磁悬浮导轨毕业设计
[精品]磁悬浮导轨上碰撞设计性实验
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磁悬浮导轨碰撞设计性实验研究【实验目的】（1）了解磁悬浮的物理思想和永磁悬浮技术；（2）用两个磁悬浮滑块, 设计多种弹性和非弹性碰撞实验；（3）观察系统中物体间的各种形式的碰撞，考察动量守恒定律；（4）观察碰撞过程中系统动能的变化，分析实验中的碰撞是属于那种类型的碰撞【设计要求及实验内容】（1）设计一种相对弹性碰撞；（2）设计一种相对非弹性碰撞；（3）设计一种尾随弹性碰撞；（4）设计一种尾随非弹性碰撞；以上实验需画出发生碰撞试验的示意图。
设计数据记录和处理的表格，表格中必须列入动量增量和动能增量及其相对变化值。
【主要实验器材】(1)DHSY型磁悬浮动力学实验仪(2)DHSY型磁悬浮导轨实验智能测试仪(3)磁悬浮滑块【实验原理、方法提示】1. 磁悬浮原理随着科技的发展，磁悬浮技术的应用成为技术进步的热点，例如磁悬浮列车。
永磁悬浮技术作为一种低耗能的磁悬浮技术，也受到了广泛关注。
本实验使用的永磁悬浮技术，是在磁悬导轨与滑块两组带状磁场的相互斥力作用之下，使磁悬滑块浮起来，从而减少了运动的阻力，来进行多种力学实验。
实验装置如图1所示。
磁悬浮导轨实际上是一个槽轨，长约1.2米,在槽轨底部中心轴线嵌入钕铁硼NdFeB磁钢，在其上方的滑块底部也嵌入磁钢，形成两组带状磁场。
由于磁场极性相反，上下之间产生斥力，滑块处于非平衡状态。
为使滑块悬浮在导轨上运行,采用了槽轨。
在导轨的基板上安装了带有角度刻度的标尺。
根据实验要求，可把导轨设置成不同角度的斜面。
1.手柄2.光电门Ⅰ3.磁浮滑块4.光电门Ⅱ5.导轨6.标尺7.角度尺8.基板 9计时器图5.9.1 磁悬浮实验装置图5.9.2 磁悬浮导轨截面图2.碰撞本实验是在磁悬浮导轨上进行的，提供三辆滑块；一辆滑块是一头装有弹簧；一辆滑块装有粘性尼龙毛，一辆滑块装有粘性尼龙刺。
碰撞装置如图3所示。
设有两物，其质量各为1m 和2m ，碰撞前的速度各为0201υυ和，碰撞后的速度各为1211υυ和而且在碰撞的瞬间，此二物体构成的系统，在所考察的速度方向上不受外力的作用或所受的外力远小于碰撞时物体间的相互作用力，则根据动量守恒定律，系统在碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
磁悬浮导轨上碰撞设计性实验
磁悬浮导轨碰撞设计性实验研究【实验目的】（1）了解磁悬浮的物理思想和永磁悬浮技术；（2）用两个磁悬浮滑块, 设计多种弹性和非弹性碰撞实验；（3）观察系统中物体间的各种形式的碰撞，考察动量守恒定律；（4）观察碰撞过程中系统动能的变化，分析实验中的碰撞是属于那种类型的碰撞【设计要求及实验内容】（1）设计一种相对弹性碰撞；（2）设计一种相对非弹性碰撞；（3）设计一种尾随弹性碰撞；（4）设计一种尾随非弹性碰撞；以上实验需画出发生碰撞试验的示意图。
设计数据记录和处理的表格，表格中必须列入动量增量和动能增量及其相对变化值。
【主要实验器材】(1)DHSY型磁悬浮动力学实验仪(2)DHSY型磁悬浮导轨实验智能测试仪(3)磁悬浮滑块【实验原理、方法提示】1. 磁悬浮原理随着科技的发展，磁悬浮技术的应用成为技术进步的热点，例如磁悬浮列车。
永磁悬浮技术作为一种低耗能的磁悬浮技术，也受到了广泛关注。
本实验使用的永磁悬浮技术，是在磁悬导轨与滑块两组带状磁场的相互斥力作用之下，使磁悬滑块浮起来，从而减少了运动的阻力，来进行多种力学实验。
实验装置如图1所示。
磁悬浮导轨实际上是一个槽轨，长约1.2米,在槽轨底部中心轴线嵌入钕铁硼NdFeB磁钢，在其上方的滑块底部也嵌入磁钢，形成两组带状磁场。
由于磁场极性相反，上下之间产生斥力，滑块处于非平衡状态。
为使滑块悬浮在导轨上运行,采用了槽轨。
在导轨的基板上安装了带有角度刻度的标尺。
根据实验要求，可把导轨设置成不同角度的斜面。
1.手柄2.光电门Ⅰ3.磁浮滑块4.光电门Ⅱ5.导轨6.标尺7.角度尺8.基板 9计时器图5.9.1 磁悬浮实验装置图5.9.2 磁悬浮导轨截面图2.碰撞本实验是在磁悬浮导轨上进行的，提供三辆滑块；一辆滑块是一头装有弹簧；一辆滑块装有粘性尼龙毛，一辆滑块装有粘性尼龙刺。
碰撞装置如图3所示。
设有两物，其质量各为1m 和2m ，碰撞前的速度各为0201υυ和，碰撞后的速度各为1211υυ和而且在碰撞的瞬间，此二物体构成的系统，在所考察的速度方向上不受外力的作用或所受的外力远小于碰撞时物体间的相互作用力，则根据动量守恒定律，系统在碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。
基于单片机的磁悬浮小球控制系统设计毕业论文
基于单片机的磁悬浮小球控制系统设计摘要随着越来越多的磁悬浮技术应用到现实生活中的各个领域，磁悬浮这个在几年前还是很陌生的一个词现在已经广为人知。
磁悬浮以悬浮力产生的原理分类可以分为超导磁悬浮和常导磁悬浮。
磁悬浮的控制系统是一个很复杂的问题。
本文研究的重点就是这两种磁悬浮的控制问题。
超导磁悬浮是利用处于超导状态下的超导体具有斥磁力的原理产生的。
超导磁悬浮的悬浮物体就是超导体本身，所以超导磁悬浮的控制重点就落在了超导体上。
本文从介绍超导磁悬浮的基本应用入手，逐步深入地介绍超导体的基本物理性质，然后介绍超导磁悬浮系统的控制方法、过程和原理。
与超导磁悬浮相比，常导磁悬浮的应用就更为广泛，因为常导磁悬浮的实现过程要简单得多。
常导磁悬浮可以分为应用电磁铁的磁悬浮和引用非电磁性磁铁（稀土永磁铁、普通磁铁等）的磁悬浮。
但是由于电磁铁便于控制和利用，所以利用电磁铁的磁悬浮义勇更为广泛。
本文在常导磁悬浮方面的研究是从一个实例入手，分析电磁铁式磁悬浮的原理，从而进一步研究电磁铁式磁悬浮的控制方法、过程和原理。
在本文的最后，我利用在大学里所学的知识，结合本文的研究重点——磁悬浮装置的控制问题，做出了一个简单的电磁悬浮装置。
这个悬浮装置的原理是利用对电磁铁电流的控制来实现一个铁球在空中的来回反复运动，达到视觉上的悬浮效果。
这虽然与实际的电磁铁悬浮控制方原理不同，但是利用这简单手段也能够达到相同的目的。
这个实例给了我们一个启示：简单的演示实验装置也能够说明磁悬浮列车等高新技术的工作原理，磁悬浮并不是遥不可及的。
关键词：常导磁悬浮，超导磁悬浮，磁悬浮的控制，演示实验装置，磁悬浮列车The design of control system of magnetic levitation ball basedon MCUABSTRACTAs more and more maglev technology is applied to each field in actual life, the word of magnetic suspension a several years ago was very strange has already widely known by the people. Magnetic suspension is classified and can be divided into superconductive magnetic suspension and electromagnetic magnetic suspension from the material which produces lift force. It is a very complicated problem to control the magnetism suspension system. The focal point that this text studies is that these two kinds of magnetic suspension demonstrate the design about question of controlling of the experimental provision.Superconductive magnetic suspension is to utilize the superconductor in superconductive state to upbraid magnetic force principles. To suspend object superconductor,so superconductive control focal point of magnetic suspension drop on the superconductor superconductive magnetic suspension. This text is from recommend that the using basically of superconductive magnetic suspension is started with, introduce the basic physical property of the superconductor , then the control method , course and principle to introduce superconductive magnetic suspension deeply progressively.Compared with superconductive magnetic suspension, the application that electromagnetic magnetic suspension is much more extensive , because the realization course that electromagnetic magnetic suspension is much simpler. Magnetic suspension that electromagnetic magnetic suspension and can be divided into the magnetic suspension which use the electro-magnet and quoted the non- electric magnetic magnet (tombarthite permanent magnet, ordinary magnet ,etc. ). But because the electro-magnet is more convenient and utilizes controlling, it is more extensive to use the magnetic suspension