Prediction of Nonlinear Resonance in High-Temperature Superconducting Magnetic Levitation Systems Using a Data-Driven Approach Based on Bifurcation Theory

• Project/Area Number: 25K07651
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 杉浦 壽彦 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70265932)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2029: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2028: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 超電導磁気浮上系 / 非線形共振 / 状態基準保全 / 分岐理論 / データ駆動型手法

Outline of Research at the Start

低減衰の超電導磁気浮上系は，電磁力の非線形性に起因する非線形共振が発現しやすい．その中には，系の挙動の質的変化（分岐）による大振幅への突然遷移もあり，系の安全運用上その予知は必須であるが，非線形系の正確なモデリングは難しく，数値解析からの予測精度には限界がある．一方，非線形動力学の分野では，数学的分岐理論に立脚して，系の応答の実測値から分岐を予測するデータ駆動型手法が近年急速に進展しており，状態基準保全にも応用しうる．本研究では，超電導磁気浮上系の種々の非線形共振発生予測に対するこのデータ駆動型手法の有効性を調べ，さらに手法の改善により予測精度の向上を目指す．