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広角駆動と高位置決め精度を有する多自由度電磁アクチュエータの開発

广角驱动、高定位精度多自由度电磁执行器开发

基本信息

批准号：
20J10405
负责人：
高原一晶
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10405/
关键词：
多自由度電磁アクチュエータ

项目摘要

本年度は、まず簡単のため2自由度について取り扱い、従来の1自由度同期モータのベクトル制御モデルを拡張した2自由度同期モータのベクトル制御モデルを構築した。その後、2自由度ベクトル制御モデルから6相のコイルを各自由度の駆動で共有する新たなコイル配置を理論的に導き出し、例として回転・直動する2自由度電磁アクチュエータを提案した。3次元の有限要素法を用いた磁場解析と実機検証により、提案した2自由度ベクトル制御モデルと構造の有効性を明らかにした。また、2自由度のトルクもしくは推力特性を評価するため、様々な回転軸や方向に発生可能なトルク・推力を2次元座標系に表示して領域として特性を評価する手法を提案し、制御方法や構造による特徴を明らかにした。さらに、制御理論を見直し、駆動電流の必要相数が5相であることを示した。そして、5相で駆動する2自由度電磁アクチュエータのコイル配置などの理論と構造を提案し、3次元の有限要素法を用いた磁場解析により有効性を明らかにした。最後に、提案した2自由度ベクトル制御モデルを基に、球面駆動する3自由度球面電磁アクチュエータのベクトル制御モデルを新たに提案した。3次元有限要素解析を用いた磁場解析により、提案した制御手法を従来構造に適用して有効性を明らかにした。また、遺伝的アルゴリズムと2自由度電磁アクチュエータの評価手法を拡張した3自由度の評価手法によりコイル配置を最適化し、6相で駆動する3自由度球面電磁アクチュエータの構造を提案した。3次元有限要素解析を用いた磁場解析により，6相駆動においても各姿勢でトルクを発生可能であることを確認し、有効性を示した。

This year, two degrees of freedom, one degree of freedom. After that, the two-degree-of-freedom system is used to control the operation of the six-phase system, each of which is based on the theory of the configuration of the new equipment. For example, the two-degree-of-freedom electro-magnetic equipment is used to make the proposal of the electronic and magnetic equipment. The three-dimensional finite element method uses the magnetic field to analyze the machine system, and the proposed two-degree-of-freedom system to control the system system. Two degrees of freedom: thrust characteristics, thrust characteristics, thrust, thrust, thrust and thrust. The number of necessary phases in the control theory, control theory and electric current system is about 5 phases. The two-degree-of-freedom electro-magnetic device, the five-phase motion, the two-degree-of-freedom electromagnetism, the configuration theory, and the finite element method of three-dimensional finite element method are used to analyze the magnetic field. Finally, the proposal requires 2 degrees of freedom to control the base line and 3 degrees of freedom for spherical electromagnetism to control the new proposal. The 3-dimensional finite element analysis is based on the magnetic field analysis method and the proposed control method. Two degrees of freedom electromagnetism, two degrees of freedom, two degrees of freedom, two degrees The 3-dimensional finite element analysis system uses the magnetic field to analyze the system, and the 6-phase motion system may be confirmed and displayed in different positions.