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〜有限要素法ツールとシステムシミュレーションツールの連携〜Model Order Reductionを使った超音波モータシミュレーション

こんなことで困っていませんか?

■ 超音波モータのトルクや回転速度をシミュレーションで知りたい
■ 接触非線形性の過渡応答解析シミュレーションを高速に解きたい
■ 有限要素法のモデルを制御系システムシミュレーションに使用したい

ソリューション

内容・目的


超音波モータモデル
超音波モータのような接触による駆動力で回転するアクチュエータを有限要素法で解こうとした場合、非線形過渡応答解析となり計算時間が非常にかかってしまいます。シミュレーションの対象によっては非線形を伴う部分というのはモデルの中でごく一部であるケースも多くあります。このようなモデルの特徴に着目し超音波モータのモデルを線形部分と非線形の部分とに切り分けて有限要素モデルをリダクションさせることができます。このようにすることによってモデルの規模を大幅に縮小し過渡応答の解析を高速に解くことを可能にします。またモデルを縮退(Model Order Reduction)させことにより制御系ツールへのモデルの移植も可能になります。

ソリューション導入による効果

超音波モータの過渡応答の特性を高速に評価することができます。
接触非線形性の過渡応答解析シミュレーションを高速に解くことができます。
制御系システムシミュレーションへ展開することも可能です。

ソリューションを用いた解析事例

縮退モデル化

計算結果比較

※結果の考察について
縮退モデルではロータを剛体モデルとしている。有限要素モデルでは弾性体となっている。有限要素モデルは二次遅れ系となるため立ち上がりが遅くなっている。 ステータが楕円軌道を描く事によって、ロータは駆動されます。そのため、ステータとロータ間の接触剛性を高くすると、ロータの駆動が正確に行われず階段状に速度が増加してしまうと考えられる。

必要プロダクト

マルチフィジックス解析ツール ANSYS Professional NLT以上

MATLAB/Simulink & Structural Dynamics Tool box

お問い合わせ

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連絡先:mds-info@cybernet.co.jp

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