of the electro-magnet. The research in electromagnetic magnetic suspensionof this text is to proceed with a instance , analyse that according to the principle of electro-magnet type magnetic suspension , thus study electromagnetic type magnetic suspension control method , course and principle further.At the end of this text, I utilize knowledge studied in the university, combine the research focal point of this text - -Demonstrate the control question of the experimental provision , has made a simple electric magnetic suspension device in magnetic suspension. The principle of the device is to make use of control on electro-magnet electric current to realize moving repeatedly back and forth in the sky of an iron plate that this suspends, reach the result of suspending on the vision . This is it control square different principle to suspend with real electro-magnet, simple means this can achieve the the same goal too.This instance has given us one to enlighten: The simple demonstration experimental provision can state the operation principle of new and high technology , such as maglev train ,etc. too, magnetic suspension is not out of reach.KEY WORDS：electromagnetic magnetic suspension , superconductive magnetic suspension ,the control of magnetic suspension,demonstrate the experimental provision, the maglev train目录前言......................................................................... 错误！未定义书签。
毕业设计 磁悬浮
编号：审定成绩：xxxx大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于磁悬浮球装置的控制算法研究学院名称：xxx学生姓名：xx专业：xxxxxxxx班级：xxx学号：xxx指导教师：xx答辩组负责人：xx填表时间：2010年6 月xxxx大学教务处制摘要磁悬浮系统是一个复杂的非线性、自然不稳定系统，其控制器性能的好坏直接影响磁悬浮技术的应用，其研究涉及控制理论、电磁场理论、电力电子技术、数字信号处理以及计算机科学等众多领域。
由于磁悬浮系统对实时性的要求很高，在很大程度限制了先进控制算法的开发和应用。
为了满足日益复杂的控制要求和提高控制系统的实时性，本文以单自由度磁悬浮球系统为研究对象，在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，建立了数学模型并对其控制器进行了研究，以期望达到更好的控制效果。
本文首先分析了磁悬浮系统的工作原理，建立了系统的数学模型和线性化模型，并在此基础上利用MATLAB软件以及其中的SIMULINK仿真工具箱对模型开环和闭环系统进行了仿真。
然后,根据得出的系统传递函数，在SIMULINK环境下搭建系统开环传递函数，并据此进行PID控制器的设计和调节，以及用根轨迹法和频率响应法控制系统。
【关键词】磁悬浮球PID控制器根轨迹频率响应ABSTRACTThe magnetic levitation system is a complex, nonlinear, naturally unstable system. And the controller’s performance directly influences the wide applications of the magnetic levitation technology. The research on such a system involves control theory, electromagnetism, electric and electronic technology, digital signal processing, computer science and so on. Because the magnetic levitation system’s real time demand is rigorous, the development and application of advanced controllers is limited. In order to meet the requirement of complex controller and improving the real-time performance, this paper introduces the magnetic levitation control system based on the single-freedom-degree magnetic levitation ball system, then established the mathematic model and its controller is studied, and expected totter control effect.This paper analyses the working principle of maglev system, establishing the mathematic model of the system and the linear model, and on the basis of using the software MATLAB, and SIMULINK tool to model and the closed-loop system is simulated. Then, according to the system transfer function in building system under the environment of SIMULINK open-loop transfer function, the design and adjustment of the PID controller, and with the root locus method and the method of frequency response controlled control system.【key words】Magnetic levitation ball PID controller Root locusFrequency response目录前言 (1)第一章磁悬浮系统的概述 (2)第一节磁悬浮的分类及应用前景 (2)第二节磁悬浮技术的研究现状 (3)第三节磁悬浮的控制方法和发展趋势 (4)第二章磁悬浮系统的分析和建模 (6)第一节磁悬浮系统的分析 (6)第二节磁悬浮系统的工作原理 (6)第三节磁悬浮系统的建模 (7)一、控制对象的运动方程 (7)二、电磁铁中控制电压与电流的模型 (8)三、电流控制模型 (9)四、电压控制模型 (11)第三节磁悬浮球系统的搭建 (14)一、开环系统搭建 (14)二、闭环系统搭建 (15)第四节本章小结 (17)第三章控制器的设计和调试 (18)第一节 PID控制器的设计和调试 (18)一、PID控制基础 (18)二、PID控制参数整定 (19)三、磁悬浮系统中的PID控制 (21)第二节根轨迹控制器的设计和调试 (23)一、根轨迹法的基本概念和原理 (23)二、磁悬浮系统的根轨迹校正 (24)第三节频率响应控制器的设计和调试 (27)一、频率响应法的基本概念和分析 (27)二、磁悬浮系统中的频率响应 (29)第四节本章小结 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (38)一、英文原文 (38)二、英文翻译 (47)三、源程序 (54)前言磁悬浮技术是将电磁学、机械学、动力学、电子技术、自动控制技术、传感技术、检测技术和计算机科学等高新技术有机结合在一起，成为典型的机电一体化技术。
大学磁悬浮导轨课程设计
大学磁悬浮导轨课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解磁悬浮导轨的基本原理，掌握其工作方式和相关物理概念；2. 学习磁悬浮导轨的关键技术，包括磁悬浮系统的设计、悬浮控制及驱动技术；3. 了解磁悬浮导轨在我国及世界范围内的应用现状和发展趋势。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决磁悬浮导轨在实际应用中出现的问题；2. 培养学生运用科学方法进行磁悬浮导轨相关实验操作的能力；3. 提高学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，展示对磁悬浮导轨的研究成果。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对磁悬浮导轨技术及其应用的兴趣，激发学生探索新技术的热情；2. 强化学生的环保意识，认识到磁悬浮导轨在节能减排方面的重要性；3. 培养学生具备创新精神和实践能力，树立投身国家科技创新事业的信念。
