200μm 変位の P18 ピエゾ ステージと、0~10V アナログ入力および 0~120V 出力の E53 ピエゾ コントローラを例として、ピエゾ システムのアナログ制御モードの操作方法を紹介します。
アナログ制御モードでは、実験室で一般的に使用される関数信号発生器など、追加の外部アナログ信号出力ユニットが必要です。
1.ケーブルを接続する
1) アナログ信号入力ケーブルを使用して、ファンクション信号発生器の出力インターフェースを E53 コントローラーのアナログ入力インターフェースに接続します。
2) E53 ピエゾ コントローラーの PZT 出力インターフェイスは、P18 ピエゾ ステージ駆動コネクタに接続されています。
3) E53 ピエゾ コントローラー センサー入力インターフェイス、P18 ピエゾ ステージ センサー フィードバック コネクタに接続。
注: CoreMorrow の一部のピエゾ製品の PZT 出力ケーブルとセンサー入力ケーブルは 1 つのコネクタに統合されており、上記の手順を 1 つのコネクタに接続できます。
2.アナログ制御モードの設定方法
アナログ制御スイッチは、E53 のリア パネルにあります。
スイッチ A はアナログ制御用、D はデジタル制御用、M はソフトウェア操作によるアナログまたはデジタル制御モードの設定用です。
このステップでは、スイッチを A に回してアナログ制御を設定します。
3.オープンループとサーボの設定方法
オープン ループとサーボのスイッチは、E53 のリア パネルにあります。
スイッチ ON でサーボ、OFF でオープンループ、M はソフトウェア操作でオープンループまたはサーボを設定することを意味します。
4.アナログ制御におけるオープンループとサーボ動作
以下の演算過程において、アナログ制御入力電圧をVin、出力電圧をVout、ピエゾステージが発生する変位をSと定義します。
01/オープンループとサーボの違い
開ループ状態では、アナログ入力電圧 Vin は出力電圧 Vout と線形の関係にあります。
サーボ状態では、アナログ入力電圧 Vin は変位 S と線形の関係にあります。
02/シングルポイントモーション制御と実際の操作方法
一点モーション制御とは、特定の定点への移動を指します。 たとえば、A 地点から B 地点に移動します。
P18のピエゾステージをアナログ制御で200μmの固定変位値にしました。
具体的な操作は次のとおりです。
まず、アナログ制御入力 0 ～ 10V が 0 ～ 200μm の変位に対応することは明らかであるため、アナログ入力 Vin=10V の場合、P18 ピエゾ ステージのモーション S=200μm ストロークは、 制御されます。
ファンクション信号発生器をDC10V電圧出力に設定し、クリックでアナログ電圧を送り、P18を200μmの変位ストロークで一点移動させます。
03/波形モーション制御と実際の運用方法
波形モーション制御とは、ピエゾ製品を制御して、特定の変位振幅範囲内で特定の波形に従って周期的な往復運動（正弦波、方形波、三角波など）を生成することを指します。 たとえば、A 点と B 点の間の周期的な往復運動、または A から B から C へ、そして C から B から A への周期的な往復運動などです。
Ｐ１８はアナログ制御によりＰｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ値２００μｍ、周波数１Ｈｚの正弦波で動作させました。
具体的な操作は次のとおりです。
まず、アナログ制御入力0-10Vが0-200μmの変位に対応することは明らかなので、アナログ入力Vin=10Vのとき、P18のモーションS=200μmのストロークを制御できることが計算できます。 .
関数発生器は次のように設定されます。
• 波形制御モードで正弦波を選択します。
• ピークツーピーク電圧を 10V に設定します。
• 周波数を 1Hz に設定します。
• オフセットを 5V に設定
注: オフセット電圧は、波形制御時に設定する必要があり、その値は通常、ピーク ツー ピーク値の半分です。
5.操作上の注意
1) 開ループ状態では、出力電圧 Vout が P18 ピエゾ ステージの動作電圧 0~120V を超えないように、制御入力電圧 Vin は 0~10V の範囲内に留まるように設定されます。
2) サーボ状態では、出力変位 S が P18 ピエゾ ステージの変位範囲 0~200μm を超えないように、制御入力電圧 Vin は 0~10V の範囲内に留まるように設定されます。
