JPH10141428A - Active vibration resistant device - Google Patents

Active vibration resistant device

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JPH10141428A
JPH10141428A JP8313015A JP31301596A JPH10141428A JP H10141428 A JPH10141428 A JP H10141428A JP 8313015 A JP8313015 A JP 8313015A JP 31301596 A JP31301596 A JP 31301596A JP H10141428 A JPH10141428 A JP H10141428A
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JP
Japan
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vibration
detecting means
control signal
actuator
compensator
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JP8313015A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Iwai
功 岩井
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve transmission characteristics of the vibration from a foundation which is installed. SOLUTION: The vibration of a vibration resistant base 31 supported by a support mechanism 32 is detected by a first vibration detection means 34 in a vibration removing base vibration feedback loop, and the vibration information obtained by amplifying by an amplifier 40 and then passing only necessary frequency band by a band-pass filter 41 is computed and processed by a feedback compensator 53 and is fed-back into an actuator 36 through a drive circuit 52. Moreover, in a floor vibration feed forward loop, the vibration of a foundation 33 which is installed is detected by a second vibration detection means 35, and the vibration information obtained by amplifying by an amplifier 46 and then passing only necessary frequency band by a band-pass filter 47 is digitalized by an A/D converter 48 and is converted into an analog signal by a D/A converter 50 as a feed forward control signal through a feed forward compensator 49 of an adaptive filter 44 so that the drive circuit 52 drives the actuator 36 by this signal.

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、床などの設置基礎
からの振動の伝達特性を、従来に比較して大きく改善す
る例えば電子顕微鏡や半導体露光装置等の精密機器搭載
用の能動除振装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active vibration isolator for mounting on precision equipment, such as an electron microscope or a semiconductor exposure apparatus, which greatly improves the transmission characteristics of vibration from a foundation such as a floor. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】振動制御方法として、振動源の振動情報
を参照入力とし除振対象物の振動情報を誤差入力とする
適応デジタルフィルタを構成し、フィードフォワード制
御を施す方法があり、車両用サスペンション制御などに
も多く使用されている。この制御方法はデジタル的なフ
ィードフォワード補償器を用いることで、除振対象物の
特性が未知の場合でも、それ自体の適応動作によって、
除振台の特性に応じた適切な補償器の特性を自動的に導
出、実現できるという利点がある。そして、この制御方
法はDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などの離散
演算装置が容易に利用できるようになった今日では極め
て効果的であり、特開平6−235439号公報で開示
されている「振動制御方法および装置」などが提案され
ている。
2. Description of the Related Art As a vibration control method, there is a method in which an adaptive digital filter is constructed in which vibration information of a vibration source is used as a reference input and vibration information of an object to be vibration-isolated is input as an error, and feedforward control is performed. It is often used for control. This control method uses a digital feed-forward compensator, so even if the characteristics of the object to be isolated are unknown,
There is an advantage that the characteristic of the appropriate compensator according to the characteristic of the vibration isolation table can be automatically derived and realized. This control method is extremely effective today when discrete arithmetic devices such as a DSP (Digital Signal Processor) can be easily used, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-235439. And devices "have been proposed.

【0003】図9は従来例の構成図であり、精密機器を
搭載する防振台1は支持機構2を介して設置基礎3上に
設けられている。防振台1上には水平2方向(X、Y)
及び鉛直方向(Z)の振動情報を検出する第1の振動検
出手段4が設けられ、設置基礎3上には同様に3方向の
振動情報を検出する第2の振動検出手段5が設けられて
いる。また、除振台1上に水平2方向及び鉛直方向に加
振力を発生させるアクチュエータ6が設けられている。
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional example, in which a vibration isolating table 1 on which precision equipment is mounted is provided on an installation base 3 via a support mechanism 2. Two horizontal directions (X, Y) on the anti-vibration table 1
And first vibration detection means 4 for detecting vibration information in the vertical direction (Z), and second vibration detection means 5 for similarly detecting vibration information in three directions is provided on the installation base 3. I have. An actuator 6 for generating a vibration force in two horizontal directions and a vertical direction is provided on the vibration isolation table 1.

【0004】そして、第1の振動検出手段4の3つの成
分の出力は、それぞれ増幅器10、バンドパスフィルタ
11、A/D変換器12を介して適応フィルタ13のパ
ラメータ推定機構14に入力されている。一方、第2の
振動検出手段5の3つの成分の出力も、同様に増幅器1
5、バンドパスフィルタ16、A/D変換器17を介し
て適応フィルタ13のパラメータ推定機構14、フィー
ドフォワード補償器18にそれぞれ入力されている。パ
ラメータ推定機構14の3つの出力はフィードフォワー
ド補償器18、D/A変換器19、合成回路20、駆動
回路21を介してアクチュエータ6に接続されている。
また、第1の振動検出手段4のバンドパスフィルタ11
の出力は、フィードバック補償器22を介して合成回路
20に入力されている。
The outputs of the three components of the first vibration detecting means 4 are input to a parameter estimating mechanism 14 of an adaptive filter 13 via an amplifier 10, a band-pass filter 11, and an A / D converter 12, respectively. I have. On the other hand, the output of the three components of the second vibration detecting means 5 is also
5, input to the parameter estimation mechanism 14 of the adaptive filter 13 and the feed-forward compensator 18 via the band-pass filter 16 and the A / D converter 17, respectively. The three outputs of the parameter estimation mechanism 14 are connected to the actuator 6 via a feedforward compensator 18, a D / A converter 19, a combining circuit 20, and a driving circuit 21.
Further, the band-pass filter 11 of the first vibration detecting means 4
Are input to the synthesis circuit 20 via the feedback compensator 22.

