磁気浮上系の局所フィードバックによる負の剛性制御に関する研究

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奨励研究18917006で補助を受け,局所フィードバックによる負の剛性制御を提案した.これはゼロパワー磁気浮上系よりも柔らかい負の剛性から,負の高剛性,PID制御のような無限大剛性,正の剛性まで,磁気浮上系の剛性を自由に調整することができる制御方法である.しかし提案した負の剛性制御は,渦電流が制御性に及ぼす影響,負の低剛性では摩擦に弱く,浮上体が低い周波数で発振を起こす問題,ギャップによって剛性の大きさが変化する問題,定常的には負の剛性の性質を示すが,過渡的に正の剛性と同一方向に変位する,逆応答の問題などがあった.これらを解決するため,制御方法の見直しと,実験装置の製作を行った.渦電流の影響については,定量的な結果が得られなかった.負の剛性は摩擦により発振する問題に対しては,非線形要素を挿入することとディザ信号によって解決した.(学会発表2)過渡的な逆応答の問題に対してはフィードフォワードによって解決した.またこの制御方法は,従来磁気浮上系に施されているゼロパワー制御,PID制御と比べ,磁気浮上系が支える荷重を大きくすることが可能である.ギャップによる剛性の変化は非線形補償により解決した.これらの他,非線形性を利用して,荷重によって剛性を切り替える制御方法を提案した.これはゼロパワーまたはPID制御が施された磁気浮上系に導入することにより,荷重が少ない場合には,それぞれの特徴を保ちながら,静的な荷重を増加させることができる.^<(学会発表1)>これら結果は,5月1日現在,日本機械学会C編に掲載決定の論文^<(雑誌論文1)>のほか,査読中の投稿論文が一編あり,埼玉大学総合研究機構技術部の第19回技術部研修会報告集に掲載されている.また今後,2009年8月,ブダペストで行われるEuropean Control Conference 2009.および,9月に福岡で行われる,第11回「運動と振動の制御」シンポジウム-MoVic2009-にて発表予定である.