回転機械のための実践！磁気軸受の制御系設計

第1 章 はじめに　※一部抜粋

回転機械は様々な機械要素で構成されているが，その中で特に重要な機械要素として軸受が挙げられる．軸受は回転機械の軸を所望の位置で支えた上で，軸を滑らかに回転させるために使用される．回転機械の性能向上のためには，回転軸を任意位置に精度よく支持でき，軸との間の摩擦を低減した軸受の開発が求められる[4，5，6，7，8]．

これらの要求に応えられる軸受として磁気軸受がよく知られている[9，10，11]．磁気軸受は物理的な接触部品を持たず，磁気力を利用して非接触で軸を支持することができるため摩擦が発生しない．軸の位置は，軸を支持するための磁気力を制御することで調整できる．

本書では，その能動型磁気軸受の制御系設計に焦点をあて，必要な技術について具体的に解説する．磁気軸受の原理やハードウェアの設計などは他書に譲り，制御系設計に必要な技術を記載している．その制御系設計は，数式をベースとした理論面による説明よりも，より実践的なデータやグラフに基づいた説明を意識して解説している．2章では，基本的な磁気軸受の動作原理から，制御系設計する際に用いるモデル化について説明している．3章では，制御系設計に用いるコントローラやフィルタ，そして制御系の性能評価指標について説明している．4章では，2章と3章の内容を踏まえ，実践的な磁気軸受の制御系設計の流れを説明している．5章では，アドバンスト制御系と称し，主に不釣合い振動の補償に焦点をあて，高性能かつ高機能な制御アルゴリズムを説明している．最後に6章では，実践的な応用例として，先行研究にて示されているロータダイナミック流体力推定に向けた磁気軸受の制御系設計について説明している．各章の解説をする際に筆者自身が作成したMATLAB/Simulinkを公開しているので，そちらも併せてご確認いただければ幸いである．

（参考文献については，本書をご覧ください）

目次

第１章　はじめに

参考文献



第２章　磁気軸受のダイナミクス

２.１　電磁力

２.１.１　平衡点近似による線形化

２.１.２　フィードバック線形化

２.２　線形モデルのダイナミクス

２.２.１　周波数応答：ボード線図

２.２.２　ベクトル軌跡：ナイキスト線図

２.３　カーブフィッティングによるモデリング

２.３.１　基本思想

２.３.２　実践的な伝達関数モデルの導出

２.３.３　グレーボックスモデリングによる伝達関数の導出

２.４　m-file

参考文献



第３章　制御系設計の基本

３.１　制御系の構成について

３.２　連続時間／離散時間の変換について

３.２.１　ホールド回路の特性について

３.２.２　離散化手法について

３.３　コントローラについて

３.３.１　PIDコントローラ

３.３.２　位相遅れフィルタと位相進みフィルタ

３.３.３　ノッチフィルタ（バンドストップフィルタ）

３.３.４　ピークフィルタ（バンドパスフィルタ）

３.４　評価指標

３.４.１　開ループ特性

３.４.２　閉ループ特性

３.４.３　簡易シミュレーションによる閉ループ系の動作確認

３.５　m-file

参考文献



第４章　磁気軸受に対する制御系設計

４.１　理論モデルの作成

４.２　安定化コントローラの設計

４.３　閉ループシステム同定

４.３.１　モデル化誤差：Δxについて

４.３.２　外力：dxについて

４.３.３　ノイズ：nxについて

４.３.４　閉ループシステム同定のまとめ

４.４　閉ループシステム同定に基づくコントローラの再設計

４.４.１　弾性モードに対する　ほか

本の帯に関して

帯つきでの出荷はお約束しておりません。
商品ページに、帯のみに付与される特典物等の表記がある場合でも、確実に帯つきでの出荷はお約束しておりません。
また、帯は商品の一部ではなく「広告扱い」のため、帯の有無・破損による交換や返品は承っておりません。

版・表紙について

版・表紙（カバー）のご指定は承っておりません。ご注文いただくタイミングによっては、お届けする商品の版や表紙が商品ページ上のものとは異なる場合がございます。
また、初版にのみにお付けしている特典（初回特典、初回仕様特典）がある商品は、商品ページに特典の表記がされている場合でも、無くなり次第終了となります。