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高温超伝導浮上系の動的実用解析と非線形制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 08455110
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関群馬大学

研究代表者

長屋 幸助  群馬大学, 工学部, 教授 (70007186)

研究分担者 藤沢 延行  群馬大学, 工学部, 助教授 (20165369)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1998年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード超電導 / 非線形 / 振動 / 振動制御 / 磁気浮上 / 磁気軸受 / パルスモータ / 最適制御 / 高温超電導 / 永久磁石 / 復元力 / 軸受 / 危険速度 / 制御 / モデリング / 高温超伝導 / 浮上力 / 非線形復元力 / パラメータ同定 / 周波数重み付きフィードバック
研究概要

本研究は、高温超電導浮上の非線形性を考慮した浮上系のモデリングの方法、制御法、効果的浮上システムの構築、磁気軸受、モータ等への応用およびその振動解析と制御法について研究したものである。その概要を列記すると
(1) 非線形復元力を求める理論計算式を導出した。
(2) それを適当なモデリングにより簡単化する方法を示した。
(3) ひとつの高温超電導円盤を用いて全軸方向に非接触浮上する回転軸系を示し、かつその振動を非線形性を考慮した周波数重み付き最適フィードバック制御とPD制御の組み合わせ法で制御する方法を示した。
(4) 比較的小さな超電導体一個を軸下端に取り付け、上端を永久磁石で支持する方法を提案した。この方法の特徴は軸方向を超電導体のピン留め力で安定化し、軸直角方向は永久磁石の吸引力で安定化させており、無制御で安定に浮上する。
(5) 上記浮上軸の振動を制御するアクティブ制御の方法を検討した。すなわち「最適PD制御法」と「最適クロスフィードバック慣性力相殺制御法」のふたつの制御法を提案し、そのコントローラの設計法を確立した。
(6) 上記の方法は非常に効果のある制御法であることを確認した。
(7) 円周方向に鉄片を有するロータ円板を浮上軸に取り付け、その直下に電磁石を6個配置し、鉄片と磁石間の吸引力で、軸の振動を安定化させることにより、無制御で安定に回転するパルスモータの駆動方法を開発し、その制御法を示した。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] K.NAGAYA et.al: "Vibration Control for a High-Tc Superconducting Nonlinear Levitation System" Journal of Sound and Vibration. 208-2. 299-311 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長屋幸助外3名: "高温超電導浮上系の非線形振動制御" 日本機械学会論文集. 64-623. 2520-2527 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.NAGAYA et.al: "Control of High-Tc Superconducting Radial Bearings" Studies of Applied Electromagnetics & Mechanics. 13. 693-696 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.NAGAYA et.al: "Control of Flywheel System with High-Tc Superconducting Bearings" Int.Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 10-2 in press. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長屋幸助ほか3名: "非接触高温超電導パルスモータの開発" 日本機械学会論文集. C, 65-632 掲載決定. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長屋幸助ほか5名: "高温超電導ラジアル軸受の電磁アクチュエータによる共振乗り越し制御" 日本AEM学会誌. 7-1. 90-95 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.NAGAYA: "Vibration Control for a High-Tc Superconducting Nonlinear Levitation System" Journal of Sound and Vibration. Vol.208, No2. 299-311 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaya, M.Tsukagoshi, Y.Kosugi and M.Murakami: "Nonlinear Vibration Control of High Tc Superconducting Levitation Body" Trans.Japan Soc.Mech.Engrs.C. Vol.64, No.623. 2520-2527 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaya.K.Kanno and N.Hayashi: "Control of High-Tc Superconducting Radial Bearings" Studies of Applied Electro-magnetics and Mechanics. Vol.13. 693-696 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaya, K.Kanno and N.Hayashi: "Control of Flywheel System with High-Tc Superconducting Bearings" International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. Vol.10, No.2 in press. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaya, Y.Kosugi, T.Suzuki and I.Murakami: "Non-Contact High Tc Superconducting Levitation Pulse Motor" Trans.Japan Soc.Mech.Engrs.C. Vol.65 in press. (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaya, K.Kanno, N.Hayashi, E.Tejima, M.Morita and S.Ikeda: "Control for Passing Through Critical Speeds of a Superconducting Radial Bearing by Using Electromagnetic Actuators" Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics. Vol.7, No.1. 90-95 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長屋幸助: "高温超電導浮上系の非線形振動制御" 日本機械学会論文集. 64-623. 2520-2527 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.NAGAYA: "Control of High-Tc Superconducting Rodial Bearings" Sdudies of Applied Electromagnetics and Mechanics. 13. 693-696 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.NAGAYA: "Control of Flywheel System with High-Tc Superlonducting Bearings" Int.Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics. 10-2(掲載決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋幸助: "非接触高温超電導パルスモータの開発" 日本機械学会論文集. 65(掲載決定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋幸助: "非接触高温超電導モータの制御" 日本機械学会 D&D'98講演論文集. Vol.A. 277-282 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.NAGAYA: "High Tc Superconducting Pulse motor without contacts" The Second Japanese-Romanian Joint Seminaron Applied Electromagnetics and Mechanics. 40 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Kosuke NAGAYA: "Vibration Control for a High-Tc Superconducting Non-Linear Levitation System" Journal of Sound and Vibration. 208・2. 299-311 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋 幸助: "高温超電導磁気軸受の制御の解析" 第6回NAGDAコンファレンス講演論文集. 111-114 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋 幸助: "高温超電導ラジアル軸受の電磁アクチュエータによる共振集り越し制御" 電気学会第9回電磁力関連のダイナミックスシンポジウム講演論文集. 321-326 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kosuke NAGAYA: "Control of High-Tc Superloducting Radial Bearings" International Symposium on Non-Linear Electromagnetic Systems (ISEM). WPB1-3 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋幸助: "高温超電導浮上系における近似的境界条件とそれによる浮上系の非線形制御" MAGDA Conference in Bari 講演論文集. 37-42 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 長屋幸助: "非線形性を考慮した高温超電導浮上アクチュエータの制御" 機械学会第8回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム論文集. 305-310 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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