【正文】 這些使我的學(xué)業(yè)得以順利完成，并激勵著我在今后的人生道路上不斷開拓進取，勇往直前。充分顯示了磁懸浮技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高方面具有廣闊的發(fā)展前景。利用上面的方法建立功放部分的函數(shù)，其關(guān)系為。 系統(tǒng)開環(huán)階躍響應(yīng)仿真圖雙擊示波器模塊。D=0。K=(m*g*x0^2)/i0^2。其用法為:[num den]=ss2tf(A,B,C,D,iu)其中A，B，C，D為系統(tǒng)矩陣，iu指定第幾個輸入，返回結(jié)果den為傳遞函數(shù)的分母多項式，按s的降冪排列，傳遞函數(shù)分子系數(shù)則包含在矩陣num中，num的行數(shù)輸出y的維數(shù)已知，每列對應(yīng)一個輸出。由光電源和傳感器組成的測量裝置檢測鋼球與電磁鐵之間的距離變化，當(dāng)鋼球受到擾動下降，鋼球與電磁鐵之間的距離（Δy）增大，傳感器所敏感的光強增強，其輸出電壓增大，經(jīng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)、功率放大器放大處理后，使電磁鐵控制繞組中的控制電流相應(yīng)增大，電磁力增大，鋼球被吸回平衡位置。 連接模塊操作A 連接模塊操作B當(dāng)放開鼠標(biāo)按鍵后。 Simulink的主界面——庫模塊瀏覽器單擊窗口左上方的按鈕，Simulink會打開一個名為untitled的模型窗口。同MATLAB一樣，Simulink也不是封閉的，它允許用戶可以很方便地定制自己的模塊和模塊庫。它是MATLAB的一個附加組件，用來提供一個系統(tǒng)級的建模與動態(tài)仿真式作平臺。 MATLAB 提供了基本的數(shù)學(xué)算法，例如矩陣運算、數(shù)值分析算法， MATLAB 集成了 2D 和 3D 圖形功能，以完成相應(yīng)數(shù)值可視化的工作，并且提供了一種交互式的高級編程語言—— M 語言，利用 M 語言可以通過編寫腳本或者函數(shù)文件實現(xiàn)用戶自己的算法。一個良好的算法軟件，如MATLAB語言，可以使系統(tǒng)仿真研究人員把精力集中于仿真模型的建立和求解方法的確定、仿真結(jié)果的分析和控制系統(tǒng)的設(shè)計這類重要和關(guān)鍵問題上來。這也是仿真領(lǐng)域長期以來一直進行的重點研究工作。應(yīng)當(dāng)注意，由于對系統(tǒng)了解得不很清楚，主要靠實驗測取數(shù)據(jù)確定數(shù)學(xué)模型的方法受數(shù)據(jù)量不充分，數(shù)據(jù)精度不一致，數(shù)據(jù)處理方法不完善等局限性影響，所得的數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性只能滿足一般工程需要，難以達到更高精度的要求。當(dāng)對所研究系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性尚不清楚、甚至無法了解時，系統(tǒng)內(nèi)部的機理變化規(guī)律就不能確定，通常稱之為“黑箱”或“灰箱”問題，機理模型法也就無法應(yīng)用。最終目的是要建造出既簡單清晰，又具有相當(dāng)精度，能夠反映實際物理量變化的控制系統(tǒng)模型。模型參數(shù)表示為極點留數(shù)向量,n維；系統(tǒng)極點向量,n維；余數(shù)系數(shù)向量,l+1維，且l=mn維，原函數(shù)中分子大于分母階次的余式系數(shù)。因此，則用以下模型參數(shù)來表示系統(tǒng)：系統(tǒng)系數(shù)矩陣A（nn維）系統(tǒng)輸入矩陣B（nm維）系統(tǒng)輸出矩陣C（rn維）直接傳輸矩陣D（rm維）狀態(tài)初始向量（n維）簡記為（A，B，C，D）形式。采用計算機仿真來分析和設(shè)計控制系統(tǒng)，首要問題就是建立合理地描述系統(tǒng)中各物理量變化的動力學(xué)方程，并根據(jù)仿真需要，抽象為不同表達形式的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。電控箱控制平臺 磁懸浮實驗本體 磁懸浮系統(tǒng)框圖 磁懸浮實驗本體電磁鐵繞組中通以一定的電流會產(chǎn)生電磁力,控制電磁鐵繞組中的電流,使之產(chǎn)生的電磁力與鋼球的重量相平衡,鋼球就可以懸浮在空中而處于平衡狀態(tài)。磁懸浮電機的研究越來越受到重視，并有一些成功的報道。它的磁場強度非常低，與地球磁場相當(dāng)，遠(yuǎn)低于家用電器。