磁気浮上分子ポンプは速度センサーが故障または欠損した場合、ジャイロ効果を効果的に抑制できずに不安定になることが多い。本問題に対し、無速度センサー条件下でジャイロ効果を抑制する方法を提案する。ロータの動力学に基づき、分子ポンプの回転方向の複素係数モデルを構築し、非線形周波数推定を備えた可変位相角二重入力適応ノッチフィルタを用いて推定回転数を得て制御系に供給する。次に、従来の比例微分積分制御にフィルタードクロスフィードバックを追加してジャイロ効果を抑制し、二周波数のボード線図により系の安定性を解析し、ナイキスト図を組み合わせてクロスフィードバックパラメータを設計する。最後に、磁気浮上分子ポンププラットフォーム上で加速試験を実施した。実験結果は、中高速域における回転数推定が比較的正確で、実回転数との差異は最大2.04 Hzであることを示した。分子ポンプ速度が350 Hzのとき、クロスフィードバックを追加後、章動周波数における角変位応答の振幅は-37.34 dBVから-60.11 dBVに減衰し、章動周波数における振幅は-57.24 dBVから-76.15 dBVに減衰し、減衰後の振幅は環境雑音レベルとほぼ同等であり、提案手法の有効性を検証した。

磁気浮上分子ポンプ;ジャイロ効果抑制;複素係数モデル;フィルタードクロスフィードバック;適応回転数推定