JPH0343767B2 - - Google Patents
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- JPH0343767B2 JPH0343767B2 JP22705082A JP22705082A JPH0343767B2 JP H0343767 B2 JPH0343767 B2 JP H0343767B2 JP 22705082 A JP22705082 A JP 22705082A JP 22705082 A JP22705082 A JP 22705082A JP H0343767 B2 JPH0343767 B2 JP H0343767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- displacement
- electromagnet
- magnetic attraction
- controlling
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F7/00—Regulating magnetic variables
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は制御形磁気軸受装置等における磁気吸
引力を制御する方法に関するものである。
引力を制御する方法に関するものである。
制御形磁気軸受装置とは永久磁石を用いる無制
御形磁気軸受装置に対して称されるもので、例え
ば第１図に例示したように回転している物体１を
電磁石２による磁気吸引力によつて浮遊させ、空
中に支持するものであり、摩耗がないので長寿命
になること、潤滑油を必要としないこと等のすぐ
れた特色を有する反面安定した空中支持がむずか
しいという問題点がある。
御形磁気軸受装置に対して称されるもので、例え
ば第１図に例示したように回転している物体１を
電磁石２による磁気吸引力によつて浮遊させ、空
中に支持するものであり、摩耗がないので長寿命
になること、潤滑油を必要としないこと等のすぐ
れた特色を有する反面安定した空中支持がむずか
しいという問題点がある。
従来、磁気吸引力を制御して安定な空中支持状
態を保持するためには、変位、速度（変位の微
分）、加速度、及び電流の４つの状態量のうち、
一つもしくは複数をフイードバツクする方法が知
られているが、いずれも非線形特性等のため良好
な制御性能は得られていない。
態を保持するためには、変位、速度（変位の微
分）、加速度、及び電流の４つの状態量のうち、
一つもしくは複数をフイードバツクする方法が知
られているが、いずれも非線形特性等のため良好
な制御性能は得られていない。
ところで、制御形磁気軸受装置において磁気吸
引力を制御する方法と吸引式磁気浮上列車等の吸
引浮上力を制御する方法とは理論的に全く同一で
あり、当業者であれば容易に双方に応用可能なの
で、以後区別せずに説明する。
引力を制御する方法と吸引式磁気浮上列車等の吸
引浮上力を制御する方法とは理論的に全く同一で
あり、当業者であれば容易に双方に応用可能なの
で、以後区別せずに説明する。
さて、変位をフイードバツクする方法は「磁気
軸受の新制御方式について」（渡部透氏他、日本
機械学会論文集、昭45−４）にて指摘されている
とおり、電磁石の時定数や非線形特性が影響し
て、安定した制御が不可能である。
軸受の新制御方式について」（渡部透氏他、日本
機械学会論文集、昭45−４）にて指摘されている
とおり、電磁石の時定数や非線形特性が影響し
て、安定した制御が不可能である。
また、前記４つの状態量をいくつか組み合わせ
て線形フイードバツクする方法は、「本振幅動作
に適した磁気吸引つり下げ糸」（松村文夫氏他、
電気学会論文誌、54−B4）にて指摘されている
とおり、動作点が大きく変化するような場合には
制御不能となるおそれがある。
て線形フイードバツクする方法は、「本振幅動作
に適した磁気吸引つり下げ糸」（松村文夫氏他、
電気学会論文誌、54−B4）にて指摘されている
とおり、動作点が大きく変化するような場合には
制御不能となるおそれがある。
本発明は、上記の問題点に鑑みて安定した空中
支持の可能な磁気吸引力制御方法を提供すること
を目的とする。
支持の可能な磁気吸引力制御方法を提供すること
を目的とする。
まず従来例の問題点を図面を用いてくわしく説
明する。
明する。
第２図は被制御体３を変位検出器４で検出した
検出変位ｘが、目標変位x0に一致するよう電磁石
５に流れる電流ＩをPID調節計６の出力にもとづ
いて電流変換部７を介して電磁石５を制御する系
を概念的に示すものである。
検出変位ｘが、目標変位x0に一致するよう電磁石
５に流れる電流ＩをPID調節計６の出力にもとづ
いて電流変換部７を介して電磁石５を制御する系
を概念的に示すものである。
ところで、電磁吸引力Ｆは、次に示す(1)式にて
表現されることは周知である。
表現されることは周知である。
Ｆ≒μ0A／８（NI／ｘ）2＝KF（Ｉ／ｘ）2………(1
) 但し μ0：真空透磁率 Ａ：磁極面積 Ｎ：ターン数 Ｉ：電流 ｘ：変位 KF＝μ0AN2／８ この関係式等によつて第２図にさらにくわしく
表現したものが第３図である。
) 但し μ0：真空透磁率 Ａ：磁極面積 Ｎ：ターン数 Ｉ：電流 ｘ：変位 KF＝μ0AN2／８ この関係式等によつて第２図にさらにくわしく
表現したものが第３図である。
第２図における電流変換部のブロツク７は７
１，７２，７３で表わされている。
１，７２，７３で表わされている。
今こゝで被制御体の質量をｍとして、被制御体
に働く力Ｆを入力として変位の偏差を出力とする
伝達関数を表現したのが、ブロツク８である。
