| 研究課題/領域番号 |
63850052
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
深田 悟 九州大学, 工学部, 教授 (40110837)
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| 研究分担者 |
岡部 匡 九州大学, 工学部, 助手 (00185464)
綾部 隆 九州大学, 工学部, 助手 (50127958)
末岡 淳男 九州大学, 工学部, 教授 (80038083)
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| キーワード | 磁気軸受 / 能動形磁気軸受 / 振動抑制 / 曲げ振動 / PIDD^2制御 / 観測器 / ラジアル磁気軸受 |
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| 研究概要 |
本年度は現有の実験装置を一部改造したものを用いて、解析・実験を行った。まず、現有の回転軸のくびれ部を細くして、曲げ固有振動数がかなり低くなるように改造した(一次:約400Hz、二次:約900Hz、研究実施計画(1))。この回転軸をモーダル解析して曲げ振動モデルを求めた(研究実施計画(2))。その結果、当回転軸の曲げ振動特性は二つのモードについて逆であり、電磁石部と変位計との位置関係が、一次のモードについては同じ側、二次のモードについては逆側であることが明らかになった(研究実施計画(7))。次に、回転軸の剛体・弾性体の運動モデルを、対称性を考慮して、並進モード(剛体の並進運動と一次曲げ振動)と回転モード(剛体の回転運動と二次曲げ振動)とに分離して作った(研究実施計画(3))。これに電磁石系の動特性を加えて、回転によるジヤイロ効果を無視した全体の動特性モデルを求めた(研究実施計画(4)、(5))。二つのモードに対して制御系の補償要素を検討した結果、前者に対してはPID補償にノッチフィルタを直列に入れたもの、またはPIDD^2補償で振動の抑制が可能であるが、後者に対してはそれらでは不可能で、観測器を用いた状態フィードバック制御則を用いざるを得ないことが明らかになった(研究実施計画(6)、(8)、(9))。
回転モードに対しては観測器をアナログ電子回路で製作して、静止浮上時・回転時の実験を行った。しかしながら、一次曲げ固有振動の周波数の手前で電磁石部と回転軸との共鳴という思わぬ現象が現れ、ついには軸がくびれ部のモータ電機子付け根から折れてしまい、一次の危険速度通過の実験はできなかった。これは度重なる振動抑制実験のために、せん断力が最も大きい箇所が疲労破壊したものとみられる。このため、実際のものと相似ではなく、ただ単に固有振動数を低くするために軸を細くすることには問題があると考えるに至った。
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