课程性质：本课程为大学学科课程，以理论与实践相结合的方式进行教学。
学生特点：学生具备一定的物理基础，对新技术具有好奇心和探索欲望，具备一定的自主学习能力。
教学要求：教师需结合课本内容，注重理论与实践相结合，通过案例分析、实验操作等形式，引导学生掌握磁悬浮导轨的相关知识，培养其创新和实践能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，激发学生的学习兴趣和责任感。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 磁悬浮导轨原理及物理基础- 磁悬浮基本概念- 磁悬浮导轨的工作原理- 相关物理知识（磁学、电磁学）2. 磁悬浮导轨关键技术- 磁悬浮系统设计- 悬浮控制技术- 驱动技术3. 磁悬浮导轨应用与现状- 国内外磁悬浮导轨发展历程- 磁悬浮列车及其优势- 磁悬浮导轨在其他领域的应用4. 磁悬浮导轨实验与操作- 实验室安全与规范操作- 磁悬浮导轨实验原理与步骤- 实验数据分析与处理5. 磁悬浮导轨发展前景与挑战- 技术创新与发展趋势- 环保与能源利用- 面临的挑战与解决方案教学大纲安排：第一周：磁悬浮导轨原理及物理基础第二周：磁悬浮导轨关键技术第三周：磁悬浮导轨应用与现状第四周：磁悬浮导轨实验与操作第五周：磁悬浮导轨发展前景与挑战教学内容与课本关联性：本教学内容紧密围绕教材相关章节，确保学生能系统掌握磁悬浮导轨相关知识。
大学磁悬浮实验报告
1. 了解磁悬浮列车的原理和结构。
2. 通过实验演示磁悬浮现象，验证超导体对永磁体的排斥作用。
3. 掌握磁悬浮列车的运行机制和影响因素。
二、实验原理磁悬浮列车利用超导体在低温下的特性，实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
当超导体冷却至一定温度时，其电阻降为零，形成超导态。
此时，超导体内的电流产生强大的磁场，与轨道上的永磁体相互作用，产生排斥力，使列车悬浮于轨道之上。
三、实验器材1. 超导磁悬浮列车演示仪（含磁导轨支架、磁导轨）2. 高温超导体（含Ag的YBacuo系高温超导体）3. 液氮四、实验步骤1. 将超导磁悬浮列车演示仪放置在平稳的工作台上。
2. 使用液氮将高温超导体冷却至临界温度（约90K）。
3. 将冷却后的高温超导体放置在磁导轨上，确保其与轨道平行。
4. 打开电源，使磁导轨产生磁场。
5. 观察高温超导体在磁场中的悬浮状态。
五、实验结果与分析1. 当高温超导体冷却至临界温度时，其在磁场中悬浮，证实了超导体对永磁体的排斥作用。
2. 通过调整磁导轨的磁场强度，可以观察到悬浮高度的变化。
当磁场强度增大时，悬浮高度也随之增大。
3. 实验过程中，高温超导体在磁场中的悬浮稳定性较好，但受到外界温度、磁场强度等因素的影响。
1. 磁悬浮列车利用超导体在低温下的特性，实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
2. 超导体对永磁体的排斥作用是实现磁悬浮的关键因素。
3. 磁悬浮列车的悬浮高度和稳定性受到外界因素的影响。
七、实验注意事项1. 实验过程中，操作人员需穿戴防护用品，如手套、护目镜等。
2. 使用液氮时，注意防止泄漏和低温冻伤。
3. 调整磁导轨磁场强度时，需缓慢进行，避免对高温超导体造成损伤。
八、思考题1. 磁悬浮列车在实际应用中，如何解决高温超导体冷却问题？2. 磁悬浮列车在高速运行时，如何保证其稳定性和安全性？3. 除了磁悬浮技术，还有哪些新型高速轨道交通技术？九、实验总结本次磁悬浮实验成功演示了超导体对永磁体的排斥作用，验证了磁悬浮列车的原理。
高速列车磁悬浮轨道的设计与测试
高速列车磁悬浮轨道的设计与测试第一章：引言高速列车磁悬浮轨道技术是现代交通工具中的一项高端技术，其高速、稳定、低噪音等优点使其得到广泛应用。
本论文将分析磁悬浮轨道的设计和测试过程，以期为磁悬浮轨道技术的研究和发展提供一定的参考。
第二章：磁悬浮轨道的设计2.1 磁悬浮轨道的基本结构磁悬浮轨道主要由磁力作用和轨道结构两部分组成。
其中，磁力作用主要由各种类型的电磁力和永磁力共同作用形成，轨道结构则分为导轨和导向轮两部分。
具体结构如图1所示。
2.2 轨道高度的设计轨道高度的设计是磁悬浮轨道一个非常重要的参数。
在实际工程应用中，轨道高度需要根据不同的使用场景进行调整。
轨道高度过高会增加能耗和成本，而轨道高度过低会对列车的稳定性产生负面影响。
2.3 磁悬浮轨道的辐射噪声控制磁悬浮轨道在高速运行过程中会产生辐射噪声，这是因为磁场变化所带来的的感应效应，会产生辐射电磁波。
要控制轨道的辐射噪声，需要采用多项技术手段，如设置金属屏蔽、最小化电流漏磁、合理安排线圈等。
第三章：磁悬浮轨道的测试对磁悬浮列车轨道进行测试是磁悬浮轨道技术研究的重要组成部分。
磁悬浮轨道测试的主要内容包括线圈电流测试、永磁材料测试、磁浮系统集成测试等。
3.1 线圈电流测试线圈电流测试是磁悬浮轨道测试中的重要环节。
线圈电流测试主要是通过外界管道或者被测对象本身的线圈将被测数据传输到测试设备上。
线圈电流测试需要采用高精度电流传感器对测试信号进行读取和处理。
3.2 永磁材料测试永磁材料作为磁悬浮轨道的重要部件之一，其材料性能对整个磁悬浮系统的稳定性和效率影响非常大。
永磁材料测试应通过测量永磁材料表面的磁场分布和磁通密度等物理特性来评估永磁材料的性能。
3.3 磁浮系统集成测试磁浮系统集成测试是磁悬浮轨道测试的最终环节。
在磁浮系统集成测试中，需要测试整个磁悬浮轨道系统的性能，包括系统的稳定性、动态响应、速度控制等多个方面。
通过集成测试，可以对整个系统运行效果进行评估，为后续的工程应用提供参考。
磁悬浮球系统的建模与仿真设计毕业设计
声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学生签名：年月日新疆大学毕业论文（设计）任务书班级：自动化081 姓名：论文（设计）题目：磁悬浮球系统的建模与仿真设计专题：要求完成的内容： 1. 学习系统建模方法和熟练MATLAB语言。
2. 熟悉磁悬浮球控制系统的工作原理。
3. 建立磁悬浮球控制系统的数学模型。
4. 分析磁悬浮球控制系统的稳定性。
5. 磁悬浮球控制系统的控制器（PID,模糊）的设计。
6. 用SIMULINK建模进行仿真实验进行分析。
7. 编写毕业设计说明书。
发题日期：年月日完成日期：年月日实习实训单位：地点：论文页数：页；图纸张数：指导教师：教研室主任：院长：摘要磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术。
随着电子技术、控制工程、处理信号元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进展，磁悬浮技术得到了长足的发展。
本实验平台可以使用多种控制器和控制方法，适用于相关人员的研究和实验工作。
研究和设计磁悬浮球控制系统实验平台是本文的主要工作，本文在分析磁悬浮球控制系统工作原理的基础上，设计了一套磁悬浮球控制系统实验平台。
本文着重介绍控制器的设计过程。
在此基础上，本文利用了MATLAB设计了基于计算机的磁悬浮PID传统控制和模糊PID控制器。
所研制的控制器软件设计方法简单、性能稳定、实时调试方便。
关键词：磁悬浮球控制系统；稳定性；传统PID控制器；模糊PID控制器ABSTRACTMagnetic Suspension is one of typical mechanics and electronics technology,which includes the electromagnetics, electron technology, control engineering, signaldisposal, mechanics and dynamics.As the electronic technology, control engineering, processing signal components, electromagnetic theory and the development of new electromagnetic material and the progress of the rotor dynamics, maglev technology got rapid progress. This experiment platform can use a variety of controller and the control method, apply to relevant personnel of research and experimental work.This thesis focuses on the research and design of Magnetic Suspension ball Control System testing platform. Based on analyzing of Magnetic Suspension ball Control system's working principle, the thesis designs a Magnetic Suspension ball Control System testing platform.The paper emphasizes the design process.On this basis, this paper use based on MATLAB design of magnetic levitation PID traditional computer control and fuzzy PID controller. The developed controller software design method is simple, stable performance, real-time debugging is convenient.Keywords: maglev ball control system;stability;the traditional PID controller;the fuzzy PID controller目录1 绪论 (5)1．1 磁悬浮技术综述 (5)1．1．1 前言 (5)1．1．2 磁悬浮方式的分类 (5)1．1．3 磁悬浮控制方法的现状与发展趋势 (5)1．2 课题的提出及意义 (6)1．3 本论文的工作及主要内容 (6)2 磁悬浮球系统组成及系统模型 (8)2.1 磁悬浮球系统组成 (8)2.2 磁悬浮球系统工作原理 (8)2.3 磁悬浮球系统的数学模型 (8)2.4 磁悬浮球系统闭环控制 (12)3 传统控制器的研究与设计 (13)3．