A Study on Bending Magnetic Levitation System for Thin Steel Plate

薄钢板弯曲磁悬浮系统的研究

• 批准号: 22KJ2780
• 负责人: 小川 和輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2780/
• 关键词: 磁気浮上; 柔軟鋼板; メカトロニクス

本研究は、薄鋼板を非接触で支持・搬送する磁気浮上システムを提案するため、磁気浮上鋼板の浮上安定性向上に向けた検討を行った。薄鋼板の浮上安定性を向上させるためには、磁気浮上鋼板に発生する振動を低減させる必要がある。鋼板の振動を低減させるためには、鋼板がどのように振動しているのか把握する必要がある。柔軟鋼板はその柔軟性によって複雑に振動するため、振動モードによって局所的に振動の振幅や周波数が異なる。しかし、実験的に鋼板全体の変位を計測し、局所的な振動をすべて把握するのは困難である。そこで、2022年度の検討では、数値解析によって磁気浮上鋼板のシミュレーションを行い、解析的に磁気浮上鋼板の振動特性について検討を行った。解析には数値計算ソフトを使用し、有限差分法を用いて鋼板の形状や変位を算出した。また、実際の磁気浮上装置による磁気浮上を動的に再現するため、計算的に得られた鋼板の変位、速度、電磁石コイル電流値をフィードバックするようプログラムを行った。また、制御入力を計算する際、使用している電磁石のインダクタンスを含む各種パラメータを計算に用いている。これにより、時間変化による制御入力の変動、また、制御時の鋼板の変位を計算的に得ることが可能となった。結果として、磁気浮上中の鋼板は、電磁石付近における振動は小さく、鋼板の辺の中心で最も振動が大きくなるということが確認できた。解析的に鋼板挙動を把握できたことにより、振動制御用電磁石を最も振動が大きいと予想される個所に設置し、浮上制御用電磁石と併用して使用することで、より浮上性能を向上させることが可能であると考えている。

In this study, the floating stability of thin steel plate was studied in the direction of non-contact support and transportation. The floating stability of thin steel plate is improved, and the vibration generated by magnetic floating steel plate is reduced. The vibration of steel plate shall be reduced. The flexibility of the flexible steel plate is different from that of the vibration cycle. It is difficult to measure and control the vibration of the whole steel plate. In 2022, the analysis of magnetic floating steel plate vibration characteristics was carried out. The finite difference method is used to calculate the shape of the steel plate. The position, speed and current of the steel plate are calculated according to the actual magnetic floating device. When calculating the driving force, use the electromagnet to calculate the driving force. The change of time, the change of control force, the change of control time and the change of position of steel plate are calculated. The result is that the vibration of the steel plate in the magnetic float is small, and the vibration of the center of the steel plate is large. Analysis of the steel plate movement control, vibration control of the electromagnetic stone most vibration, large vibration, to be set, floating control of the electromagnetic stone and use, floating performance, upward, possible.

项目成果

Bending Levitation Control of Flexible Steel Plate: Fundamental Consideration on Vibration Mechanism of Electromagnetically Levitated Steel Plate

柔性钢板弯曲悬浮控制：电磁悬浮钢板振动机理的根本思考

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuki OGAWA;Taro KATO;Keigo IKEDA;Riku MIYAZAKI;Kohmei FUNADA;Ayato ENDO Takayoshi NARITA;Hideaki KATO
• 通讯作者: Hideaki KATO

A Study on Levitation Mechanism of Bending Magnetic Levitation System: Fundamental Consideration on Dynamic Analysis of Vibration Characteristics

弯曲磁悬浮系统悬浮机构研究：振动特性动态分析的基本思考

• DOI: 10.1016/j.ifacol.2022.10.534
• 发表时间: 2022
• 期刊: IFAC-PapersOnLine
• 作者: OGAWA Kazuki;MIYAZAKI Riku;FUNADA Kohmei;IKEDA Keigo;UCHINO Daigo;KATO Taro;ENDO Ayato;NARITA Takayoshi;KATO Hideaki
• 通讯作者: KATO Hideaki

Bending levitation control of flexible steel plate: Consideration of effect of magnetic properties on electromagnetically levitated steel plate vibration

柔性钢板弯曲悬浮控制：考虑磁特性对电磁悬浮钢板振动的影响

• DOI: 10.3233/jae-220167
• 发表时间: 2023
• 期刊: International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics
• 影响因子: 0.6
• 作者: Ogawa Kazuki;Miyazaki Riku;Funada Kohmei;Uchida Yamato;Uchino Daigo;Ikeda Keigo;Endo Ayato;Kato Taro;Narita Takayoshi;Kato Hideaki
• 通讯作者: Kato Hideaki