| 研究概要 |
1.柔構造磁気弾性系のシステムモデルの導出
柔構造磁気浮上系は支持部が非接触であるため,様々な振動モードが減衰せずに顕在化する.中でも柔構造体の空間分布において節を持つ振動モードは,浮上体を支持する上で難しい空間分布となる場合がある.そこで,まず対象とする磁気弾性結合系および弾性軸を有する回転機系のダイナミクスに着目したモデル化を行い,以下のような成果を得た.
数式モデルの導出:これまでに実験を行ってきた磁気弾性結合系,および弾性軸を有する回転機系に関して実験データに基づき,システムの数式モデルを導出した.前者についてはれは,従来偏微分系で記述されていたシステムを磁極周期を単位とする空間離散化を行うことにより,連立常微分方程式系で記述したものである.また後者についてはその特徴的なふれまわり振動に着目し,多慣性系としてモデル化した.
数値解析結果:導出した数式モデルに基づき,柔構造分布系に関してはシステムには様々な安定、不安定波動解が共存することを示した.その結果,節を持つ不安定な解と局所的な振動の関係を数値計算に基づき明らかにした.弾性軸を有する回転機系に関しては,そのふれまわりによる回転速度の急激な変化の発生メカニズムを明らかにした.
2.パワーエレクトロニクス技術の適用による実験システムの構築に関する研究
現実の磁気浮上系の振動制御は電磁石の電源を制御することにつきる.しかしながらこれまでインバータ,コンバータ等の制御型電源の出力電流波形に含まれる高調波が電磁力を介して,浮上体の振動にどのように影響するかが検討されることはなかった.そのためまず簡易実験システムを構成し,スイッチング電源による電磁力の変化を実測し,その柔構造体に与える不安定振動モードを実験的に明らかにしている.電磁石-カンチレバー系からなる実験装置を組み立て,インバータ電源が誘導する振動モードを検証した.さらに,交流電源と柔構造鋼板の渦電流による反発力を振動制御に利用することを実験的に試み,一応の可能性を示した.
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