1 引言 (13)3．2 控制器设计 (13)3.2.1 PID控制器基本控制规律 (13)3.2.1.1 比例控制器（P调节器） (13)3.2.1.2 积分控制器（I调节器） (14)3.2.1.3 微分控制器（D调节器） (15)3.2.1.4 比例-微分控制器（PD调节器） (15)3.2.1.5 比例-积分控制器（PI调节器） (16)3.2.1.6 比例-积分-微分控制器（PID调节器） (17)3.2.2 PID控制器的参数整定 (19)3.2.3 PID调节器参数的工程整定 (21)3.2.3.1工程实验法整定 (21)3.2.3.2 Ziegler-Nichols参数整定法 (22)3.3 磁悬浮球系统PID参数整定及系统仿真 (24)3.3.1 不加控制器时磁悬浮球系统及其系统仿真 (24)3.3.2 PID参数整定的步骤及系统仿真 (28)4 模糊PID控制器的设计 (32)4．1引言 (32)4．2模糊控制器简介 (32)4．2．1模糊控制的基本原理 (32)4.2.2 模糊控制器的结构 (32)4.3 模糊控制系统的设计 (34)4.3.1 模糊控制器的结构设计 (34)4.3.2 模糊控制器的基本设计 (35)4.3.3 模糊PID控制器结构及参数自整定原则 (36)4.3.4 模糊PID控制器的设计 (37)4.3.5 基于MATLAB的模糊PID控制系统的仿真研究 (39)5 总结与展望 (42)5．1总结 (42)5．2 今后的研究方向 (42)致谢 (43)1 绪论1．1 磁悬浮技术综述1．1．1 前言磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。
基于solidworks的磁悬浮导轨磁悬浮导轨毕业设计
目录引言........................................................ - 1 -第1章绪论..................................................... - 2 -1.1 导轨简介 ................................................. - 2 -1.2精密工作台导轨发展和研究概况.............................. - 2 -1.3本论文研究目的与意义...................................... - 4 -第2章磁悬浮导轨总体结构设计................................... - 5 -2.1 前言 ..................................................... - 5 -2.2 磁悬浮导轨结构设计 ....................................... - 5 -2.2.1前言................................................ - 5 -2.2.2磁悬浮导轨工作原理 ................................. - 5 -2.2.3 导轨材料选择....................................... - 5 -2.3磁悬浮导轨方案选择........................................ - 7 -2.3.1各磁悬浮导轨方案介绍................................ - 7 -2.3.2 磁悬浮导轨方案选择................................. - 8 -第3章磁悬浮导轨各部件详细设计 .................................- 10 -3.1定导轨设计............................................... - 10 -3.1.1定导轨框架设计..................................... - 10 -3.1.2精度设计........................................... - 10 -3.2动导轨设计............................................... - 11 -3.2.1 动导轨结构设计.................................... - 11 -3.2.2 精度设计.......................................... - 11 -3.3 磁铁设计 ................................................ - 12 -3.3.1常用永磁材料....................................... - 12 -3.3.2各永磁材料特点..................................... - 12 -3.3.3永磁材料的选用..................................... - 14 -3.4 磁槽设计 ................................................ - 15 -3.4.1活动磁槽结构设计 .................................. - 15 -3.4.2活动磁槽料选用..................................... - 16 -3.5驱动系统选择与设计....................................... - 17 -3.5.1纳米电机简介与选择 ................................ - 17 -3.5.2柔性铰链结构设计与分析............................. - 19 -3.6载荷计算................................................. - 22 -3.6.1动导轨质量计算..................................... - 22 -3.6.2受力分析........................................... - 23 -3.6.3磁力计算........................................... - 23 -第4章磁悬浮导轨测试实验.......................................- 25 -4.1前言..................................................... - 25 -4.2 对磁悬浮导轨进行标定实验 ................................ - 25 -4.2.1导轨直线度测试..................................... - 25 -4.2.2导轨定位精度....................................... - 25 -4.3数据处理................................................. - 26 -第5章结论与展望...............................................- 27 -5.1 结论 .................................................... - 27 -5.2 展望 .................................................... - 27 -致谢............................................................- 28 -参考文献........................................................- 29 -附录A 附加图.............................................. - 30 -附录B 一篇引用的外文文献及其译文........................... - 32 -附录C主要参考文献摘要...................................... - 46 -摘要随着微机电系统(MEMS)及纳米技术的发展，对精密工作台的位移精度和动态特性等提出越来越高的要求。
大学物理课程论文设计—磁悬浮
标准文案目录《德日高速磁悬浮列车》课题论文 (1)摘要： (1)一、磁悬浮列车的概述 (1)二、日本德国超高速磁浮铁路的比较 (2)1、超导原理比较[1] (2)2、主要技术特点比较 (4)3、悬浮特性比较 (5)4、能耗和造价经济分析 (5)三、小组分工： (6)参考文献： (7)《德日高速磁悬浮列车》课题论文摘要：自德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，磁悬浮技术的研究就在国际围如火如荼的进行着。
磁浮技术在交通方面的应用体现在高速磁悬浮列车的出现。
现阶段超高速磁浮技术主要有以以日本为代表的超导超高速磁浮铁路MLX 技术、德国常导超高速磁浮铁路TR技术。
本文主要介绍这两种技术的技术特点，分析他们的能耗等各方面性质，并提出我国下阶段的磁浮研究方向。
关键词：MLX 技术、TR 技术、电磁吸引式悬浮、侧壁电动式悬浮一、磁悬浮列车的概述很早以前，人们就希望列车能与轨道脱离接触，以解除轮轨车辆的振动与磨损带来的烦恼。
自20 世纪初德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，并于1934 年申请了磁悬浮列车的专利以来，人类一直在探索将这一原理应用到地面轨道交通的途径。
1970 年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始进行磁悬浮运输系统的开发。
由于磁悬浮列车是轨道上行驶，导轨与机车之间不存在任何实际的接触，故其几乎没有轮、轨之间的摩擦。
磁悬浮列车有其不可替代的优势：运行速度快，能超过500 千米/小时，运行平稳、舒适，易于实现自动控制；它以电为动力，不排出有害的废气，有利于环境保护；可靠性大、维修简便、成本低，可节省建设经费，其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一；噪音小，当磁悬浮列车时速达300 公里以上时，噪声只有65 分贝，是一种名副其实的绿色交通工具。