に働く力Ｆを入力として変位の偏差を出力とする
伝達関数を表現したのが、ブロツク８である。
ブロツク９は乗算器であり、この場合同一入力
を乗算するので自乗器となる。
を乗算するので自乗器となる。
ブロツク１０に入力される点線矢印は、ブロツ
ク１０のｘが△ｘ＋x0によつて定まることを示す
ものである。
ク１０のｘが△ｘ＋x0によつて定まることを示す
ものである。
第３図のブロツク図を見てわかるとおり、電流
Ｉと電磁吸引力Ｆ、変位ｘと電磁吸引力Ｆとは、
それぞれ非線形関係になつている。このことが、
従来、制御が不安定に陥いつていた最大の原因で
あることは周知である。
Ｉと電磁吸引力Ｆ、変位ｘと電磁吸引力Ｆとは、
それぞれ非線形関係になつている。このことが、
従来、制御が不安定に陥いつていた最大の原因で
あることは周知である。
そこで、本発明は、上記非線形特性の影響を軽
減するためフイードバツク信号を工夫したもので
ある。
減するためフイードバツク信号を工夫したもので
ある。
本発明の実施例を第４図を用いて説明する。
本発明は、電流変換部７への入力信号を、PID
調節計６の出力Isから、電流フイードバツク信号
If1を割算器１１にて検出変位ｘで割つたものを、
乗算器１２にて自乗した値If2を減じたものとす
る方法である。
調節計６の出力Isから、電流フイードバツク信号
If1を割算器１１にて検出変位ｘで割つたものを、
乗算器１２にて自乗した値If2を減じたものとす
る方法である。
このような方法にすることによつて、前記(1)式
と同一の力Ｆの単位系に相当する信号、すなわ
ち、（電流／変位）の自乗が、直接フイードバツ
クされるので、実プロセスであるブロツク８を通
して、フイードバツクされる変位信号ｘのループ
よりも、速く応答するので、前記(1)式に相当する
Ｉ−Ｆ間の非線形特性を相殺することが可能とな
る。
と同一の力Ｆの単位系に相当する信号、すなわ
ち、（電流／変位）の自乗が、直接フイードバツ
クされるので、実プロセスであるブロツク８を通
して、フイードバツクされる変位信号ｘのループ
よりも、速く応答するので、前記(1)式に相当する
Ｉ−Ｆ間の非線形特性を相殺することが可能とな
る。
以上述べたように、本発明によれば、電磁石の
非線形特性の悪影響を除去できるので、安定な制
御が実現できる。
非線形特性の悪影響を除去できるので、安定な制
御が実現できる。
本発明は、第１図に例示したつり下げ式磁気軸
受装置をはじめ、対向式磁気軸受、磁気浮上列車
等磁気吸引力の制御を行なう分野に幅広く応用可
能である。
受装置をはじめ、対向式磁気軸受、磁気浮上列車
等磁気吸引力の制御を行なう分野に幅広く応用可
能である。
第１図はつり下げ式磁気軸受装置の概略図、第
２図は従来の制御回路のブロツク図、第３図は、
その詳細ブロツク図、第４図は、本発明の実施例
のブロツク図である。 ３……被制御体、４……変位検出器、５……電
磁石、６……PID調節計、７……電流変換部、７
１，７３……増幅要素、７２……一次おくれ要
素、９，１２……乗算器、１１……割算器。
２図は従来の制御回路のブロツク図、第３図は、
その詳細ブロツク図、第４図は、本発明の実施例
のブロツク図である。 ３……被制御体、４……変位検出器、５……電
磁石、６……PID調節計、７……電流変換部、７
１，７３……増幅要素、７２……一次おくれ要
素、９，１２……乗算器、１１……割算器。
Claims (1)
- １ 電磁石に流れる電流を制御して被制御体を磁
気吸引して空中支持する制御形磁気吸引装置にお
いて、電磁石に与える指令電流を、制御電流指令
から、電流フイードバツク信号を検出変位ｘで割
つた値を自乗したものを減じたものとすることを
特徴とする磁気吸引力の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705082A JPS59119807A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 磁気吸引力の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705082A JPS59119807A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 磁気吸引力の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119807A JPS59119807A (ja) | 1984-07-11 |
| JPH0343767B2 true JPH0343767B2 (ja) | 1991-07-03 |
Family
ID=16854739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22705082A Granted JPS59119807A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 磁気吸引力の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119807A (ja) |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP22705082A patent/JPS59119807A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119807A (ja) | 1984-07-11 |
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