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.

通常，当我们传达由于接触而没有定性退化的产品时，磁性悬浮输送系统很有用。但是，有必要控制悬浮物体的三维运动，并且很难测量位置。因此，我们建议如何在没有位置传感器的情况下估计三维位置。在电磁体的底部而不是位置传感器的底部安装了四个霍尔元素。一个州观察者估计了从四个霍尔电压以及电流电压到电磁体的电流电压和输入电压的三维位置。磁悬浮使用基于估计的垂直位置的状态反馈控制。将最佳伺服控制与整体补偿器结合给干扰的两度自由控制器被应用于磁性悬浮输送系统。通过模拟和实验结果证实了所提出方法的有效性。

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

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

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

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