電磁機械モデル化 - 百科事典

電磁機械モデルの目的は、実際のシステムが構築される前にその物理パラメータを調べるために電磁機械システムをモデル化し、シミュレートすることです。異なる推定理論を用いて行われるパラメータ推定と、全体システムの適切な安定性基準評価を通じての物理実現が、電磁機械モデルの主要な目的です。理論駆動の数学モデルは、連結システム全体の性能を評価するために他のシステムに適用または使用できます。これは、産業および学術の多分野の複雑なシステムのための大規模な制御システムの設計に広く知られ、証明された技術です。この技術は最近、MEMS技術でも使用されています。

数学モデルの種類
純粋な機械システムのモデル化は、一般座標とその関連する速度の関数であるラグランジュ関数に主に依存しています。すべての力がポテンシャルから導かれる場合、動的システムの時間挙動は完全に決定されます。単純な機械システムでは、ラグランジュ関数は運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの差として定義されます。

電気システムにも似たアプローチがあります。電気コエネルギーと明確に定義された電力量を用いて、運動方程式は一意に定義されます。電流とコンデンサーの電圧降下は一般座標の役割を果たし、例えばキルホフの法則によって引き起こされるすべての制約が考慮から除かれます。その後、システムパラメータから適切な伝達関数を導出し、最終的にシステムの動作を支配するものです。

その結果、機械部分を決定する量（運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、一般力）と、電気部分を記述する量（コエネルギー、電力）が得られます。これにより、エネルギーによるアプローチを通じて機械と電気の部分を組み合わせます。結果として、拡張されたラグランジュ形式が生成されます。

参考文献
- Dean C. Karnopp; Donald L. Margolis; Ronald C. Rosenberg (1999). System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems. Wiley-Interscience. ISBN 0-471-33301-8.
- Sergey Edward Lyshevski (1999). Electromechanical Systems, Electric Machines, and Applied Mechatronics. CRC. ISBN 0-8493-2275-8.
- A.F.M. Sajidul Qadir (2013). Electro-Mechanical Modeling of SEDM (Separately Excited DC Motor) & Performance Improvement Using Different Industrial Controllers. Lulu.com. ISBN 978-1-304-22765-2.