工作機械用フィードドライブのための線形モーターの制御: H∞最適フィードバック制御の設計と実装

ダイレクトドライブ線形モーターは、歯車関連の機械的問題を排除することで加工速度を向上させ、サーボ精度を改善できるため、次世代工作機械用フィードドライブとしての優れた可能性を持っています。加工のために高速度および高応答のダイレクトドライブを活用するためには、サーボ制御が可能な限り高い追従性能を達成し、同時に加工の安定性を維持し、工具位置への加工障害力の影響を減少させるために可能な限り動的剛性を確立しなければなりません。本論文では、大きな剛性と閉ループ追従性能を設計するための最適H∞制御の使用を調査します。初めに位置フィードバックのみが考慮され、その後切削力フィードバックが追加されて閉ループの剛性を強化します。最適な位置フィードバックは、比例・微分制御で達成可能なものに比べて最大46%の剛性改善を実現することが実験的に示されています。力フィードバックをサーボループに追加した結果、位置フィードバックのみの値に対してさらに70～100%の剛性改善が得られました。