正因为磁浮列车在交通方面有着如此的优势，国际上有关磁悬浮列车的研究正如火如荼地进行着。
毕业论文-磁悬浮主轴设计论文
1前言1.1 高速切削简介高速切削的概念被提出后，经过了长期探索研究与发展后，才在近十几年被广泛应用在机械加工过程中。
高速切削作为一种新兴的先进机械加工技术，与传统的机械加工技术相比，其具有一系列的优点。
它集高效率、高加工精度、低功耗等于一体。
高速切削解决了常规切削加工中一些长期存在而无法解决的问题，例如由于机械加工过程中，刀具的切削量很小，产生的切削热比较少并且绝大部分切削热被切屑及时带走，从而提高了刀具的切削寿命；随着切削速度的提高，在单位时间内被加工材料的去除率有了很大的提高，进而减少了切削时间，提高了工件的加工效率；高速切削的进给量小，因而切削力也就相对要小，而且形成的切屑能够在很短的时间内被排出，切削过程所产生的热量在还没有传导至刀具时，就被切屑带走了，这样就降低了刀具及工件上的切削热；由于高速切削可以达到很高的加工精度，所以在某些场合可以实现以车代铣、以铣代磨等工序。
这些优点极大地缩短了产品的制造周期，这在竞争日益激烈的当代是很有发展前途的。
1.2 磁悬浮轴承简介磁悬浮轴承也被人们称为磁力轴承，它是一种靠磁场力来承受载荷或将转子悬浮起来的一种新型的支承形式，根据不同的工作原理可将磁悬浮轴承系统分为三大类：主动磁悬浮轴承、被动磁悬浮轴承和混合式磁悬浮轴承。
主动磁悬浮轴承是利用可控电磁力来悬浮主轴转子的，它有主动电子控制系统；被动磁悬浮轴承是利用磁场本身的特性使主轴转子悬浮，它没有主动电子控制系统，其应用最多的是永磁轴承；混合式磁悬浮轴承是由主动磁悬浮轴承和被动磁悬浮轴承以及其他一些必要的辅助支撑共同组合而成的，它既有主动磁轴承的优点也有被动磁轴承的优点。
为了便于设计制造，本设计中采用主动磁悬浮轴承磁悬浮轴承具有一系列的优点：定子与转子之间无接触，因而无摩擦，且功耗低，可以使主轴实现高速旋转；无需润滑和密封，因而可以简化系统结构的设计；支撑精度比一般的接触式轴承还高，工作稳定可靠。
但是，其支撑刚度比接触式轴承要低，而且结构复杂，需要专门的控制系统，主轴上还要设计增加位移传感器，成本较高。
3 磁悬浮导轨实验
实验三 磁悬浮导轨实验一、实验目的1． 学习导轨的水平调整，熟悉磁悬导轨和智能速度加速度测试仪的调整和使用； 2． 学习矢量分解；3． 学习作图法处理实验数据，掌握匀变速直线运动规律； 4． 测量重力加速度g ，并学习消减系统误差的方法；5． 探索牛顿第二定律，加深物体运动时所受外力与加速度的关系；二、实验原理1．瞬时速度的测量一个作直线运动的物体，在△t 时间内，物体经过的位移为△s ，则该物体在△t 时间内的平均速度为tsv ∆∆=为了精确地描述物体在某点的实际速度，应该把时间△t 取得越小越好，△t 越小，所求得的平均速度越接近实际速度。
当△t →0时，平均速度趋近于一个极限，即v t sv t t lim lim0→∆→∆=∆∆= (1)这就是物体在该点的瞬时速度。
但在实验时，直接用上式来测量某点的瞬时速度是极其困难的，因此，一般在一定误差范围内，且适当修正时间间隔（见图5、6），可以用历时极短的△t 内的平均速度近似地代替瞬时速度。
2. 匀变速直线运动如图1所示，沿光滑斜面下滑的物体，在忽略空气阻力的情况下，可视作匀变速直线运动。
匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度和位移的关系分别为：at v v t +=0 (2) 2021at t v s += (3) as v v 2202+= (4)如图2所示，在斜面上物体从同一位置P 处(置第一光电门)静止开始下滑，测得在不同位置0P ，1P ，2P ……处(置第二光电门)， 用智能速度加速度测试仪测量0t ，1t ，2t ……和速度为0v ，1v ，2v ……。
以t 为横坐标，v 为纵坐标作t v -图，如果图线是一条直线，则证明该物体所作的是匀变速直线运动，其图线的斜率即为加速度a ，截距为0v 。
同样取1--=i i i P P s ,作t ts -图和s v -2图，若为直线，也证明物体所作的是匀变速直线运动，两图线斜率分别为a 21和a 2，截距分别为0v 和2v 。
磁悬浮演示装置设计毕业设计报告
在多年研究工作下和转子动力学和控制理论的研究和随着电子元件的高度集成化，国内外在此技术上获得了巨大的进展。然而在还是在实现产品化和研究理论的过程中，此磁悬浮技术有还是遗留很多难题，众所周知的磁悬浮列车悬浮与推进的技术难题以及复杂的控制系统实现都不是很成熟，需要完成的研究是实现工程化和组成系统的技术提升，还需要运用电磁技术、电子技术、直线电机、机械技术、计算机技术、新型材料和系统分析等方面的技术研究成果。
Abstract:Magnetic levitation system is a complex nonlinear nature unstable system air control performance directly affects the application of magnetic levitation. The research includes control theory, field theory, electronic related technologies. magnetic levitation system for real-time demanding, to use advanced algorithms control algorithms enable stable levitation.
This paper introduces the principle of magnetic levitation system, built on the basis of a physical model using the Hall sensor magnetic levitation collect data use ARM processor to process data and control the position of the suspension. The system transfer function and the received data, and accordingly design function and regulation PID control, and ultimately suspension stability.
磁浮驱动高随列车环形动模型系统原理性设计
本科毕业设计(论文)磁浮驱动高速列车环形动模型实验原理性设计Principle Design of Ring—Moving model for Magnetically driven High—Speed Train姓名：学号：学院：专业班级：指导教师：完成日期：兰州交通大学Lanzhou Jiaotong University兰州交通大学本科毕业设计（论文）摘要本文简单介绍了高速列车空气动力学目前的研究状况，并对动模型实验原理及磁浮列车原理作了系统性论述。
在此基础上，结合磁浮列车驱动技术，从原理上设计了一种以磁浮驱动方式来推动列车模型在实验轨道上高速运行的动模型实验系统。
为了在有限的空间进行列车隧道交会，明线交会，隧道效应、列车风、横风作用等多种实验，将轨道设计为环形双线双轨，并在直线段部分加设隧道模型。
众所周知，高速时，在环形轨道曲线部分会产生巨大的离心力，这将会限制列车速度。
在以往的设计中大都采用曲线段外轨超高的方式来解决这一问题。
然而，这种办法效果并不显著，列车速度依然不能太高。
本设计利用直线电机的悬浮、驱动及导向原理，在轨道曲线段部分加设一层外墙，墙上铺设永磁轨道（相当于直线电机的定子），并在列车车体外侧壁面上设置高温超导体（相当于直线电机的动子）。
这样，在列车侧壁与永磁双轨墙之间就会产生悬浮力（磁斥力）和驱动力。
悬浮力来提供向心力，通过控制系统来控制磁浮力的大小，使其恰好能平衡离心力；驱动力使列车模型进一步加速，使得该实验系统的最高实验速度可以达到600km/h，这也就是所谓的环形加速器原理。
简单的说，该实验系统设置了两个磁浮驱动系统。
考虑到实验速度较高、稳定性和安全性等问题，最终采用超导磁浮技术来为模型列车提供悬浮、导向和驱动。
最后，对该实验系统的实验方法作了简要介绍。
关键词：空气动力学；高速列车；磁浮列车技术；环形动模型磁浮驱动高速列车环形动模型实验原理性设计AbstractThis paper introduces the current research status of Aerodynamics of high-speed trains simply, and to the principle of dynamic model test and the principle of maglev train, describes carrying on systematicness. Based on this, we designed a moving model test system in the principle, which can drive model train moving at a high speed on the test track by the drive model of Maglev. In order to carry on the experiment of trains passing each other in tunnel or open air, the tunneling effect, slipstream, cross-wind effect and ect within limited space, we designed the track as a ring double-track rail and settled a tunnel model on the tangential path. As we all know, it could occur a huge centrifugal force on the curve section of circumferential track at high speed, and this will limit the speed of the train. In the past, the design of superelevation of outer rail on curve was mostly used to solve this problem. However, the