【0005】除振台1の振動を第1の振動検出手段4に
より検出し、増幅器10で増幅した後にバンドパスフィ
ルタ11により必要な周波数帯域のみを通過させた振動
情報をフィードバック補償器22で演算処理し、合成回
路20、駆動回路21を介してアクチュエータ6にフィ
ードバックする。また、設置基礎3の振動を第2の振動
検出手段5で検出し、増幅器15で増幅した後にバンド
パスフィルタ16により必要な周波数帯域のみを通過さ
せた振動情報を適応フィルタ13で演算処理し、得られ
た操作量を駆動回路21に入力しアクチュエータ6を駆
動する。
The vibration of the vibration isolation table 1 is detected by the first vibration detecting means 4, amplified by the amplifier 10, and then, by the feedback compensator 22, the vibration information obtained by passing only the required frequency band by the band-pass filter 11 is calculated. After processing, the data is fed back to the actuator 6 via the synthesizing circuit 20 and the driving circuit 21. Further, the vibration of the installation base 3 is detected by the second vibration detecting means 5, amplified by the amplifier 15, and then subjected to arithmetic processing by the adaptive filter 13 on the vibration information obtained by passing only the necessary frequency band by the band-pass filter 16. The obtained operation amount is input to the drive circuit 21 to drive the actuator 6.

【0006】除振台1の振動を振動センサ4で検出し、
その出力信号を補償して、除振台1へ制御力を加えるア
クチュエータ6にフィードバックするだけでなく、設置
基礎3の振動を適切に補償しアクチュエータ6にフィー
ドフォワードする振動制御方法により、設置基礎3から
の振動の絶縁性能が大きく向上し、設置基礎3の振動基
準も緩和している。
The vibration of the vibration isolation table 1 is detected by the vibration sensor 4,
Not only is the output signal compensated and fed back to the actuator 6 which applies a control force to the anti-vibration table 1, but also the vibration control method of appropriately compensating for the vibration of the installation base 3 and feeding forward to the actuator 6 is performed. The insulation performance of the vibration from the ground is greatly improved, and the vibration standard of the installation foundation 3 is also relaxed.

【0007】フィードフォワード補償器の一例として
は、例えば特開平5−263868号公報に開示されて
いる「除振台の地動外乱制御方法」のように、アクチュ
エータの特性を含めた能動除振装置の幾つかの特性を実
測し、補償器を実現する方法がある。同公報では、能動
除振装置のアクチュエータを用いた除振台の加振応答
と、設置基礎から除振台までの振動伝達率から、最適な
フィードフォワード補償器の特性を導出する方法が開示
されている。
An example of a feedforward compensator is an active vibration isolator including characteristics of an actuator, such as a "method of controlling ground vibration disturbance of a vibration isolation table" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-263868. There is a method of measuring some characteristics and implementing a compensator. This publication discloses a method for deriving an optimal feedforward compensator characteristic from an excitation response of an anti-vibration table using an actuator of an active anti-vibration apparatus and a vibration transmissibility from an installation foundation to the anti-vibration table. ing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の除振装置においては、アクチュエータ6の取り付けや
重心位置によって、水平2方向及び鉛直方向の振動にそ
れぞれ干渉成分が発生、重畳しており、除振台1の各方
向の推定パラメータの収束速度が方向ごとに異なると、
推定パラメータの推移が他方向のパラメータ推定に影響
を与え、パラメータが収束しなかったりパラメータが発
散し、除振性能を劣化させることがある。
However, in the conventional vibration isolator, interference components are generated and superimposed on the horizontal and vertical vibrations depending on the mounting of the actuator 6 and the position of the center of gravity. If the convergence speed of the estimation parameter in each direction of the shaking table 1 is different for each direction,
The transition of the estimation parameter affects the parameter estimation in the other direction, and the parameter may not converge or the parameter may diverge, thereby deteriorating the vibration isolation performance.

【0009】また、従来例の能動除振装置では、水平2
方向、鉛直1方向の振動を打ち消すように制御力をアク
チュエータ6により発生させるが、アクチュエータ6の
取り付けや除振装置の重心位置によっては他方向への干
渉が発生し、除振性能が劣化することがある。
In the conventional active vibration isolator, the horizontal two
A control force is generated by the actuator 6 so as to cancel the vibration in one direction and one direction in the vertical direction. However, depending on the mounting of the actuator 6 or the position of the center of gravity of the vibration isolator, interference occurs in other directions, and the vibration isolation performance is deteriorated. There is.

