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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。
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