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走行弾性ベルトの磁気浮上制御

跑步松紧带磁悬浮控制

基本信息

批准号：
01550210
负责人：
下郷太郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Keio 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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550210/
关键词：
磁気浮上最適制御板の振動ディジタル制御走行ベルト

项目摘要

薄板の連続熱処理、メッキ装置において、高速で送られる長尺の薄板の表面の品質を維持するため、磁気浮上等による非接触支持機構の開発が望まれている。そこで本研究では電磁石を用いて走行鋼板ベルトを浮上させるためのディジタル制御系の開発を行った。ベルトの横振動を有限個のセンサとアクチュエ-タを用いて制御するため、ベルト高次振動モ-ドのスピルオ-バを考慮した最適制御理論を適用した。この制御方式の実現性を模型実験によって確認し、ベルトの送り速度の変化が制御性能に及ぼす影響などを考察した。本研究では、ル-プ状にした鋼板ベルト(長さ約6.0m、幅0.15m)の駆動機構を製作して、ベルトの水平走行区間(制御対象範囲1.5m)に電磁石と変位検出器をそれぞれ4個配置し、磁気浮上制御実験を行った。ベルトは、SK3鋼板(厚さ0.3mm)とSUS430鋼板(厚さ0.4mm)の2種類を用いた。その結果、SK3鋼板、SUS430鋼板とも浮上走行(秒速2.5mまで)に成功した。本実験では鋼板表面の凹凸による外乱のため、走行速度の増加に伴い高次モ-ドを考慮した制御の効果は少なくなったが、高次モ-ドまで考慮した制御手法を適用した方がより良好な制御性能を得られることが分かった。以上より、走行弾性板の磁気浮上制御においては有限個のセンサとアクチュエ-タを用いて横振動を制御するため、高次モ-ドのスピルオ-バによる不安定現象が発生し易かったが、制御構造制約を考慮した準最適制御理論を適用して制御系を設計することによって、安定な制御性能を得ることができた。今後の研究の展開としては、さらに走行速度を高め、臨界速度を越えるような範囲における浮上制御を行う予定である。また、本研究ではロ-ラによってベルトに送りをかけたが、リニアモ-タを用いて非接触駆動することも計画している。

The continuous heat treatment of thin plates, the maintenance of surface quality of thin plates with high speed and long length, the development of non-contact support mechanisms, etc. are expected. In this paper, the development of electromagnetic control system is studied. The optimal control theory is applicable to the finite number of transverse vibrations in the case of high-order vibrations. The performance model of the control mode is verified, and the influence of the transmission speed on the control performance is investigated. In this study, four configurations of electromagnet position detectors and magnetic float control system were designed for the horizontal travel interval (control range: 1.5m) of the electromagnetic-magnetic float control system. 2 types of SK3 steel plate (thickness: 0.3mm) and SUS430 steel plate (thickness: 0.4mm) are used. As a result, SK3 steel plate, SUS430 steel plate and floating upward travel (speed of 2.5m per second) were successful. The surface roughness of the steel plate increases with the increase of the traveling speed, and the control effect is considered to be small and the control method is considered to be suitable. The magnetic levitation control system of the traveling rigid plate is characterized by a finite number of horizontal vibration control, high order vibration control and instability phenomena. The quasi-optimal control theory is applied to the design of the control system. The future research will be carried out at a high speed and a critical speed. This study was conducted on the basis of a non-contact motion analysis program.