaptive digital filter. Anti-vibration device.
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