role of this approach is not obvious, the train speed is still not too high. This design uses the driving and guiding principles of permanent magnetic linear motor (PMLM) ,settles a layer of external walls on the curve section of circumferential track, that laying the permanent magnetic track (amount to the stator of PMLM), and set the high-temperature superconductors in the lateral wall surface of train body (amount to the rotor of PMLM). Thus, it will produce levitation force (magnetic repulsion) and the thrust force between the side walls of the train and the permanent magnetic track wall. And the levitation force provided centripetal force and control the size of the force through control system to make the centrifugal force balanced. The driving force accelerates the train model further and make the maximum speed of experiments reach 600km/h,which is called an annular accelerator principle, To put it simply, the system set up two Maglev driving system. Taking into the comparative high test speed, stability and security issues, and ultimately adopt superconducting and normal conducting technology methods to provide suspension, guidance and driving for model trains. Finally, the testing methods of the experimental system are also briefly introduced.Key Words: Aerodynamics, High-Speed Trains, Maglev train technology, Ring Moving Model兰州交通大学本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract .............................................................................................................................. I I 目录 (III)1. 绪论 (1)1.1 本课题的研究背景 (1)1.2 高速列车动模型实验方法概述 (2)1.3 本设计的主要任务和预期目标 (3)1.3.1 本设计的主要任务 (3)1.3.2 本设计的预期目标 (4)2. 高速列车空气动力学研究进展 (5)2.1 研究的内容及意义 (5)2.2 国内外的研究方法 (5)2.2.1 实车测量 (5)2.2.2 数值计算 (5)2.2.3 模型实验 (6)2.3 研究方法比较 (6)2.4 磁浮列车空气动力性能研究进展 (7)2.5 隧道空气动力学问题研究方法概述 (7)3. 高速列车动模型实验 (9)3.1 实验原理 (9)3.2 国内外高速列车动模型实验的研究情况 (10)3.3 典型高速列车动模型实验装置简介 (11)3.4 高速列车环形动模型简介 (12)4. 磁浮原理及磁浮列车原理 (13)4.1 磁浮技术原理 (13)4.2 磁浮列车及其原理简介 (14)5. 环形动模型实验系统设计 (17)5.1 磁浮驱动技术的选择 (17)5.2 环形线方案 (20)5.3 列车模型 (24)5.4 环形动模型实验系统总体布置 (25)6. 动模型实验 (27)6.1 实验控制 (27)磁浮驱动高速列车环形动模型实验原理性设计6.2 测试工况 (27)6.3 测试装置 (27)6.4 测试点的布置 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)兰州交通大学本科毕业设计（论文）1. 绪论1.1 本课题的研究背景高速列车是指最高运营速度达到或超过200km/h的铁路列车，也就是现在人们通常所说的“高铁”。
磁悬浮系统稳定性研究设计
四川理工学院毕业设计（论文）磁悬浮系统的稳定性研究方案设计学生：赵波学号：07021040131专业：电气工程及其自动化班级：2007.1指导教师：田安华四川理工学院自动化与电子信息学院二O一一年六月摘要本文通过对磁悬浮系统稳定性方案的讨论，从多种方法中选取状态控制法来实现对系统的稳定性控制。
文中首先采用单电磁铁模型，由于该模型是非线性的开环控制系统，不能满足稳定性的要求，故经讨论采取在开环控制系统的基础上添加反馈方案，来实现对系统的稳定性控制。
再用MATLAB软件中的Simulink 模块进行系统仿真来验证该方案是否能实现系统的稳定性控制。
本文对系统模型工作原理以及该系统中所用到的元件如传感器，电磁铁，功率放大器等进行了选材原理分析。
同时文中也对磁悬浮系统的发展历史、现状及趋势做了简单介绍。
关键词：磁悬浮系统；单电磁铁模型；稳定性；状态控制ABSTRACTBased on the discussion of magnetic levitation system stability programs, we select state control law from a variety of ways to achieve stability of the system. Firstly, a single solenoid model was adopted to illustrate the stability of the system, since the model is non-linear open-loop control system, which can not meet the stability requirements, a feedback scheme was added to the system to achieve the stability based on the discussion. Then MATLAB Simulink software module in the system simulation was used to verify whether the program is to achieve system stability control. Meanwhile, the principle of the system simulation and the methods for the selection of components, such as sensors, solenoids and power amplifier, were provided in the text. Moreover, we gave a brief introduction of the magnetic levitation system history, current situation and trends.Key words: Magnetic levitation system; Single solenoid model；Stability；State control目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1磁悬浮技术应用背景 (1)1.2磁悬浮技术发展简史 (1)1.3磁悬浮技术的应用 (3)1.4磁悬浮控制方法及发展趋势 (5)1.5磁悬浮稳定性方案讨论 (7)1.6论文的总体结构 (7)第二章磁悬浮系统的组成和工作原理 (8)2.1系统组成 (8)2.2系统工作原理 (9)2.3传感器的选择与测试 (10)2.3.1 S2900型一体化电涡流位移传感器介绍 (11)2.3.2 S2900型一体化电涡流位移传感器性能及参数 (11)2.3.3 S2900型一体化电涡流位移传感器特性曲线 (12)2.4电磁铁的选择 (13)2.5功率放大器的设计 (14)2.5.1斩波器的选择 (14)2.5.2驱动电路 (16)第三章单电磁铁悬浮系统数学模型的建立 (17)3.1磁悬浮系统动态模型的建立 (17)3.2系统的线性化与状态方程的建立 (19)第四章非线性化反馈线性化控制器设计与仿真 (22)4.1非线性化反馈线性化处理 (22)4.2系统仿真 (23)第五章总结 (29)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。
导轨毕业设计
导轨毕业设计导轨毕业设计在工程设计领域中，导轨是一种用于支撑和引导运动部件的重要构件。
它们广泛应用于机械设备、交通工具、电子设备等领域。
导轨的设计与制造对于设备的性能和可靠性有着重要的影响。
因此，导轨毕业设计是机械工程专业学生的重要课题之一。
导轨毕业设计的目标是设计一个满足特定要求的导轨系统。
首先，设计师需要了解运动部件的质量、速度、加速度等参数，以确定导轨系统所需的支撑能力和导向精度。
其次，设计师需要考虑导轨系统的材料选择和制造工艺，以确保导轨的强度和耐磨性。
最后，设计师需要进行导轨系统的结构设计和优化，以提高系统的稳定性和运动平滑性。
在导轨毕业设计中，设计师可以选择不同类型的导轨，如滚动导轨、滑动导轨、气体动力导轨等。
每种导轨都有其独特的优势和适用范围。
例如，滚动导轨适用于高速运动和重载条件下，具有较高的刚性和精度；滑动导轨适用于低速和中小负载条件下，具有较低的摩擦和噪音。