【0010】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
床などの設置基礎からの振動の伝達特性を従来例に比較
して大きく改善し、防振性能が良好な能動除振装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
It is an object of the present invention to provide an active vibration isolator having significantly improved vibration transmission characteristics from a foundation installed on a floor or the like as compared with a conventional example, and having good vibration isolation performance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第1発明に係る能動除振装置は、除振台と、該除振
台を防振支持する支持機構と、前記除振台に水平2方向
及び鉛直方向に制御力を加えるアクチュエータと、前記
除振台の水平2方向及び鉛直方向の振動情報を検出する
第1の振動検出手段と、該第1の振動検出手段により検
出した前記除振台の振動情報を入力としフィードバック
制御信号を発生するフィードバック補償器と、前記支持
機構を設置する設置基礎の水平2方向及び鉛直方向の振
動を検出する第2の振動検出手段と、該第2の振動検出
手段により検出した前記設置基礎の振動情報と前記除振
台の振動情報を入力とし係数を逐次に更新し前記設置基
礎の振動情報を参照入力としてフィードフォワード制御
信号を生成する適応フィルタと、該適応フィルタを停止
/動作させる動作切換機構と、パラメータ調整則の情報
に基づき前記切換機構を制御する判定機構と、前記フィ
ードバック制御信号と前記フィードフォワード制御信号
を合成し前記アクチュエータに駆動信号を加えることを
特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an active vibration isolator for achieving the above object, a vibration isolator, a support mechanism for supporting the vibration isolator, and a vibration isolator. An actuator that applies a control force in two horizontal and vertical directions to the actuator, first vibration detection means for detecting horizontal and vertical vibration information of the vibration isolation table, and detection by the first vibration detection means. A feedback compensator that receives the vibration information of the anti-vibration table and generates a feedback control signal; a second vibration detection unit that detects horizontal and vertical vibrations of an installation base on which the support mechanism is installed; The vibration information of the installation base and the vibration information of the anti-vibration table detected by the second vibration detection means are input and the coefficient is sequentially updated to generate a feedforward control signal using the vibration information of the installation foundation as a reference input. A filter, an operation switching mechanism for stopping / operating the adaptive filter, a determining mechanism for controlling the switching mechanism based on information of a parameter adjustment rule, and synthesizing the feedback control signal and the feedforward control signal to drive the actuator. It is characterized by adding a signal.

【0012】第2発明に係る能動除振装置は、除振台
と、該除振台を防振支持する支持機構と、前記除振台へ
水平2方向及び鉛直方向に制御力を加えるアクチュエー
タと、前記除振台の水平2方向及び鉛直方向の振動情報
を検出する第1の振動検出手段と、前記第1の振動検出
手段により検出した前記除振台の振動情報を入力としフ
ィードバック制御信号を発生するフィードバック補償器
と、前記支持機構を設置する設置基礎の水平2方向及び
鉛直方向の振動を検出する第2の振動検出手段と、前記
第2の振動検出手段により検出した前記設置基礎の振動
情報を参照入力としてフィードフォワード制御信号を生
成するフィードフォワード補償器と、干渉成分の特性を
推定する干渉特性推定器と、干渉成分特性を推定するた
めに必要な信号を生成するM系列信号発生器と、前記干
渉特性推定器の推定結果に基づいて調整し非干渉化制御
信号を生成する非干渉化補償器と、前記フィードバック
制御信号と前記フィードフォワード制御信号と前記非干
渉化制御信号を合成し前記アクチュエータに駆動信号を
加えることを特徴とする。
An active vibration isolator according to a second aspect of the present invention includes a vibration isolator, a support mechanism for supporting the vibration isolator with vibration isolation, and an actuator for applying a control force to the vibration isolator in two horizontal and vertical directions. A first vibration detecting means for detecting vibration information in two horizontal directions and a vertical direction of the vibration isolation table, and a feedback control signal which receives the vibration information of the vibration isolation table detected by the first vibration detection means as an input. A feedback compensator that is generated, second vibration detecting means for detecting horizontal and vertical vibrations of the installation foundation on which the support mechanism is installed, and vibration of the installation foundation detected by the second vibration detection means A feedforward compensator that generates a feedforward control signal using the information as a reference input, an interference characteristic estimator that estimates the characteristics of the interference components, and a signal that is necessary to estimate the interference component characteristics. An M-sequence signal generator, a decoupling compensator that adjusts based on an estimation result of the interference characteristic estimator to generate a decoupling control signal, the feedback control signal, the feedforward control signal, and the decoupling. And a drive signal is added to the actuator.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明を図1〜図8に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例であ
り、精密機器を搭載する防振台31は支持機構32を介
して設置基礎33上に設けられている。防振台31上に
は、水平2方向(X、Y)及び鉛直方向(Z)の振動情
報を検出する第1の振動検出手段34が設けられ、設置
基礎33上には同様な第2の振動検出手段35が設けら
れている。また、除振台31上に水平2方向及び鉛直方
向に加振力を発生させるアクチュエータ36が設けられ
ている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment, in which a vibration isolating table 31 on which precision equipment is mounted is provided on an installation base 33 via a support mechanism 32. A first vibration detecting means 34 for detecting vibration information in two horizontal directions (X, Y) and a vertical direction (Z) is provided on the vibration isolating table 31, and a similar second A vibration detecting means 35 is provided. Further, an actuator 36 for generating a vibration force in two horizontal directions and a vertical direction is provided on the vibration isolation table 31.

