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磁路制御式磁気浮上システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19656061
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械力学・制御
研究機関埼玉大学

研究代表者

水野 毅  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20134645)

研究分担者 高崎 正也  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10333486)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2009年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード磁気浮上 / 磁気軸受 / 永久磁石 / 運動制御
研究概要

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.

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Three-Dimensional Force Measurement and Control of a Flux-Path Control Magnetic Suspension2008

    • 著者名/発表者名
      Furutachi, M.,I naba, S., Ishino, Y., Takasaki, M., Mizuno,T.
    • 雑誌名

      Journal of System Design and Dynamics 2

      ページ: 1239-1249

    • NAID

      130000099033

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 磁路制御形磁気浮上の基本特性の評価と浮上実験2008

    • 著者名/発表者名
      古舘宗大,稲葉俊介,石野裕二,高崎正也,水野毅
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 74

      ページ: 1185-1191

    • NAID

      110006685257

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on the Basic Characteristic of Flux Path Control Magnetic Suspension2008

    • 著者名/発表者名
      Furutachi, M., Inaba,S., Ishino, Y., Takasaki, M., Mizuno,T.
    • 雑誌名

      Proc. 11th International Symposium on Magnetic Bearings

      ページ: 502-507

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux-Path Control Magnetic Suspension Systen Using Voice Coil Motors2007

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, T., Hirai, Y., Ishino, Y., Takasaki, M.
    • 雑誌名

      Journal of System Design and Dynamics 1

      ページ: 147-158

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Flux-Path Control Module Using a Single Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      水野毅, Nagano, Y., 石野裕二, 高崎正也
    • 学会等名
      ICROS-SICE International joint Conference 2009(ICCAS-SICE 2009)
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, JAPAN
    • 年月日
      2009-08-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      酒井康博, 石野裕二, 高崎正也, 水野毅
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2009
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2009-08-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      酒井康博, 石野裕二, 高崎正也, 水野毅
    • 学会等名
      第21回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      メルパルク長野
    • 年月日
      2009-05-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      古舘 宗大, 稲葉 俊介, 高崎 正也, 石野 裕二, 水野 毅
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2007
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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