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磁気浮上システムの製作と PID制御による制御系設計 に関する研究
電気工学科 5年24番 橋本哲幸 指導教員 河合康典
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はじめに 近年, 騒音や振動が小さく, 乗り心地が快適なリニアモーターカが実用化されている. このリニアモーターカの浮上装置の一つとして, 磁気浮上システムが利用されている. 本研究では, 最も基本的な制御則であるPID制御を用いて磁気浮上システムを構築する. 磁気浮上システム 磁気浮上システムの製作 PID制御による制御系設計 Fig. 1 リニアモーターカ
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概要図 磁気浮上システムとは電磁石に加える電流を制御することによって, 電磁石-鉄球(浮上物体)間に働く吸引力を制御し, 鉄球を非接触で安定に浮上させるシステムである. Fig. 2 磁気浮上システムの概要
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磁気浮上システムの製作 Fig. 3で示す大きさのアルミフレームを用いている.
Fig. 4の鉄心を用い, その内側に直径0.8 [mm]の導線を約3000回巻いている. 400 300 450 単位:mm Fig. 4 鉄心の概要 Fig. 3 磁気浮上システム
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PID制御 今回のシステムの制御方法にはPID制御を使います. PID制御とは (偏差の) 比例(Proportional)
積分(Integral) 微分(Derivative) 制御対象 + - 積分 比例 r y PID制御 微分 PID制御 Fig. 5 PID制御
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制御系設計 伝達関数 ブロック線図 KP=11000, KI =1000, KD=1000 Table 1 モデルパラメータ
2005年度 中間発表資料 橋本哲幸 制御系設計 伝達関数 KP=11000, KI =1000, KD=1000 ブロック線図 Table 1 モデルパラメータ Fig. 6 フィードバック制御系
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初期値応答 y [m] u [V] t [s] t [s] Fig. 7 制御入力 Fig. 8 出力
![初期値応答 y [m] u [V] t [s] t [s] Fig. 7 制御入力 Fig. 8 出力](http://slidesplayer.net/slide/16812425/97/images/7/%E5%88%9D%E6%9C%9F%E5%80%A4%E5%BF%9C%E7%AD%94+y+%5Bm%5D+u+%5BV%5D+t+%5Bs%5D+t+%5Bs%5D+Fig.+7+%E5%88%B6%E5%BE%A1%E5%85%A5%E5%8A%9B+Fig.+8+%E5%87%BA%E5%8A%9B.jpg "初期値応答 y [m] u [V] t [s] t [s] Fig. 7 制御入力 Fig. 8 出力")
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おわりに 本研究で製作している磁気浮上システムを説明し, PID制御による制御系設計を例題をもとにおこなった. 今後の課題
・実際に作った装置のモデルパラメータを測定する. ・測定した値をもとにPIDコントローラを設計する. ・設計したPIDコントローラを実際の磁気浮上 システムに適用する.
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