【0014】そして、第1の振動検出手段34の3つの
成分の出力は、それぞれ増幅器40、バンドパスフィル
タ41、A/D変換器42、動作切換機構43を介して
適応フィルタ44のパラメータ推定機構45に入力され
ている。一方、第2の振動検出手段35の3つの成分の
出力も、同様に増幅器46、バンドパスフィルタ47、
A/D変換器48、動作切換機構43を介して適応フィ
ルタ44のパラメータ推定機構45に入力されている。
パラメータ推定機構45の3つの出力はフィードフォワ
ード補償器49、D/A変換器50、合成回路51、駆
動回路52を介してアクチュエータ36に接続されてい
る。
The outputs of the three components of the first vibration detecting means 34 are passed through an amplifier 40, a band-pass filter 41, an A / D converter 42, and an operation switching mechanism 43, respectively. 45 has been entered. On the other hand, the outputs of the three components of the second vibration detecting means 35 are similarly output from the amplifier 46, the band-pass filter 47,
The signal is input to the parameter estimating mechanism 45 of the adaptive filter 44 via the A / D converter 48 and the operation switching mechanism 43.
The three outputs of the parameter estimation mechanism 45 are connected to the actuator 36 via a feedforward compensator 49, a D / A converter 50, a combining circuit 51, and a driving circuit 52.

【0015】また、第1の振動検出手段34のバンドパ
スフィルタ41の出力はフィードバック補償器53を介
して合成回路51に入力され、第2の振動検出手段35
のA/D変換器48の出力は適応フィルタ44のフィー
ドフォワード補償器49に接続されている。更に、パラ
メータ推定機構45の出力は判定機構54を介して動作
切換機構43を駆動するようにされている。
The output of the band-pass filter 41 of the first vibration detecting means 34 is input to the synthesizing circuit 51 via the feedback compensator 53, and the second vibration detecting means 35
The output of the A / D converter 48 is connected to a feedforward compensator 49 of the adaptive filter 44. Further, the output of the parameter estimating mechanism 45 drives the operation switching mechanism 43 via the judging mechanism 54.

【0016】この能動除振装置は除振台31の振動に着
目して振動制御を行う除振台振動フィードバックループ
と、設置基礎33から除振台31への振動伝達に着目し
て、振動制御を行う床振動フィードフォワードループと
から成っている。
This active vibration isolation device focuses on vibration of the vibration isolation table 31 and performs vibration control. The vibration isolation control apparatus focuses on vibration transmission from the installation base 33 to the vibration isolation table 31. Doing floor vibration consists of a feed forward loop.

【0017】除振台振動フィードバックループにおいて
は、支持機構32により防振支持された除振台31の振
動を、加速度センサなどの第1の振動検出手段34によ
り検出し、増幅器40で増幅した後にバンドパスフィル
タ41により必要な周波数帯域のみを通過させた振動情
報をフィードバック補償器53で演算処理し、駆動回路
52を介してアクチュエータ36にフィードバックす
る。
In the vibration isolation table vibration feedback loop, the vibration of the vibration isolation table 31 supported by the vibration isolator by the support mechanism 32 is detected by the first vibration detecting means 34 such as an acceleration sensor, and is amplified by the amplifier 40. Vibration information passed through only the necessary frequency band by the band-pass filter 41 is subjected to arithmetic processing by the feedback compensator 53 and fed back to the actuator 36 via the drive circuit 52.

【0018】また、床振動フィードフォワードループに
おいては、設置基礎33の振動を第2の振動検出手段3
5で検出し、増幅器46で増幅した後にバンドパスフィ
ルタ47により必要な周波数帯域のみを通過させた振動
情報をA/D変換器48でデジタル化し、適応フィルタ
44のフィードフォワード補償器49を介してフィード
フォワード制御信号として、D/A変換器50によりア
ナログ信号に変換し出力する。駆動回路52はこの信号
により、アクチュエータ36を駆動する。
In the floor vibration feed forward loop, the vibration of the installation foundation 33 is detected by the second vibration detecting means 3.
The vibration information, which is detected by 5 and amplified by an amplifier 46 and then passed through only a necessary frequency band by a band pass filter 47, is digitized by an A / D converter 48 and passed through a feed forward compensator 49 of the adaptive filter 44. The signal is converted into an analog signal by the D / A converter 50 and output as a feedforward control signal. The drive circuit 52 drives the actuator 36 based on this signal.

