超電導浮上体の外乱からの完全遮断制御

超导漂浮物与干扰的完全隔离控制

• 批准号: 04650209
• 负责人: 長屋 幸助
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650209/
• 关键词: 超電導浮上; 振動制御; アクチュエータ; 除振; ロバスト安定; 外乱相殺; H^∞制御; スピルオーバー

本研究は超電導浮上体の制御のためのアクチュエータを開発し,それによる超電導浮上体の外乱遮断制御の方法を確立することを目的としたものである。したがって,まず超電導浮上体を制御するために,永久磁石と電磁石より成る水電磁石を提案し,それによる浮上力,磁気ばね定数,操作力などを電磁気学に基き解析し,数値計算を行った。その結果本アクチュエータでは,制御電流と操作力が比例し,電磁石特有の非線形性が浮上距離のみに依存することがわかった。すなわち本アクチュエータを用いると,変位と速度のフィードバックを非干渉で行えることが分った。従来の吸引型のアクチュエータでは,操作力が電流の2乗に比例するため,線型制御理論の適用に限界があったが,本アクチュエータではそれを無くして超電導浮上体を制御できるようにしたのが特長である。ついで,筆者らの提案している外乱相殺法を適用し,さらに状態フィードバック制御の組合せ法より,変位の最大伝達率を約5%程度まで減小させることに成功した。従来の際振法では,低周波域での伝達率を1より小さくすることは不可能であったが,本方法の適用により,その95%も低減させることができる。しかし本方法もたとえば両端が超電導浮上した柔軟はり等に適用すると,ローパスフィルタ等を用いない限り,高次の振動を加振するスピルオーバ不安定現象が存在する。そこで本報では,さらに外乱相殺法とH^∞制御法の組合せ制御を新たに提案し,その制御法ならびに解析式を示した。その結果,本方法の適用により,外乱遮断は95%程度でかつスピルオーバ不安定の無いロバスト安定な制振が可能であることがわかった。

This study aims to develop and establish a method for controlling the external disturbance of the superconducting floating body. Superconductivity floating body control, permanent magnet and electromagnet formation of hydroelectric magnet proposal, floating force, magnetic force determination, operation force, electromagnetic force analysis, numerical calculation. As a result, the control current and operating force are proportional, and the non-linearity of the electromagnet is dependent on the floating distance. For example, if you want to change your position, you can change your position. The attraction type of electric current is controlled by the ratio of operating force to current, and the linear control theory is applied to the limit of electric current. In the middle of the paper, the author proposed that the method of external chaos killing be applied, and the maximum transmission rate of the position should be reduced by about 5% in the case of the combination of state control methods. The method is applicable to the low frequency domain, and the transmission rate is 1%. However, this method is suitable for the superconducting floating and soft electrodes, and the use of smooth fibers and the like is limited, resulting in instability of the computer due to high-order vibrations. This paper presents a new proposal for the combination of external chaos and H^∞ control law, and an analytical formula for control law. As a result, this method is applicable to the 95% degree of external disturbance.

项目成果

長屋 幸助,藤生 正樹: "超電導浮上アクチュエータの解析と超電導浮上体の振動制御" 第2回MAGDAコンファレンス講演論文集. (1993)

Kosuke Nagaya、Masaki Fujio：“超导悬浮执行器分析和超导悬浮物体的振动控制”第二届 MAGDA 会议记录（1993 年）。

長屋 幸助,藤生 正樹: "超電導浮上はりの外乱相殺およびH^∞による振動絶縁制御" 機械学会機械力学・計測制御講演会(D&D)講演論文集. (1993)

Kosuke Nagaya、Masaki Fujio：“超导悬浮梁的扰动消除和使用 H^∞ 的隔振控制”机械动力学和仪器仪表与控制会议 (D&D) 会议记录，日本机械工程师学会 (1993)。

K.NAGAYA,H.Fujiu: "Direct Disturbance Cancellation Combining H Control for a Magnetically Levitated Beam by Using Superconducting Actuators." Proceedings of International Conference on Advanced Mechatronics(ICAM'93). (1993)

K.NAGAYA,H.Fujiu：“使用超导执行器结合 H 控制对磁悬浮梁进行直接干扰消除。”