2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25289048
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
水野 毅 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20134645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平原 裕行 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (20201733)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 磁気浮上 / メカトロニクス / 風洞 / 制御工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 風洞測定部の大きさが100×100mmの大きさとなる磁気浮上式風洞装置を開発した．回転球体用風洞装置では，強磁性体を含む球体を磁気浮上させ，かつ回転させるための磁界を発生する電磁石を備えた支持機構を備えている．従来の支持装置は，鉛直方向に２本，水平方向に４本の磁極を備えていた．しかしながら，平成２６昨年度の研究によって，この構造では，鉛直上向き方向の支持力を効率よく発生できないとの知見を得た．そのため，平成２７年度では，磁極構造を改良した装置を開発した．具体的には，鉛直上方に１本，鉛直下方に４本の磁極を持つ構造とし，最も効率よく支持力が発生できるように，FEMによる磁場解析を行いながら，磁極構造・配置の最適化を行った．
(2) 開発した磁気浮上機構を用いて大ギャップ磁気浮上を実現した．浮上対象物としては，ゴルフボール大の鋼球を用いる．制御則としては，PID制御，I-PD制御，IP-D制御を適用して，鋼球に外力が作用しても，位置を一定に保つ制御系を実現した．実験の結果，適用した制御則のなかでは，IP-D制御によって最も良好な浮上特性を実現できることを確認した．さらに，制御信号に２相交流信号を重畳させることによって，水平面内での浮上体の回転を実現した．
(3) 磁気浮上機構を風洞観測部の外側に設置して風洞実験を行った．まず，測定対象物に風をあて，PIDコントローラの制御入力から抗力を推定した．つぎに，一定速度で回転させている測定対象物に風をあて，風と垂直方向の力（揚力）を測定した．
(4) 磁束集束と遮束板による磁路制御とを組み合わせた新たな磁路制御ユニットについて検討した．検討した結果，磁路制御用の強磁性体を磁力源側に配置する構造が，目的とする大ギャップ磁気浮上に最も適しているとの知見を得た．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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