【0019】また、第2の振動検出手段35には加速度
センサを用いることができるが、第2の振動検出手段3
5は例えば第1の振動検出手段34と、設置基礎33と
除振台31の相対変位を検出する変位センサの信号か
ら、設置基礎33の加速度信号と等価な信号を演算で求
めるものであってもよい。
Although an acceleration sensor can be used as the second vibration detecting means 35, the second vibration detecting means 3
Reference numeral 5 denotes, for example, a signal equivalent to an acceleration signal of the installation base 33, which is obtained from a signal of a first vibration detecting means 34 and a displacement sensor for detecting a relative displacement between the installation base 33 and the vibration isolation table 31. Is also good.

【0020】また、フィードフォワード補償器49は第
1の振動検出手段34により検出された除振台31の振
動情報と、第2の振動検出手段35により検出された設
置基礎33の振動情報とを入力とするパラメータ推定機
構45により逐次調節される。
The feed forward compensator 49 converts the vibration information of the vibration isolation table 31 detected by the first vibration detecting means 34 and the vibration information of the installation base 33 detected by the second vibration detecting means 35. It is successively adjusted by the parameter estimation mechanism 45 as an input.

【0021】動作切換機構43は判定機構54によって
フィードフォワード補償器49の停止/動作を制御する
ものであり、判定機構54は推定パラメータの推移を監
視し、定められた方向の推定パラメータが収束したと判
断した場合は、動作切換機構43に対し次方向のパラメ
ータの推定を開始させる。例えば、始めはX方向のみ推
定を開始し、Y、Z方向の推定は行わない。X方向の推
定パラメータが収束したと判定機構54が判断した場合
にY方向の推定を開始する。更に、Y方向の推定パラメ
ータが収束するとZ方向の推定を開始する。なお、推定
を開始する順序は上記の順番に限ったものではなく、任
意に選ぶことができる。
The operation switching mechanism 43 controls the stop / operation of the feedforward compensator 49 by the determining mechanism 54. The determining mechanism 54 monitors the transition of the estimated parameter, and the estimated parameter in a predetermined direction converges. When it is determined, the operation switching mechanism 43 is started to estimate the parameter in the next direction. For example, initially, estimation starts only in the X direction, and estimation in the Y and Z directions is not performed. When the determination mechanism 54 determines that the estimation parameters in the X direction have converged, the estimation in the Y direction is started. Further, when the estimation parameters in the Y direction converge, the estimation in the Z direction is started. Note that the order in which the estimation is started is not limited to the above order, and can be arbitrarily selected.

【0022】なお、除振台31上には精密機器等が搭載
されるので、精密機器等の搭載に影響が出ないように、
支持機構32にアクチュエータを組み込んでもよい。こ
の場合には、図2に示すように駆動回路52の出力は支
持機構32のアクチュエータに接続される。
Note that precision equipment and the like are mounted on the vibration isolation table 31, so that the mounting of the precision equipment and the like is not affected.
An actuator may be incorporated in the support mechanism 32. In this case, the output of the drive circuit 52 is connected to the actuator of the support mechanism 32 as shown in FIG.

【0023】また、各方面のパラメータの収束時間が予
め明らかな場合には、図3に示すように判定機構54に
代えて、タイマ55により動作切換機構43を切換える
ようにしてもよい。
If the convergence time of the parameter in each direction is known in advance, the operation switching mechanism 43 may be switched by a timer 55 instead of the determination mechanism 54 as shown in FIG.

【0024】床などの設置基礎33の振動が小さくなる
と、必然的にパラメータ推定機構45への入力も小さく
なる。そのため、ノイズ成分が優勢となりパラメータ推
定値が最適値から外れ、除振性能を悪化させることがあ
る。そこで、図4に示すように判定機構54に設置基礎
33の振動を入力し、設置基礎33の振動が小さくなっ
たと判断した場合には、動作切換機構43に指令を出し
パラメータの推定を停止させることもできる。
When the vibration of the installation base 33 such as a floor becomes small, the input to the parameter estimating mechanism 45 naturally becomes small. For this reason, the noise component becomes dominant, and the parameter estimation value deviates from the optimum value, which may deteriorate the vibration isolation performance. Therefore, as shown in FIG. 4, the vibration of the installation base 33 is input to the determination mechanism 54, and when it is determined that the vibration of the installation foundation 33 has decreased, a command is issued to the operation switching mechanism 43 to stop the estimation of the parameters. You can also.

【0025】なお、別の判断基準を設けることで、他方
向からの干渉の影響を減少させるだけでなく、設置基礎
33の振動が小さくなった際の適応フィルタ44による
除振性能の悪化を防ぐことができる。
The provision of another judgment criterion not only reduces the influence of interference from other directions, but also prevents deterioration of the vibration isolation performance of the adaptive filter 44 when the vibration of the installation base 33 is reduced. be able to.

【0026】図5は第2の実施例を示し、この第2の実
施例における除振台31、支持機構32、アクチュエー
タ36、第1の振動検出手段34、第2の振動検出手段
35の構成は第1の実施例と同様である。
FIG. 5 shows a second embodiment. The structure of the vibration isolating table 31, the support mechanism 32, the actuator 36, the first vibration detecting means 34, and the second vibration detecting means 35 in the second embodiment. Are the same as in the first embodiment.

