西南科技大学
现代控制技术原理课程设计
设 计 题 目: 学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 磁浮球实验装置
李芳
机械制造及自动化 机械14.2班
070115418108
马德懿
2016年9月15日
目录
一、设计题目：磁浮球实验装置...................................1
二、设计报告正文...........................................................3
1、建立模型....................................4 2、磁浮球系统的PID控制器的仿真.................6
三、设计总结.................................12 四、参考文献.................................13
一、设计题目：磁浮球实验装置
磁悬浮实验系统是研究磁悬浮技术的平台，它主要由铁芯、线圈、红外光发生器、位置传感器、控制对象小球和控制器等元件组成。它是一个典型的吸浮式悬浮系统。系统开环结构如图1所示。
图 系统开环结构图
其中已知， ①电磁吸力：
??AN2i2???02x??W?i,x??F?i,x?＝m??x?x????????AN2?i?202???x?
式中：0——空气磁导率，0 A——铁芯的极面积，单位：m2 N——电磁铁线圈匝数
x ——小球质心到电磁铁磁极表面的瞬时气隙，单位：m i ——电磁铁绕组中的瞬时电流，单位：A
由于上式中A、N、0均为常数，故可定义一常系数K
K??0??＝4??10-7H/m??AN22
则电磁力可改写为：
2?i?F?i,x?＝K???x?
②电磁铁中控制电压与电流的模型
电磁铁绕组上的瞬时电感与气隙间的关系如图1-2所示。
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