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《磁懸浮地球儀控制裝置研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、華中科技大學碩士學位論文摘要磁懸浮地球儀是一種典型的機電一體化系統(tǒng)，其中的控制器和執(zhí)行器是磁懸浮控制系統(tǒng)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。因此，本論文以磁懸浮球系統(tǒng)的控制器和執(zhí)行器為主，對磁懸浮球控制與執(zhí)行器進行了研究。介紹磁懸浮球系統(tǒng)工作原理、磁路定律和磁場區(qū)域產(chǎn)生磁力的動力學模型，然后在與傳統(tǒng)的永磁電磁混合懸浮控制方式比較基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的控制原理進行了數(shù)學描述，據(jù)此開發(fā)了一套磁懸浮球?qū)嶒炑b置。在系統(tǒng)電路設(shè)計中，主要介紹了功率放大電路以及磁力控制電路兩部分。功率放大電路中，通過對比選取了以IGBT為高頻開關(guān)元件的方案，由專用的驅(qū)動器EXB840來驅(qū)動，外加過流檢測，過壓和過流保
2、護電路構(gòu)成了系統(tǒng)的功率放大電路。對驅(qū)動電路和過壓、過流保護電路的要求進行了分析。磁力控制電路中，設(shè)計了系統(tǒng)的閉環(huán)控制方案。以霍爾傳感器作為磁力采集器，LM324運算放大器構(gòu)成比較放大器，將取樣信號與采集信號進行差動放大的結(jié)果作為調(diào)整電路的輸入。調(diào)整電路與比較放大電路構(gòu)成負反饋控制系統(tǒng)，通過負反饋來實現(xiàn)將輸出限定于設(shè)定的系統(tǒng)穩(wěn)定工作域內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的控制和功率放大部分進行了調(diào)試，分析了實驗調(diào)試過程，選取了兩個不同質(zhì)量的球體進行實驗，將實驗與預(yù)期結(jié)果進行比較，分析了實驗與預(yù)期結(jié)果的差異成因，并針對原設(shè)計存在的不足提出了優(yōu)化方案，最后進行了實驗驗證。關(guān)鍵詞：磁
3、懸浮球IGBTEXB840TL494負反饋控制I華中科技大學碩士學位論文AbstractThemagneticlevitationglobeisoneoftypicalmechatronicssystems,amongwhichtheperformanceofthecontrollerandexecutingpartareveryimportant.Sothisthesisfocusesonthecontrollerandexecutingpartofthemagneticlevitationballsystemandresearchforitscontrola
4、ndexecutingsystem.Initially,introducethemagneticlevitationballsystem’sworkingprinciple,magneticfieldlawanddynamicsmodelofmagneticforce.Onthebasisofcomparingwiththetraditionalpermanentmagneticandelectromagneticmix-suspendcontrolmode,describethesystemcontrolprinciplewithmathematicmodel
5、,thenasetofmagneticlevitationballexperimentaldeviceisdeveloped.Inthesystemdesign,wemostlyrecommendthepoweramplifiercircuitandthemagneticforcecontrollingcircuit.Inthethepoweramplifiercircuit,aftercomparingwiththeotherscheme,wechoosethehighfrequencyswitchcircuittakingIGBTasmainswitchco
6、mponent.It’sdrivenbythespecialdriverEXB840circuit,whichcancontainfunctionsdetectingovercurrent,protectingovercurrentandovervoltage,composethepoweramplifier.therequirestodrive,overcurrentandovervoltageprotectingcircuitofpoweramplifierisanalyzed.Inthethemagneticforcecontrollingcircuit,
7、Designedaclosedloopcontrolschemeofthesystem.Usethehallsensor,whichisacollectionpartofthemagneticforce,composetheoperatingamplifierLM324ascomparativeamplifier.sendtheresult,whichisdifferentlymagnifiedbetweenthesamplingsignalandcollectingsignal,totheadjustingcircuitasitsinput.Theadjust
8、ingcircuitan
