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DECIGO pathfinder の 試験マスモジュール制御実験

DECIGO pathfinder の 試験マスモジュール制御実験. 江尻悠美子 鈴木理恵子，権藤理奈，川村静児，阿久津智忠 , 鳥居泰男 上田暁俊，田中伸幸 , 大渕喜之，岡田則夫，新谷昌人，安東正樹 佐藤修一，菅本晶夫. 目次. ● 概要 ● 試験マス 1 自由度制御実験の位置づけ ● 静電センサー・アクチュエーターの原理 ● 実験セットアップ ● 結果 ● 今後の予定・まとめ. 概要. ● 目的 今まで別々に動作確認をしてきた静電センサー・静電アクチュエーターを同時に動作できることを確認し、試験マスを非接触制御することである。

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DECIGO pathfinder の 試験マスモジュール制御実験

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Presentation Transcript

  1. DECIGO pathfinderの試験マスモジュール制御実験 江尻悠美子 鈴木理恵子，権藤理奈，川村静児，阿久津智忠,鳥居泰男 上田暁俊，田中伸幸,大渕喜之，岡田則夫，新谷昌人，安東正樹 佐藤修一，菅本晶夫

  2. 目次 ●概要 ●試験マス1自由度制御実験の位置づけ ●静電センサー・アクチュエーターの原理 ●実験セットアップ ●結果 ●今後の予定・まとめ 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  3. 概要 ●目的 今まで別々に動作確認をしてきた静電センサー・静電アクチュエーターを同時に動作できることを確認し、試験マスを非接触制御することである。 ●今回はBBMに改良を加え、1自由度制御実験のセットアップでの ・静電センサーの効率の測定 ・静電センサーのノイズレベルの測定 を行った。 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  4. DECIGO pathfinder 試験マスモジュール 安定化レーザー光源 干渉計モジュール 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  5. 試験マスモジュール構成 • 試験マスと衛星の非接触制御機構 • 静電容量型センサー • 静電容量型アクチュエーター • 試験マス • レーザーセンサー (地球重力場観測用) • UV-LED（試験マスの放電機構） • クランプリリース機構（軌道上精密位置決め） • 打上時の鏡保護機構 • ローンチロック機構 5 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  6. 試験マス制御実験の流れ ●静電センサー、静電アクチュエーターを 　個別に制作・動作確認（実験要素）　済 ●センサー・アクチュエーターを同時に動作させる（BBM使用） ●制御実験（1自由度、4自由度、BBM使用） ●自由落下制御実験（BBM使用） 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  7. 目次 ●概要 ●試験マス1自由度制御実験の位置づけ ●静電センサー・アクチュエーターの原理 ●実験セットアップ ●結果 ●今後の予定・まとめ 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  8. 静電センサー原理① 電流 テストマスと電極の距離xが変化 電極 x1 + + + + C1 + + + 静電容量Cの変化 テストマス 電流が発生 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  9. 静電センサー原理② 100kHz 共振回路 電流 100kHzで復調 － － － － 100kHzで変調 ＋＋＋＋ ＋＋＋ ＋　＋ ＋＋＋ － － － 差動トランス － 電流 電流の差を取り出せる 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  10. 静電アクチュエーター原理 静電アクチュエーターの基本構造は 平行平板コンデンサー。 平行平板電極に電圧Vをかけたときに 発生する静電力Fは、極板間距離をd、 極板面積をS、誘電率をεとすると Ｖ S d 発生する力は 電圧Vの２乗に比例する 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  11. 目次 ●概要 ●試験マス1自由度制御実験の位置づけ ●静電センサー・アクチュエーターの原理 ●実験セットアップ ●結果 ●今後の予定・まとめ 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  12. テストマス アクチュエーター① ミキサーへ アクチュエーター② 実験セットアップ ●静電アクチュエーターをセンサー回路につなげるためのコンデンサーを配置 ●ガードリング（GND)を設置 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  13. 電極 センサー100kHz アクチュエーター200Hz × センサー＋アクチュエーターの回路 センサー　100kHz アクチュエーター　200Hz アクチュエーター信号はGNDに落ちずに電極に加わる 変調周波数をずらすことで、同じ回路・電極を使用してセンシングとアクチュエートが同時にできる 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  14. 2段振り子 0.1mmタングステン 18ｃｍ eddy current ﾀﾞﾝﾋﾟﾝｸﾞ 18ｃｍ 0.285mm釣り糸 極板 センサー回路 テストマス（絶縁） 半径r=5cm,幅d=6cm,1.25kg,アルミ 実験セットアップ 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  15. センサー効率測定方法 実際は 固定 固定 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  16. センサー効率測定方法 固定 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  17. 目次 ●概要 ●試験マス1自由度制御実験の位置づけ ●静電センサー・アクチュエーターの原理 ●実験セットアップ ●結果 ●今後の予定・まとめ 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  18. センサー効率 効率は32[V/m] センサー単体での効率とアクチュエーターをつなげた効率は同じになった 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  19. @0.1Hz @0.1Hz 要求値は 静電センサー　感度 あと3桁改良する必要がある 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  20. 考察 ●静電センサーに静電アクチュエーターをつなげ、問題なくセンサーを動作させることができた ●静電センサー単体のセンサー効率と、本実験セットアップでのセンサー効率は変わらなかった ●制御に用いるレンジは1mmなので、このセットアップで制御は可能 ●目標感度達成のために、3桁改善させる必要がある 低ノイズのオペアンプの選定　　　など検討中 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

  21. まとめ 今後の予定 ●アクチュエーター効率を測る ●1自由度制御 ●4自由度制御（＋レーザーセンサー） まとめ ●アクチュエーターをつなげてセンサーを動作させることができた ●センサーは、さらなる感度改善の必要がある ●今後は制御をかける予定 2010/9/14 物理学会@九州工業大学

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