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。其研究包括控制原理，磁场理论、电子相关技术。磁悬浮系统对实时性的要求很高，要使用先进算法控制算法使磁悬浮稳定。

本文首先介绍了磁悬浮系统的工作原理，在此基础上搭建物理模型，利用霍尔元件搜集磁悬浮的数据利用ARM处理器处理数据和控制悬浮体的位置。根据系统传递函数和接受到的数据，并据此函数进行PID控制的设计和调节，最终是悬浮体稳定。

关键词：悬浮体，PID算法，霍尔效应，ARM处理器

Maglev demonstration device design

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.

Key words：suspension；PID control；Hall sensor；ARM processor