機械設計畢業(yè)設計論文 磁懸浮控制算法設計
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摘要
隨著電子技術、控制工程、信號處理元器件、電磁理論及新型電磁材料的發(fā)展和轉(zhuǎn)子動力學的進展，磁懸浮技術得到了長足的發(fā)展。磁懸浮技術是集電磁學、電子技術、控制工程、信號處理、機械學、動力學為一體的典型的機電一體化技術(高新技術)。通過課題研究需要完成上拉式磁懸浮實驗系統(tǒng)的設計，并建立系統(tǒng)數(shù)學模型、研究控制算法、使用Matlab軟件進行對控制算法進行仿真繪圖、要求控制算法穩(wěn)定、準確、快速。
此次設計上拉式磁懸浮系統(tǒng)在控制器的控制下，采用ss495高精度線性霍爾傳感器在線獲取永磁體位置信息，產(chǎn)生電壓信號，控制器對電壓信號進行處理產(chǎn)生控制信號，功率放大器根據(jù)控制信號產(chǎn)生所需電流并送往電磁鐵，電磁鐵產(chǎn)生相應磁力與重力平衡使得永磁體穩(wěn)定在平衡點附近。由于電磁吸力與懸浮氣隙間存在一種非線性關系，因而這種平衡并不穩(wěn)定，一旦受到外界干擾，永磁體就會掉下來或被吸上去，因此采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。
該設計具有以下特點：動態(tài)響應性強，可靠性高，損耗小。使用matlab設計控制算法，使重物能夠穩(wěn)定、準確、快速響應給定指令。
關 鍵 詞：磁懸浮，霍爾傳感器，控制器，永磁體，電壓信號，matlab。
目 錄
前 言 1
第1章 緒 論 3
§1.1 設計的依據(jù)與意義 3
§1.2 國內(nèi)外同類設計的概況綜述 4
§1.3 課程設計內(nèi)容以及目標 5
第2章 上拉式磁懸浮建模與控制 6
§2.1 磁懸浮系統(tǒng)的基本結構及其結構特點 6
§2.2 磁懸浮控制方式的分類 8
§2.3 磁懸浮控制系統(tǒng)原理 9
第3章 Matlab軟件 12
§3.1 Matlab軟件簡介 12
§3.2 Matlab軟件的選擇 14
§3.3 Matlab軟件仿真及其仿真程序 15
第4章 試驗結果與分析 19
§4.1 磁懸浮試驗裝置 19
§4.2磁懸浮試驗裝置運行結果與分析 20
結 論 23
參考文獻 24
致 謝 25
附 錄 26
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