1 / 12

京大岡山 3.8m 望遠鏡 分割鏡制御に用いる アクチュエータの特性評価

京大岡山 3.8m 望遠鏡 分割鏡制御に用いる アクチュエータの特性評価. 京都大学大学院　理学研究科 宇宙物理学教室 　長友　竣 、木野 勝. 制御対象と目標. 1/11. 制御対象 ・・・セグメント鏡 18枚 エッジ センサ 60 個 1 秒間に～ 100 回の アクチュエータ 54 個 フィードバック 目標 重力変形 熱変形 < 50nm に抑制 風による変形 (~ 数 Hz) → アクチュエータの特性をモデル化. 評価対象. 2/11. LAH-46-1002-F-L （ハーモニック・ドライブ・システムズ社）

wynona
Download Presentation

京大岡山 3.8m 望遠鏡 分割鏡制御に用いる アクチュエータの特性評価

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 京大岡山 3.8m 望遠鏡分割鏡制御に用いるアクチュエータの特性評価 京都大学大学院　理学研究科宇宙物理学教室 　長友　竣、木野 勝

  2. 制御対象と目標 1/11 • 制御対象・・・セグメント鏡 18枚 エッジセンサ60個1秒間に～100回の アクチュエータ54個フィードバック • 目標 重力変形熱変形<50nmに抑制風による変形(~数Hz) → アクチュエータの特性をモデル化

  3. 評価対象 2/11 LAH-46-1002-F-L（ハーモニック・ドライブ・システムズ社） DCモーター / ロータリーエンコーダ / ボールねじ 動作の数式モデル 摩擦の係数 電磁力の係数 粘性の係数 : モータの回転角度 : コイル電流

  4. ステップ応答測定 3/11 • ステップ電流応答を振幅を変えて測定 • 動作可能な最小電流値 摩擦vs電磁力 • 粘性による動作の時定数 • 測定条件 • 波形：3値矩形波 • 電流振幅 ： 0.4, 0.3,0.2,0.1, 0.05, 0.025 A • 周期 ： 4秒 • 繰り返し回数 ： 10回 1s

  5. 測定システム 4/11 変位 センサ 任意波形 発生器 直流 モーター 電圧−電流変換回路 電流計 ロータリーエンコーダ 1k サンプル/秒 で計測

  6. 測定結果 5/11 i ~ 0.4A エンコーダ角度[rad] 0 -4000 1 2 3 20 4000 角速度 [rad/s] 0 -4000 0 20 40経過時間 [sec]

  7. フィッティング 6/11 • 電磁力の係数 B摩擦の係数 C粘性の係数 D • 最小二乗法を用いて 1回の動作ごとにフィッティング 0.4A 13回目の動作 0 角速度[rad/s] -4000 0 0.2 1.0 経過時間[sec]

  8. 最小駆動電流 7/11 • 電磁力の係数 B B [Nm/A] 0.4A 0.3A 0.2A • 摩擦力の係数 C |C| [Nm] • 電磁力 ≥ 摩擦 0.3A 0.4A 0.2A 電磁力 摩擦力 0 0 20 0 20 20 n回目の動作

  9. 動作の時定数 8/11 • 粘性の係数 0 粘性の係数 D [Nms/rad] • 粘性による速度変化の時定数 0.2A 0.4A 0.3A -25 0 20 0 20 0 20 目標の制御帯域 ～10Hz Feedback周波数 ～100Hz n回目の動作

  10. 摩擦の詳細測定 9/11 最小駆動電流～0.1A周辺を詳細に測定 測定システムは先程と同じ ・入力電流： 2値矩形波 • 周波数 : 0.5Hz • 振幅 : 25～125mA ・定常状態に達したあとの速度(終端速度)を測定

  11. 最大静止摩擦の測定 10/11 10μm/secのジャンプ センサの読出し周期 ～１0msec 100nmのオーバーシュート 86mA

  12. まとめと今後の展望 11/11 • アクチュエータのステップ電流応答から動作モデルを推定 時定数 ： 0.08 sec最小駆動電流 ： 86 mA • i=86mAで10μm/secの速度ジャンプ → 100nmのオーバーシュートは不可避？ • 今後、アクチュエータの周波数応答測定　　→システム同定・パラメータ決定 • 要求性能を満たす制御システムが構築可能か検討

More Related