设计师需要根据实际需求选择最适合的导轨类型。
在导轨毕业设计中，设计师还需要考虑导轨系统的润滑和维护。
导轨的摩擦和磨损是导致系统性能下降和寿命减少的主要原因之一。
因此，设计师需要选择适当的润滑材料和方法，以减少摩擦和磨损。
同时，设计师还需要考虑导轨系统的维护周期和方法，以确保系统的长期稳定性和可靠性。
除了理论和实践的研究，导轨毕业设计还可以涉及创新和改进。
例如，设计师可以尝试使用新材料和制造工艺，以提高导轨的性能和寿命。
设计师还可以尝试设计新型的导轨结构，以满足特殊应用需求。
通过创新和改进，导轨毕业设计可以为机械工程领域的发展做出贡献。
导轨毕业设计的实施需要设计师具备一定的知识和技能。
首先，设计师需要具备机械工程和材料科学的基础知识，以理解导轨的原理和性能。
其次，设计师需要具备CAD和仿真软件的使用技巧，以进行导轨系统的设计和分析。
最后，设计师还需要具备实验和测试的能力，以验证设计的正确性和可行性。
总之，导轨毕业设计是机械工程专业学生的重要课题之一。
磁悬浮演示装置设计设计报告
磁悬浮演示装置设计设计报告毕业设计题目：磁悬浮演示装置设计院：电气信息学院专业：电子信息工程班级： 1101 学号： 25 学生姓名：余东升导师姓名：李延平完成日期： 2015年 6月 10日诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书题目：磁悬浮演示装置设计姓名余东升学院电气信息学院专业电子信息工程班级1101 学号201101030125指导老师李延平职称讲师教研室主任刘望军一、基本任务及要求：课题内容是以TI公司的Tiva C平台为基础实现一个磁悬浮实验演示装置，具体要求如下：1、搭建实验装置的实物平台；2、实现对磁铁的悬浮控制；3、磁平衡的控制参数可调；4、完成实物制作二、进度安排及完成时间：1、第一周至第二周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告；2、第三周至第四周：毕业实习；3、第五周至第六周：各参数测试算法研究；4、第七周至第八周：完成硬件的设计及模型组装；5、第九周至第十一周：完成系统硬件电路的设计及调试；6、第十二周至第十三周：完成单片机程序的编写及调试；7、第十四周至第十五周：撰写设计说明书；8、第十六周：毕业设计答辩目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1磁悬浮的研究背景 (1)1.2磁悬浮研究的现状 (1)第2章系统方案 (3)2.1 系统总体方案设计 (3)2.2 霍尔传感器 (3)2.3 信号处理方案 (4)2.4 线圈驱动器选型 (5)2.5 主控芯片选择 (5)第3章系统硬件设计 (7)3.1 主控模块设计 (7)3.2电源设计 (8)3.3 传感器电路设计 (8)3.4 控制线圈驱动模块设计 (8)3.5霍尔元件与控制线圈的安装 (9)第4章软件设计 (10)4.1 编程语言的选择 (10)4.2 主程序设计 (10)4.3 模块程序设计 (11)第5章调试与运行 (15)5.1 编程工具CCS的介绍 (15)5.2程序调试与下载 (16)5.3 PID调试与结果 (17)第6章结论与展望 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录程序 (22)磁悬浮演示装置设计摘要:磁悬浮系统是一种非线性，复杂、自然不稳定系统，其空控制性能的好坏直接影响磁悬浮的应用。
磁悬浮系统的PID控制本科毕业设计
题目: 磁悬浮系统的PID控制白皓：磁悬浮系统的PID控制摘要磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点，在能源、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。
本设计毕业设计在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，建立其数学模型，并以此为研究对象，设计了PID控制器，确定控制方案，运用MATLAB软件进行仿真研究，得出较好的控制参数。
最后，本文对以后研究工作的重点进行了思考，提出了自己的见解。
关键词：磁悬浮系统控制器MATLAB软件PID控制I太原科技大学本科生毕业设计（论文）II白皓：磁悬浮系统的PID控制AbstractMagnetic suspension technology, which has a series of advantages such as contact-free, no friction, no wear, no need of lubrication and long life expectancy, is widely concerned and adopted in high-tech areas such as energy, transportation, aerospace, industrial machinery and life science．On the basis of analyzing of magnetic suspension system’s structure and working principle, its system mathematical model was established, this thesis describe PID controller designed and get control scheme. It get the better control parmeters by MATLAB software simulation studies.The key research works for further study are proposed at last．Key Word：Magnetic Levitation Ball System Digital Controller MATLAB PID ControlIII太原科技大学本科生毕业设计（论文）IV白皓：磁悬浮系统的PID控制目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第1章绪论 (2)1.1磁悬浮技术综述 (2)1.1.1 前言 (2)1.1.2 磁悬浮方式的分类 (2)1.1.3 控制方式的分类 (3)1.1.4 磁悬浮技术的应用及展望 (3)1.2课题的提出及意义 (7)1.3本论文的工作及主要内容 (8)第2章磁悬浮系统的结构与建模 (10)2.1简介 (10)2.1.1 磁悬浮实验本体 (10)2.1.2 磁悬浮实验电控箱 (11)2.1.3 磁悬浮实验平台 (11)2.2磁悬浮系统的基本结构 (12)2.3磁悬浮系统工作原理 (13)2.4磁悬浮系统的数学模型 (14)2.4.1 控制对象的运动方程 (14)2.4.2 系统的电磁力模型 (14)2.4.3 电磁铁中控制电压与电流的模型 (14)2.4.4 电磁铁平衡时的边界条件 (16)2.4.5 电磁铁系统数学模型 (16)2.4.6 电磁铁系统物理参数 (17)2.5本章小结 (17)第3章控制器设计 (19)V太原科技大学本科生毕业设计（论文）VI白皓：磁悬浮系统的PID控制3.1控制器方案选择 (19)3.1.1 电流控制器 (19)3.1.2 电压控制器 (19)3.1.3 方案的确定 (20)3.2PID控制器设计 (20)3.2.1 PID控制器 (21)3.2.2 改进型PID算法的应用 (22)3.2.3 PID控制器参数整定 (24)3.3本章小结 (26)第4章基于MATLAB的控制系统仿真 (27)4.1引言 (27)4.2MATLAB软件简介 (27)4.3选用此软件的缘由 (28)4.4S IMULINK仿真系统 (28)4.5MATLAB下数学模型的建立 (29)4.6开环系统仿真 (29)4.7闭环系统仿真 (30)4.8PID参数现场实验法整定 (35)4.9本章小结 (39)第5章总结与展望 (40)参考文献 (42)致谢 (44)VII第1章绪论1.1 磁悬浮技术综述[1]1.1.1 前言磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。
磁悬浮控制系统建模与仿真毕业设计论文
2010届毕业设计说明书磁悬浮控制系统建模及仿真系部：电气与信息工程系专业：电气自动化技术完成时间： 2010年5月目录1 绪论 (2)1.1 磁悬浮技术的发展与现状 (3)1.2 磁悬浮技术研究的意义 (3)1.3 磁悬浮的主要应用 (3)1.3.1 磁悬浮列车 (3)1.3.2 高速磁悬浮电机 (4)2 磁悬浮系统概述 (4)2.1 磁悬浮实验本体 (5)2.2 磁悬浮电控箱 (6)2.3 控制平台 (6)3 控制系统的数学描述 (7)3.1 控制系统数学模型的表示形式 (7)3.1.1 微分方程形式 (7)3.1.2 状态方程形式 (8)3.1.3 传递函数形式 (8)3.1.4 零极点增益形式 (9)3.1.5 部分分式形式 (9)3.2 控制系统建模的基本方法 (10)3.2.1 机理模型法 (10)3.2.2 统计模型法 (11)3.2.3 混合模型法 (11)3.2.4 控制系统模型选择 (12)3.3 控制系统的数学仿真实现 (12)4 MATLAB软件的介绍 (13)4.1 MATLAB简介 (13)4.2 Simulink概述 (13)4.3 Simulink用法 (14)5 磁悬浮系统基于MATLAB建模及仿真 (20)5.1 磁悬浮系统工作原理 (20)5.2 控制对象的运动方程 (21)5.3 系统的电磁力模型 (21)5.4 电磁铁中控制电压与电流的模型 (21)5.5 平衡时的边界条件 (23)5.6 系统数学模型 (23)5.7 系统物理参数 (23)5.8 Matlab下数学模型的建立 (24)5.9 开环系统仿真 (25)5.10 闭环系统仿真 (28)6 结束语 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)附A传感器实测参数 (35)1 绪论1.1 磁悬浮技术的发展与现状磁悬浮技术的发展始于上世纪，恩思霍斯发现了抗磁物体可以在磁场中自由悬浮，此现象于1939年由布鲁贝克进行了严格的理论证明。
磁悬浮数控机床导轨的设计
磁悬浮数控机床导轨的设计
黄德中
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】文章提出了磁悬浮导轨概念,介绍了磁悬浮导轨的工作原理,并且讨论了磁悬浮导轨的设计计算的方法.
