次世代超高加速・高速直動メカニズムとその制御に関する基礎研究

下一代超高加速度/高速直线运动机构及其控制基础研究

• 批准号: 14702024
• 负责人: 佐藤 海二
• 金额: $ 16.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14702024/
• 关键词: リニアモータ; 高加速; 高速; 規範特性; ロバスト; 2慣性系; 駆動力; 直動メカニズム

次世代超高加速・高速直動メカニズムとその制御に関する基礎研究の一環として,本年度行ったことは次の通りである.1.次世代超高加速・高速直動メカニズムの実現を目指し,メカニズムに関し次のことを行った.(1)静推力脈動を抑制できる可動部を試作した.その静推力性能は,平均で739N/kgで,推力脈動はその3%以下であった.また駆動性能を測定した結果,、最大速度10.5m/s,最大加速度545m/s^2(55.6G)であった.(2)目標である100Gを達成するためには,980N/kgの推力/可動部質量比が必要である.そこで静推力脈動を抑制しつつこの条件を満たす可動部を設計・試作した.その理論上の推力性能は982N/kgをであったが,試作機では磁力が理想よりも小さいため,889N/kgとなった.この可動部を用いて駆動実験を行ったところ;最大速度11.2m/s,最大加速度597m/s^2(60.9G)の結果を得た.(3)駆動方法の検討に利用できる簡単な動的モデルを作成し,その有効性を実験結果と比較して検討した.その結果,電流特性等に関しては課題があるものの,概ね試作機の特性を表現できることを確認した.2.次世代超高加速・高速直動メカニズムの試作機ではリニアボールガイド用いている.この種のガイドを用いている機構は,非線形ばね特性を示すことが知られている.そこで報告者が提案している規範特性軌跡追従制御(NCTF制御)を基礎に,非線形ばね特性を示す機構のための制御系設計法とその有効性を検討した.

The next generation of ultra-high acceleration, high-speed direct motion, high-speed (1)Static thrust pulsations are suppressed and movable parts are tried. Static thrust performance, average 739N/kg, thrust pulsation below 3%. Dynamic performance measurement results, maximum speed 10.5m/s, maximum acceleration 545m/s^2(55.6G). (2)The thrust/movable part mass ratio of 980N/kg is necessary to achieve the goal of 100G. The static thrust pulsation is suppressed and the movable part is designed and tested. Theoretical thrust performance is 982N/kg, test machine is ideal,889N/kg. The maximum velocity is 11.2 m/s, and the maximum acceleration is 597m/s^2(60.9 G). (3)The dynamic method is used to make a simple dynamic model, and the results are compared with each other. 2. Next Generation Ultra-High Acceleration·High Speed Direct Drive·Test Machine·Test Machine This kind of mechanism is not linear, and it is not linear. The paper discusses the design method of the control system of the mechanism based on the non-linear characteristic of the specification characteristic track tracking control (NCTF control).

项目成果

Kaiji Sato: "Robust and Practical Control for PTP Positioning"Proc.of ICPT2004. (発表予定). (2004)

Kaiji Sato：“PTP 定位的稳健且实用的控制”Proc.of ICPT2004（待提交）。

Kaiji SATO, Wahyudi, Akira Shimokohbe: "Practical Control for Two-mass Positioning Mechanism"Proceedings of the 1^<st> Krea-Japan Conference on Positioning Technology. 206-211 (2002)

Kaiji SATO、Wahyudi、Akira Shimokohbe：“两质量定位机构的实用控制”第一届韩日定位技术会议论文集。

Kaiji Sato, Keisuke Nakamoto, Akira Shimokohbe: "Microdynamics and Practical Control of Precision Positioning Mechanism with Friction Characteristic"Proceedings of IIP/ISPS Joint MIPE 2003. (発表予定). (2003)

Kaiji Sato、Keisuke Nakamoto、Akira Shimokohbe：“具有摩擦特性的精密定位机构的微动力学和实际控制”，IIP/ISPS 联合 MIPE 2003 年论文集。（待提交）。

佐藤海二, 山形光晴, 保倉秀法, 下河辺明: "PMリニアモータの静推力脈動の低減"日本機械学会第15回「電磁力関連のダイナミックス」シンポジウム講演論文集. (発表予定). (2003)

Kaiji Sato、Mitsuharu Yamagata、Hideho Hokura、Akira Shimokawabe：“减少永磁直线电机中的静态推力脉动”日本机械工程师学会第 15 届“与电磁力相关的动力学”研讨会论文集（待发表）。 ）

Kaiji Sato, Keisuke Nakamoto, Akira Shimokohbe: "Practical Control of Precision Positioning Mechanism with Friction"Precision Engineering. (to be published).

Kaiji Sato、Keisuke Nakamoto、Akira Shimokohbe：《带摩擦的精密定位机构的实用控制》精密工程。