中短行程のマイクロナノ精密位置決めプラットフォームにおける高力密度および高精度制御の総合要求を実現するために、磁気抵抗駆動器をベースとした柔軟な精密位置決めプラットフォームを設計・解析し、非線形磁気ヒステリシスモデル化および軌跡追従制御を行った。まず、磁気抵抗駆動器の等価磁気回路と異なる気隙下の駆動力特性を解析し、柔軟機構の剛性モデルと組み合わせて、プラットフォームの設計パラメータおよびプラットフォーム作動に適した気隙の大きさを決定した。次に、実験プラットフォームシステムを構築し、有理関数およびPrandtl-Ishlinskii逆ヒステリシスモデルを含むフィードフォワード補償戦略を構築し、磁気抵抗駆動器の非線形補償を実現した。最後に、比例-積分制御器およびノッチフィルタを用いたフィードバック制御手法を構築し、軌跡追従制御実験を実施した。実験結果は、構築した逆ヒステリシスモデル補償および制御手法がプラットフォーム制御精度を著しく向上させることを示し、非線形補償後に2種類の三角波信号の追従二乗平均誤差がそれぞれ69.2％および63.68％低減し、本論文で設計した磁気抵抗駆動柔軟精密位置決めプラットフォームのマイクロナノ位置決めにおける実現可能性と有効性を検証した。

磁気抵抗駆動器;柔軟機構;ヒステリシス;精密位置決めプラットフォーム;軌跡追従制御