回転機械のための実践!磁気軸受の制御系設計/藪井将太

藪井将太
科学情報出版
設計技術シリーズ
ISBN：4910558233/9784910558233
発売日:2023年11月

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【内容紹介】
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)