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磁路制御式磁気浮上システムの開発

Research Project

Project/Area Number 19656061
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

水野 毅  Saitama University, 理工学研究科, 教授 (20134645)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高崎 正也  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10333486)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords磁気浮上 / 磁気軸受 / 永久磁石 / 運動制御
Research Abstract

回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットを開発し,これを2台用いて水平方向にもアクティブ制御が可能な磁気浮上システムを構築した.
(1)回転型遮束板を備えた磁路制御ユニットの製作を行った.単一のアクチュエータで,一対の遮束板を駆動する方式の磁路制御ユニットを開発した.具体的には,永久磁石の上方に左右の遮束板を連結するリンク及び駆動用アクチュエータを設け,遮束板が回転運動をして開閉する構造とした.なおアクチュエータとしては,ボイスコイルモータを使用した.また,浮上体の位置を検出するセンサとしては,渦電流型変位センサを用いた.
(2)磁路制御ユニットの性能評価を行った.静特性としては,以下の項目について調べた.
(1)遮束板の回転角度と浮上対象物に作用する吸引力との関係,
(2)遮束板の厚さ・形状および垂直方向の位置と浮上対象物に作用する吸引力との関係.
動特性については,指令値に対する遮束板変位のステップ応答及び周波数応答によって評価し,安定な磁気浮上を達成するのに必要な速応性を備えた制御系を実現した.
(3)磁気浮上実験を行った.開発した磁路制御ユニット1台を用いて,球状の浮上対象物の垂直方向の並進運動を能動的にすることによって,安定な磁気浮上を実現した.さらに,開発した磁路制御ユニットを2個用いて,浮上対象物の水平方向の1自由度の運動も能動的に制御する磁気浮上システムを実現した.さらに,実験によって,水平方向の運動と垂直方向の運動との干渉が小さいことを確認した.

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Three-Dimensional Force Measurement and Control of a Flux-Path Control Magnetic Suspension2008

    • Author(s)
      Furutachi, M.,I naba, S., Ishino, Y., Takasaki, M., Mizuno,T.
    • Journal Title

      Journal of System Design and Dynamics 2

      Pages: 1239-1249

    • NAID

      130000099033

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 磁路制御形磁気浮上の基本特性の評価と浮上実験2008

    • Author(s)
      古舘宗大,稲葉俊介,石野裕二,高崎正也,水野毅
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) 74

      Pages: 1185-1191

    • NAID

      110006685257

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental Study on the Basic Characteristic of Flux Path Control Magnetic Suspension2008

    • Author(s)
      Furutachi, M., Inaba,S., Ishino, Y., Takasaki, M., Mizuno,T.
    • Journal Title

      Proc. 11th International Symposium on Magnetic Bearings

      Pages: 502-507

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flux-Path Control Magnetic Suspension Systen Using Voice Coil Motors2007

    • Author(s)
      Mizuno, T., Hirai, Y., Ishino, Y., Takasaki, M.
    • Journal Title

      Journal of System Design and Dynamics 1

      Pages: 147-158

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Flux-Path Control Module Using a Single Actuator2009

    • Author(s)
      水野毅, Nagano, Y., 石野裕二, 高崎正也
    • Organizer
      ICROS-SICE International joint Conference 2009(ICCAS-SICE 2009)
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, JAPAN
    • Year and Date
      2009-08-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転型遮束板による磁路制御式磁気浮上装置の開発(第2報:ゼロパワー制御の実現)2009

    • Author(s)
      酒井康博, 石野裕二, 高崎正也, 水野毅
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2009
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2009-08-08
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 回転型遮束板による磁路制御式磁気浮上装置の開発(第1報:ユニット型可変磁路機構の提案と基礎実験)2009

    • Author(s)
      酒井康博, 石野裕二, 高崎正也, 水野毅
    • Organizer
      第21回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      メルパルク長野
    • Year and Date
      2009-05-20
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 変磁路式磁気浮上に関する研究(第6報:吸引力特性の評価と3自由度位置制御)2007

    • Author(s)
      古舘 宗大, 稲葉 俊介, 高崎 正也, 石野 裕二, 水野 毅
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2007
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2007-09-27
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://control.mech.saitama-u.ac.jp/home-j.html

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://control.mech.saitama-u.ac.jp/home-j.html

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://control.mech.saitama-u.ac.jp/home-j.html

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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