進行磁懸浮其它應(yīng)用技術(shù)的研究，可以實現(xiàn)學(xué)科間的交叉、滲透，推動磁懸浮高技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，因此具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。從高速磁軸承到高速懸浮列車，以及大氣隙的風(fēng)洞磁懸浮模型，這些都是很有前途的應(yīng)用領(lǐng)域。至此，磁懸浮理論己經(jīng)發(fā)展得較為完善了。磁懸浮技術(shù)不僅在電氣等工業(yè)領(lǐng)域得到廠泛應(yīng)用，而且在生命科學(xué)領(lǐng)域也開始得到應(yīng)用，充分顯示了磁懸浮技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展和人們生活質(zhì)量提高方面具有廣闊的發(fā)展前景。在500公里／小時速度下，每座位／公里的能耗僅為飛機的1／3至1／2，比汽車也少耗能30%。其中感應(yīng)型磁懸浮電機具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高，氣隙均勻，易于弱磁升速，是最有前途的方案之一。磁懸浮實驗系統(tǒng)是研究磁懸浮技術(shù)的平臺,它主要由電磁鐵、位置敏感傳感器、放大及補償裝置、數(shù)字控制器和控制對象鋼球等元件組成。要對系統(tǒng)進行仿真處理首先應(yīng)當(dāng)知道系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,，為通過仿真手段進行分析和設(shè)計，首先需要用數(shù)學(xué)形式描述各類系統(tǒng)的運動規(guī)律，即建立他們的數(shù)學(xué)模型。對式(31)的數(shù)學(xué)模型，可以用以下模型參數(shù)形式表征：輸出系數(shù)向量，n+1維輸入系數(shù)向量，m+1維輸出變量導(dǎo)數(shù)階次，n輸入變量導(dǎo)數(shù)階次，m有了這樣一組模型參數(shù)，就可以簡便地表達出一個連續(xù)系統(tǒng)的微分方程形式。因此。根據(jù)確定元件或系統(tǒng)行為所遵循的自然機理，如常用的物質(zhì)不滅定律（用于液位、壓力調(diào)節(jié)等）、能量守恒定律（用于溫度調(diào)節(jié)等）、牛頓第二定律（用于速度、加速度調(diào)節(jié)等）、基爾霍夫定律（用于電氣網(wǎng)絡(luò)）等等，對系統(tǒng)各種運動規(guī)律的本質(zhì)進行描述，包括質(zhì)量、能量的變換和傳遞過程，從而建立起變量間相互制約又相互依存的精確的數(shù)學(xué)關(guān)系。但也應(yīng)指出，線性化處理方法并非對所有控制系統(tǒng)都適用，對于包含本質(zhì)非線性環(huán)節(jié)的系統(tǒng)需要采用特殊的研究方法。頻率特性物理意義十分明確，對穩(wěn)定的系統(tǒng)或元件、部件都可以用實驗方法確定其頻率特性，尤其對一些難以列寫動態(tài)方程、建立機理模型的系統(tǒng)，有特別重要的意義。我們選擇了機理模型法來為本次設(shè)計建立數(shù)學(xué)模型。圍繞以上步驟，系統(tǒng)仿真技術(shù)近年來不斷發(fā)展、不斷更新，各類控制系統(tǒng)專用仿真軟件為適應(yīng)仿真中的二次模型需求不斷推出。 MATLAB 將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計工作。MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計算,但是由于他的開放性,并且mathwork也吸收了想maple等軟件的優(yōu)點,使MATLAB成為一個強大的數(shù)學(xué)軟件。Simulink沒有單獨的語言，但它提供了S函數(shù)規(guī)則。 Simulink用法創(chuàng)建一個簡單模型：求解如下的微分方程入手來學(xué)習(xí)創(chuàng)建簡單的Simulink模型。 添加示波器模塊步驟2：連接模塊把鼠標(biāo)指針放到正弦波模塊的輸出口處（輸出口即模塊右邊的“”符），則鼠標(biāo)指針即變?yōu)槭植嫘?。它是一個典型的吸浮式懸浮系統(tǒng)。球在豎直方向的動力學(xué)方程可以如下描述： 式中： x——磁極到小球的氣隙，單位：mm——小球的質(zhì)量，單位：Kg F(i,x)——電磁吸力，單位：N g——重力加速度，單位： 系統(tǒng)的電磁力模型由磁路的基爾霍夫定律、畢奧薩伐爾定律和能量守恒定律有： 式中：——空氣磁導(dǎo)濾，＝4xH/mA——鐵芯的極面積，單位： N——電磁鐵線圈匝數(shù)x ——小球質(zhì)心到電磁鐵磁極表面的瞬時氣隙，單位：m i ——電磁鐵繞組中的瞬時電流，單位：A由于上式中A、N、均為常數(shù)，故可定義一常系數(shù)K