【0027】第1の振動検出手段34の出力は増幅器4
0、バンドパスフィルタ41を介してフィードバック補
償器53及び干渉特性推定機構61に接続されている。
また、第2の振動検出手段35の出力は増幅器46、バ
ンドパスフィルタ47を介してフィードフォワード補償
器62に接続されている。干渉特性推定機構61の出力
は非干渉化補償器63に接続され、干渉特性推定機構6
1、非干渉化補償器63にはM系列信号発生器64の出
力が接続されている。非干渉補償器11の出力は、フィ
ードバック補償器53の出力、フィードフォワード補償
器62の出力及びM系列信号発生器64の出力と合成回
路51において合成され、駆動回路52を介してアクチ
ュエータ36に接続されている。なお、合成回路51の
出力の一部は非干渉化補償器63にフィードバックされ
ている。
The output of the first vibration detecting means 34 is
0, which is connected to a feedback compensator 53 and an interference characteristic estimating mechanism 61 via a band pass filter 41.
The output of the second vibration detecting means 35 is connected to a feedforward compensator 62 via an amplifier 46 and a bandpass filter 47. The output of the interference characteristic estimation mechanism 61 is connected to the decoupling compensator 63, and the interference characteristic estimation mechanism 6
1. The output of the M-sequence signal generator 64 is connected to the decoupling compensator 63. The output of the non-interference compensator 11 is combined with the output of the feedback compensator 53, the output of the feedforward compensator 62, and the output of the M-sequence signal generator 64 in the combining circuit 51, and is connected to the actuator 36 via the driving circuit 52. Have been. A part of the output of the combining circuit 51 is fed back to the decoupling compensator 63.

【0028】この能動除振装置は除振台31の振動に着
目して振動制御を行う除振台振動フィードバックループ
と、設置基礎33から除振台31への振動伝達に着目し
て振動制御を行う床振動フィードフォワードループと各
方向間の干渉の影響を相殺する非干渉化ループから成
る。
This active anti-vibration apparatus performs vibration control by paying attention to the vibration of the vibration isolation table 31 and vibration transmission from the installation base 33 to the vibration isolation table 31 for performing vibration control. It consists of a floor vibration feedforward loop to be performed and a decoupling loop for canceling the influence of interference between directions.

【0029】除振台振動フィードバックループにおいて
は、支持機構32により防振支持された除振台31の振
動を第1の振動検出手段34で検出し、増幅器40で増
幅した後にバンドパスフィルタ41により必要な周波数
帯域のみを通過させた振動情報をフィードバック補償器
53で演算処理し、合成回路51、駆動回路52を介し
てアクチュエータ36にフィードバックする。
In the vibration isolation table vibration feedback loop, the vibration of the vibration isolation table 31 which is supported by the vibration isolation mechanism 31 by the support mechanism 32 is detected by the first vibration detection means 34, amplified by the amplifier 40, and then amplified by the band-pass filter 41. Vibration information that has passed only the necessary frequency band is subjected to arithmetic processing by the feedback compensator 53 and fed back to the actuator 36 via the synthesizing circuit 51 and the driving circuit 52.

【0030】床振動フィードフォワードループにおいて
は、設置基礎33の振動を第2の振動検出手段35で検
出し、増幅器46で増幅した後にバンドパスフィルタ4
7により必要な周波数帯域のみを通過させた振動情報を
フィードフォワード補償器62で演算処理し、得られた
操作量を合成回路51を介して駆動回路52に入力し、
アクチュエータ36を駆動する。
In the floor vibration feed-forward loop, the vibration of the installation base 33 is detected by the second vibration detecting means 35, and is amplified by the amplifier 46.
7, the vibration information passed through only the necessary frequency band is processed by the feedforward compensator 62, and the obtained operation amount is input to the drive circuit 52 via the synthesis circuit 51.
The actuator 36 is driven.

【0031】非干渉化ループはアクチュエータ36の駆
動信号を非干渉化補償器63により演算し、他方向のア
クチュエータを駆動するものである。図6にはX方向か
らY方向に伝わる干渉を相殺する非干渉ループの構成を
示し、X方向アクチュエータ36xの駆動信号を非干渉
化補償器63で演算処理し、得られた操作量を駆動回路
52yに入力し、Y方向のアクチュエータ36yを駆動
するものである。
The decoupling loop calculates the drive signal of the actuator 36 by the decoupling compensator 63 and drives the actuator in the other direction. FIG. 6 shows a configuration of a non-interference loop for canceling interference transmitted from the X direction to the Y direction. The drive signal of the X-direction actuator 36x is processed by the decoupling compensator 63, and the obtained operation amount is converted to a drive circuit. 52y to drive the Y-direction actuator 36y.

【0032】X方向からからY方向に伝わる干渉を相殺
する非干渉化補償器63の特性は以下の手順で求められ
る。
The characteristics of the decoupling compensator 63 for canceling the interference transmitted from the X direction to the Y direction can be obtained by the following procedure.

