Three-Dimensional Position Estimation and Levitation and Conveyance Control for An Active Electromagnetic Levitation Conveyance System

主动电磁悬浮输送系统的三维位置估计和悬浮输送控制

• 批准号: 23760396
• 负责人: KOBAYASHI Yoshimitsu
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Gifu National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760396/
• 关键词: 制御システム; 磁気浮上; ３次元位置推定; オブザーバ; ホール素子; 搬送; 非接触; 磁気浮上搬送; 三次元位置推定

Generally, a magnetic levitation conveyance system is useful when we convey products without qualitative degradation due to contact. However it is necessary to control the three-dimensional motion of the levitated object and it is difficult to measure the position. Therefore we propose how to estimate three-dimensional position without a position sensor. Four Hall elements are installed on the bottom of the electromagnet instead of the position sensor. A state observer estimates the three-dimensional position of the levitated object from the four Hall voltages and the current and the input voltage to the electromagnet. The magnetic levitation uses a state-feedback control based on the estimated vertical position. A two-degree-of-freedom controller combining an optimal servo control with an integral compensator for disturbances is applied to the magnetic levitation conveyance system. The validity of the proposed method is confirmed by simulation and experiment results.

一般来说，当我们输送产品时，磁悬浮输送系统是有用的，而不会因接触而导致质量下降。然而，需要控制悬浮物体的三维运动，并且难以测量位置。因此，我们提出了如何估计三维位置没有位置传感器。在电磁铁的底部安装了四个霍尔元件代替位置传感器。状态观测器根据四个霍尔电压和电流以及电磁铁的输入电压估计悬浮物体的三维位置。磁悬浮使用基于估计的垂直位置的状态反馈控制。将最优伺服控制与扰动积分补偿器相结合的二自由度控制器应用于磁悬浮运输系统。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

项目成果

磁気浮上系の3次元位置推定を用いた水平制振制御の実現

利用磁悬浮系统3D位置估计实现水平减振控制

• 发表时间: 2012
• 作者: 木曽淳;関弘和;小林義光,寺井陽子,佐々木実
• 通讯作者: 小林義光,寺井陽子,佐々木実

Vibration Control of Active Electromagnetic Levitation System with Three-Dimensional Position Estimation by Current and Magnetic Flux

通过电流和磁通进行三维位置估计的主动电磁悬浮系统振动控制

• 发表时间: 2013
• 作者: Yoshimitsu Kobayashi;Yoko Terai and Minoru Sasaki
• 通讯作者: Yoko Terai and Minoru Sasaki

磁気浮上系の３次元位置推定を用いた水平制振制御の実現

利用磁悬浮系统三维位置估计实现水平减振控制

• 发表时间: 2012
• 作者: Y. Takei;S. Kawamura and H. Nanto;平田研二;奥田裕之,田崎勇一,稲垣伸吉,鈴木達也;小林義光，寺井陽子，佐々木実
• 通讯作者: 小林義光，寺井陽子，佐々木実

2自由度積分型最適サーボ系を用いた磁気浮上搬送制御の実現

利用二自由度积分型最优伺服系统实现磁悬浮输送控制

• 发表时间: 2012
• 作者: Takanori EMARU;Hiroto SASAKI;Yohei HOSHINO and Yukinori KOBAYASHI;木曽淳，関弘和;小林義光,亀山頌太,佐々木実
• 通讯作者: 小林義光,亀山頌太,佐々木実

An Active Electromagnetic Levitation Conveyance System by Using Two-Degree-of-Freedom Optimal Servosystems

一种采用二自由度最优伺服系统的主动电磁悬浮输送系统

• DOI: 10.1299/kikaic.79.2673
• 发表时间: 2013
• 期刊: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS Series C
• 作者: Guoliang ZHONG;Yukinori KOBAYASHI;Takanori EMARU and Yohei HOSHINO;小林義光,亀山頌太,佐々木実
• 通讯作者: 小林義光,亀山頌太,佐々木実