| 研究課題/領域番号 |
14580532
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
柳 長門 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (70230258)
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| 研究分担者 |
三戸 利行 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (10166069)
濱口 真司 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00311209)
力石 浩孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (60249969)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | 磁気浮上 / 高温超伝導コイル / 浮上制御 / LabVIEW / SuperSINET / 内部導体装置 / 画像処理 / 遠隔実験 / Super SINET / PID制御 / 遠隔操作 / Mini-RT / 核融合プラズマ / 高温超伝導 / デジタル制御 / 浮上安定化 |
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| 研究概要 |
先進的な核融合プラズマ閉じこめ特性が期待される内部導体装置において、磁気浮上超伝導コイルの浮上制御に画像処理を用いることを提案し研究を進めた。従来のアナログ方式のPID制御器に代えて、デジタル方式の制御システムを構築するところから研究を開始した。まずはレーザ距離センサによって計測される浮上コイルの位置信号をデジタル変換してパソコンに取り込み、これをもとにPID演算により吊り上げコイルの電流値をフィードバック制御するようにした。一連の処理には、グラフィック計測制御ソフトウェアLabVIEWを用いている。実際に永久磁石の磁気浮上を行ったところ、極めて安定かつ追従性の良い制御特性を得ることに成功した。また、銀シース・ビスマス2223高温超伝導線材を用いて小型コイルを製作し、同様に良好な磁気浮上を実現した。このシステムでは、遠隔パソコンから制御パラメターを変更できるようにすると同時に、CCDカメラによって取得した画像信号を配信できるようにした。このシステムを高速ネットワーク、スーパーSINETに接続し、東京大学からの遠隔操作による磁気浮上実験に成功した。現在、本システムは十分に完成度の高いものとなっているが、残念ながら、画像処理を直接的に用いた浮上制御の実現までは至らなかった。ただし、このために必要な種々の検討や基礎実験についてはその多くを完了した。特に、カメラのフレームレートの限界によって制御時定数が遅くなることが懸念されるが、超伝導コイルの持つ磁束保存特性を利用することで回避できることがわかった。これらの検討結果をもとに、今後、早急に画像処理の直接利用による磁気浮上制御を実現することを計画している。一方、超伝導コイルの磁束保存特性を利用すると、無制御でも磁気浮上が実現する条件のあることがわかった。これに関する解析を行い、自己安定解を見つけることができた。これらの研究結果については、東京大学で進められているMini-RTプロジェクト等において、将来適用可能と期待している。
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