【0033】手順1として、図7に示すようにM系列信
号発生器64によりY方向のアクチュエータ36yを駆
動し、駆動信号からY方向の定盤振動までの特性Gyy
を、GyをY方向定盤本体特性、UyをY方向アクチュ
エータ特性として、次式を基に干渉特性推定機構61に
より推定する。 Gyy=Gy・Uy ・・・ (1)
As a procedure 1, as shown in FIG. 7, the Y-direction actuator 36y is driven by the M-sequence signal generator 64, and the characteristic Gyy from the drive signal to the Y-direction platen vibration is obtained.
Is estimated by the interference characteristic estimating mechanism 61 based on the following equation, where Gy is the Y-direction base body characteristic and Uy is the Y-direction actuator characteristic. Gyy = Gy · Uy (1)

【0034】手順2として、図8に示すようにM系列信
号発生器64によりX方向のアクチュエータ36xを駆
動し、駆動信号からY方向の定盤振動までの特性Gxy
を、TxyをX→Y方向への干渉特性、UxをX方向アク
チュエータ特性として、干渉特性推定機構61で次式に
より推定する。 Gxy=Gy・Txy・Ux ・・・ (2)
As a procedure 2, as shown in FIG. 8, the actuator 36x in the X direction is driven by the M-sequence signal generator 64, and the characteristic Gxy from the drive signal to the vibration of the surface plate in the Y direction is obtained.
Is estimated by the following equation by the interference characteristic estimating mechanism 61 using Txy as an interference characteristic in the X → Y direction and Ux as an X-direction actuator characteristic. Gxy = Gy · Txy · Ux (2)

【0035】求めるべき非干渉補償特性Hxyは、 Txy・Ux=Hxy・Uy ・・・ (3) となるように、非干渉補償特性Hxyを求めればよく、非
干渉補償特性Hxyは式(2) と手順1で得られた特性の逆
関数を掛け合わせた次式となる。 Hxy=Txy・Ux/Uy=Gy・Txy・Ux/(Gy・Uy) =Gxy/Gyy ・・・ (4) 以上の手順を干渉間ごとに繰り返せばよい。
The non-interference compensation characteristic Hxy to be obtained may be obtained by the following equation: Txy · Ux = Hxy · Uy (3) And the inverse function of the characteristic obtained in procedure 1 is multiplied by the following equation. Hxy = Txy · Ux / Uy = Gy · Txy · Ux / (Gy · Uy) = Gxy / Gyy (4) The above procedure may be repeated for each interference.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る第1発
明に係る能動除振装置によれば、水平2方向及び鉛直方
向の間に干渉があった場合でも、推定パラメータは他方
向からの干渉を受けることなく速やかに最適値へと収束
し、十分な除振性能を引き出すことができる。
As described above, according to the active vibration isolator according to the first aspect of the present invention, even when there is interference between the two horizontal directions and the vertical direction, the estimated parameters are not changed from the other directions. It converges quickly to the optimum value without receiving interference, and sufficient vibration isolation performance can be obtained.

【0037】また第2発明に係る能動除振装置によれ
ば、水平2方向及び鉛直方向の各方向間に干渉があった
場合にも、新たな加振装置やセンサを用いることなく、
干渉を相殺する非干渉化ループを簡便に構成することが
でき、十分な除振性能を引き出すことができる。
According to the active vibration isolator according to the second aspect of the present invention, even when interference occurs between each of the two horizontal directions and the vertical direction, a new vibrating device and a new sensor are not used.
A non-interference loop for canceling interference can be simply configured, and sufficient anti-vibration performance can be obtained.

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

【図1】第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図2】第1の変形例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a first modified example.

【図3】第2の変形例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a second modified example.

【図4】第3の変形例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a third modified example.

【図5】第2の実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図6】X方向からY方向への干渉を相殺する非干渉化
ループの構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a decoupling loop that cancels interference from the X direction to the Y direction.

【図7】非干渉化補償特性を求める手順1の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a procedure 1 for obtaining a decoupling compensation characteristic.

【図8】非干渉化補償特性を求める手順2の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a procedure 2 for obtaining a decoupling compensation characteristic.

【図9】従来例の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 除振台 32 支持機構 33 設置基礎 34 第1の振動検出手段 35 第2の振動検出手段 36 アクチュエータ 43 切換機構 44 適応フィルタ 45 パラメータ推定機構 49、62 フィードフォワード補償器 52 駆動回路 53 フィードバック補償器 54 判定機構 55 タイマ 61 干渉特性推定機構 63 非干渉化補償器 64 M系列信号発生器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Vibration isolation table 32 Support mechanism 33 Installation base 34 First vibration detection means 35 Second vibration detection means 36 Actuator 43 Switching mechanism 44 Adaptive filter 45 Parameter estimation mechanism 49, 62 Feed forward compensator 52 Drive circuit 53 Feedback compensator 54 determination mechanism 55 timer 61 interference characteristic estimation mechanism 63 decoupling compensator 64 M-sequence signal generator

