采用MATLAB快速控制原型和线性霍尔传感器的磁悬浮实验_图文_第1页
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文档简介

1、采用MATLAB快速控制原型和线性霍尔传感器的磁悬浮实验磁悬浮实验装置由磁铁（被控对象）、电磁铁、线性霍尔传感器、eRCP快速控制原型开发系统以及放大器组成，它的原理是采用线性霍尔传感器测量被控对象磁铁与电磁铁之间的距离变化，控制系统采集变化的信号并进行PID、超前校正等控制器的运算，得到控制信号，通过放大器控制电磁铁绕组中的电流，使之产生与磁铁的重力相平衡的电磁力，这样磁铁就可以悬浮在空中而处于平衡状态。eRCP控制卡悬浮的磁铁霍尔传感器电源电流源电磁铁eRCP控制界面 图1 磁悬浮球实验系统照片该磁悬浮球实验系统采用郑州微纳科技有限公司开发的cSPACE快速控制原型开发系统进行控制，具有M

2、ATLAB/Simulink图形化开发、自动生成可行性代码、参数在线调节、变量在线观测和自动存储的功能，使磁悬浮电控单元的开发和控制算法的实现变得更加简捷和高效。系统控制效果直观，富有趣味性，能够很好地培养学生的学习兴趣，是自动控制、计算机控制技术、机电一体化等课程很好的实验装置，也是控制理论研究的很好的实验平台。以下为磁悬浮球系统的开发流程图。图2 磁悬浮系统的开发流程图首先建立磁悬浮的数学模型，确定磁悬浮球的控制算法，并进行仿真，然后用cSPACE的输入输出模块替换仿真框图中的输入输出接口，自动生成可行性代码，下载并运行程序，在线调节控制参数，使磁悬浮球系统能稳定运行，可以在线观测和自动存储观测的球的位置信号和电流控制信号。磁悬浮实验系统采用PID控制算法进行控制，控制算法框图如下所示：图3磁悬浮控制算法框图图中“ADC_Filter”是AD采样模块，“Lowpass Filter”是低通滤波器模块，霍尔传感器的位置信号与参考信号求取偏差后经过PD运算，得到控制信号，经过DA输出控制Copley电流源，进而使磁铁保持平衡。下图为eRCP的控制界面

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