【总页数】3页(P77-78,80)
【作者】黄德中
【作者单位】绍兴文理学院,浙江,绍兴,312000
【正文语种】中文
【中图分类】TG502.31:TM154.3
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1.数控机床导轨的设计 [J], 王佳蕊;张琳琳
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3.磁悬浮机床导轨电磁场分析 [J], 廖萍;马苏扬;吴国庆;茅靖峰
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5.工业应用型主动磁悬浮机床导轨直线电机进给平台 [J],
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安徽工程大学毕业论文基于Solidworks的磁悬浮导轨摘要随着微机电系统(MEMS)及纳米技术的发展，对精密工作台的位移精度和动态特性等提出越来越高的要求。
这就要求作为精密工作台的重要组成部分的导轨具有较高的位移分辨率、定位精度以及动态特性。
本论文针对传统导轨直接接触的固态导轨面之间存在着不可避免的摩擦力导致忽跳忽停的爬行现象，研究一种导向性能优异的磁悬浮导轨。
考虑到传统磁悬浮导轨采用的电磁和超导磁悬浮技术不适合用于微定位系统环境，设计采用永磁悬浮导轨。
同时，为悬浮的动导轨施加各个方向可调约束力，保证动导轨稳定运行。
对磁材料进行深入对比，选择合适的材料。
在结构设计时进行了力学平衡优化设计。
最后利用solidworks软件，将所设计的磁悬浮导轨做成三维模型。
关键词：磁悬浮导轨；永磁铁；力学平衡Research on the Structure of Maglev GuidewayBased on SolidworksAbstractWith the development of MEMS and nana technology, the demands of precision worktable on positioning precision and dynamic characteristic are even higher. This requires as an important part of precision worktable of guide rail has high displacement resolution, positioning accuracy and dynamic characteristics。
Since the inevitable friction force of solid state guide rail surface, traditional guide rail has the crawling phenomenon , that is,to jump or to stop. Thus a new magnetic suspension guide rail is studied with fine guidance acharacter. Since the technologies of traditional magnetic suspension guide rail and superconductivity magnetic suspension doesn’t fit the micro positioning system environment, the permanent maglev guide rail is designed. At the same time, each direction adjustable binding force is designed to achieve steady kinestate of the guide rail. A kind of appropriate material is chose through contrast of several magnetism materials. The optimization design is carried on mechanical balance. Three-dimensional model of maglev guideway is made by Solidworks software finally.Keywords: maglev guideway ,everlasting magnet, mechanics balance目录引言........................................................ - 1 -第1章绪论..................................................... - 2 -1.1 导轨简介 ................................................. - 2 -1.2精密工作台导轨发展和研究概况.............................. - 2 -1.3本论文研究目的与意义...................................... - 4 -第2章磁悬浮导轨总体结构设计................................... - 5 -2.1 前言 ..................................................... - 5 -2.2 磁悬浮导轨结构设计 ....................................... - 5 -2.2.1前言................................................ - 5 -2.2.2磁悬浮导轨工作原理 ................................. - 5 -2.2.3 导轨材料选择....................................... - 5 -2.3磁悬浮导轨方案选择........................................ - 7 -2.3.1各磁悬浮导轨方案介绍................................ - 7 -2.3.2 磁悬浮导轨方案选择................................. - 8 -第3章磁悬浮导轨各部件详细设计 .................................- 10 -3.1定导轨设计............................................... - 10 -3.1.1定导轨框架设计..................................... - 10 -3.1.2精度设计........................................... - 10 -3.2动导轨设计............................................... - 11 -3.2.1 动导轨结构设计.................................... - 11 -3.2.2 精度设计.......................................... - 11 -3.3 磁铁设计 ................................................ - 12 -3.3.1常用永磁材料....................................... - 12 -3.3.2各永磁材料特点..................................... - 12 -3.3.3永磁材料的选用..................................... - 14 -3.4 磁槽设计 ................................................ - 15 -3.4.1活动磁槽结构设计 .................................. - 15 -3.4.2活动磁槽料选用..................................... - 16 -3.5驱动系统选择与设计....................................... - 17 -3.5.1纳米电机简介与选择 ................................ - 17 -3.5.2柔性铰链结构设计与分析............................. - 19 -3.6载荷计算................................................. - 22 -3.6.1动导轨质量计算..................................... - 22 -3.6.2受力分析........................................... - 23 -3.6.3磁力计算........................................... - 23 -第4章磁悬浮导轨测试实验.......................................- 25 -4.1前言..................................................... - 25 -4.2 对磁悬浮导轨进行标定实验 ................................ - 25 -4.2.1导轨直线度测试..................................... - 25 -马军雷：基于Solidworks的磁浮导轨4.2.2导轨定位精度....................................... - 25 -4.3数据处理................................................. - 26 -第5章结论与展望...............................................- 27 -5.1 结论 .................................................... - 27 -5.2 展望 .................................................... - 27 -致谢............................................................- 28 -参考文献........................................................- 29 -附录A 附加图.............................................. - 30 -附录B 一篇引用的外文文献及其译文........................... - 32 -附录C主要参考文献摘要...................................... - 46 -插图清单图1-2 气浮滑块运动跟踪误差曲线 ............................................................................................... - 4 - 图2-1 动导轨受力分析 ................................................................................................................... - 5 - 图2-2 方案一................................................................................................................................... - 7 - 图2-3 方案二................................................................................................................................... - 7 - 图2-4 方案三................................................................................................................................... - 8 - 图2-5 方案四................................................................................................................................... - 8 - 图3-1 定导轨................................................................................................................................. - 10 - 图3-2 底座..................................................................................................................................... - 10 - 图3-3 动导轨................................................................................................................................. - 11 - 图3-4悬浮模块.............................................................................................................................. - 11 - 图3-5导向模块.............................................................................................................................. - 11 - 图3-6 保护模块............................................................................................................................. - 12 - 图3-7四种永磁材料的退磁曲线 .................................................................................................. - 14 - 图3-8 调节腔示意图 ..................................................................................................................... - 16 - 图3-9 磁场强度轴向分量分布 ..................................................................................................... - 16 - 图3-10 磁铁边缘效应 ................................................................................................................... - 17 - 图3-11 磁体副进给过程应满足的条件 ....................................................................................... - 17 - 图3-12 纳米电机工作原理图 ....................................................................................................... - 18 - 图3-13 HR2拨爪电机.................................................................................................................... - 18 - 图3-14 A B2放大器前面板........................................................................................................ - 19 - 图3-15 A B2盒工作原理图........................................................................................................ - 19 - 图3-16 柔性铰链结构图 ............................................................................................................... - 20 - 图3-17 单轴柔性铰链示意图 ....................................................................................................... - 21 - 图3-18 柔性铰链1 ........................................................................................................................ - 22 - 图3-19 柔性铰链2 ........................................................................................................................ - 22 - 图3-20 动导轨受力分析 ............................................................................................................... - 23 - 图3-21 两长直细条形永磁体间的参数 ....................................................................................... - 23 - 图3-22 2块平行矩形界面永磁体的横截面的参数 ..................................................................... - 24 - 图4-1 99型数显自准直仪 .......................................................................................................... - 25 - 图4-2自准直仪数值显示仪 .......................................................................................................... - 25 - 图4-3 GX-9 光栅尺.................................................................................................................... - 25 -表格清单表2-1 L Y16的化学成分 .................................................................................................................. - 6 - 表2-2 L Y16室温下的力学性能 ...................................................................................................... - 6 - 表3-1常用永磁材料参数对比 ...................................................................................................... - 13 - 表3-2 常用永磁材料性能对比 ..................................................................................................... - 14 - 表3-3 烧结NdFeB和SmCo永磁的力学性能指标.................................................................... - 15 - 表3-4间隙8mm时磁场强度分布................................................................................................ - 16 - 表3-5 316L机械性能 ................................................................................................................... - 17 -引言导轨是用来保证各运动部件的相对位置和相对运动精度以及承受载荷的部件。