| 研究課題/領域番号 |
63850052
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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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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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| キーワード | 磁気軸受 / 能動形磁気軸受 / 振動抑制 / 危険速度 / 曲げ振動 / 観測器 / PID制御 |
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| 研究概要 |
本研究では、能動形磁気軸受で支持された回転軸系について、軸の曲げ振動に起因する共振を抑制して、その危険速度を通過するという問題を検討した。制御系の制御則として、状態観測器を応用したフィ-ドバッグ補償法を検討した。それは、PID補償などの簡単な直列補償法では、アクチュエ-タと変位検出計の位置関係で決まる振動モ-ドの特性によっては、減衰を与えて振動を抑制することが困難な場合があること、および、ノイズの問題で微分動作や高次の位相進み補償が使用困難な場合賀あることを想定したためである。比較のために、PID補償を用いた実験も行った。
本研究で検討した実験装置は、横形で軸受部・回転軸ともに左右対称形で、軸受部と軸変位検出部とは同位置に置かれている。軸受系の対称性を利用して、回転軸の曲げ振動特性を一次と二次のモ-ドに分け、それらを、それぞれ、剛体の並進運動と傾斜運動とに加え、ジャイロ効果を無視して、二つに分離した制御系をアナログ回路で構成した。実験結果は以下のようにまとめられる。
1.観測器方式で、一次の曲げ振動による危険速度付近での共振を抑制し、一次の危険速度(約9,000rpm)を片振幅約10μmの振れ回りで、静粛に通過できた。
2.PID補償の方が優れた特性を示したが、観測器方式でもそれに近い結果が得られ、観測器方式の有用性が確認された。
3.二次の危険速度(約47,000rPm)は、本実験装置の軸受部と変位検出部とが振動モ-ドの節に近いところに置かれているためと見られることから、成功しなかった。
4.ジャイロ効果の影響は一次の危険速度には出なかったが、二次の危険速度は約20%高くなった。
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