Claims (5)

【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、前記除振台に水平2方向及び鉛直方向に制御力
を加えるアクチュエータと、前記除振台の水平2方向及
び鉛直方向の振動情報を検出する第1の振動検出手段
と、該第1の振動検出手段により検出した前記除振台の
振動情報を入力としフィードバック制御信号を発生する
フィードバック補償器と、前記支持機構を設置する設置
基礎の水平2方向及び鉛直方向の振動を検出する第2の
振動検出手段と、該第2の振動検出手段により検出した
前記設置基礎の振動情報と前記除振台の振動情報を入力
とし係数を逐次に更新し前記設置基礎の振動情報を参照
入力としてフィードフォワード制御信号を生成する適応
フィルタと、該適応フィルタを停止/動作させる動作切
換機構と、パラメータ調整則の情報に基づき前記切換機
構を制御する判定機構と、前記フィードバック制御信号
と前記フィードフォワード制御信号を合成し前記アクチ
ュエータに駆動信号を加える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 an anti-vibration manner, an actuator for applying a control force to the anti-vibration table in two horizontal directions and a vertical direction, and two horizontal directions of the anti-vibration table First vibration detecting means for detecting vibration information in the vertical direction, a feedback compensator for generating a feedback control signal by receiving vibration information of the vibration isolation table detected by the first vibration detecting means, Second vibration detecting means for detecting horizontal and vertical vibrations of an installation foundation on which a mechanism is installed, vibration information of the installation foundation detected by the second vibration detection means, and vibration information of the vibration isolation table , An adaptive filter for sequentially updating the coefficient and generating a feedforward control signal using the vibration information of the installation foundation as a reference input, an operation switching mechanism for stopping / operating the adaptive filter, and a parameter An active anti-vibration device, comprising: a determination mechanism that controls the switching mechanism based on information of an adjustment rule; and combining the feedback control signal and the feedforward control signal and applying a drive signal to the actuator.
【請求項2】 前記第1の振動検出手段、前記第2の振
動検出手段の少なくとも一方を加速度センサとした請求
項1に記載の能動除振装置。
2. The active vibration isolator according to claim 1, wherein at least one of said first vibration detecting means and said second vibration detecting means is an acceleration sensor.
【請求項3】 前記動作切換機構は前記判定機構により
前記パラメータ推定機構を停止/動作させる請求項1に
記載の能動除振装置。
3. The active vibration isolation device according to claim 1, wherein the operation switching mechanism stops / operates the parameter estimation mechanism by the determination mechanism.
【請求項4】 除振台と、該除振台を防振支持する支持
機構と、前記除振台へ水平2方向及び鉛直方向に制御力
を加えるアクチュエータと、前記除振台の水平2方向及
び鉛直方向の振動情報を検出する第1の振動検出手段
と、前記第1の振動検出手段により検出した前記除振台
の振動情報を入力としフィードバック制御信号を発生す
るフィードバック補償器と、前記支持機構を設置する設
置基礎の水平2方向及び鉛直方向の振動を検出する第2
の振動検出手段と、前記第2の振動検出手段により検出
した前記設置基礎の振動情報を参照入力としてフィード
フォワード制御信号を生成するフィードフォワード補償
器と、干渉成分の特性を推定する干渉特性推定器と、干
渉成分特性を推定するために必要な信号を生成するM系
列信号発生器と、前記干渉特性推定器の推定結果に基づ
いて調整し非干渉化制御信号を生成する非干渉化補償器
と、前記フィードバック制御信号と前記フィードフォワ
ード制御信号と前記非干渉化制御信号を合成し前記アク
チュエータに駆動信号を加えることを特徴とする能動除
振装置。
4. An anti-vibration table, a support mechanism for supporting the anti-vibration table in an anti-vibration manner, an actuator for applying a control force to the anti-vibration table in two horizontal directions and a vertical direction, and two horizontal directions of the anti-vibration table First vibration detecting means for detecting vibration information in the vertical direction, a feedback compensator for generating a feedback control signal by receiving vibration information of the vibration isolation table detected by the first vibration detecting means, The second to detect the horizontal and vertical vibrations of the installation foundation on which the mechanism is installed
, A feedforward compensator for generating a feedforward control signal using the vibration information of the installation foundation detected by the second vibration detection means as a reference input, and an interference characteristic estimator for estimating characteristics of an interference component An M-sequence signal generator that generates a signal necessary for estimating an interference component characteristic, a decoupling compensator that adjusts based on an estimation result of the interference characteristic estimator and generates a decoupling control signal, An active vibration isolator that combines the feedback control signal, the feedforward control signal, and the decoupling control signal, and applies a drive signal to the actuator.
【請求項5】 前記第1の振動検出手段又は前記第2の
振動検出手段の少なくとも一方を加速度センサとした請
求項4に記載の能動除振装置。
5. The active vibration isolator according to claim 4, wherein at least one of said first vibration detecting means and said second vibration detecting means is an acceleration sensor.
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