外文翻譯---一個(gè)教學(xué)用的磁懸浮控制系統(tǒng)模型-資料下載頁
2025-01-18 00:00本頁面
【正文】 壓。電流通過電磁體，然后在周圍產(chǎn)生一個(gè)磁場。綱球被放在這個(gè)磁場的垂軸上。球的位置是有2個(gè)相互垂直的紅外線傳感器所測量出來。紅外探測器被假頂在需要操作的范圍內(nèi)。 電流A和調(diào)節(jié)入電壓U有關(guān)。使用力學(xué)的基本原理，鋼球滿足下面的電磁學(xué)公式：其中M表示小球的質(zhì)量，G表示重力加速度，X表示小球距離電磁鐵的位置，I是通過電磁鐵的電流，F(xiàn)（X，I）表示的是磁力大小。A。 鋼球上的磁力計(jì)算：有一r半徑，長度為1的螺旋管，中間流過電流強(qiáng)度為I的電流。鋼球被放先線圈的軸線上，如圖3所示。磁場穿過鋼球，使得鋼球，形成一個(gè)磁偶極子 ，鋼球被磁化了。 鋼球的受力為重力和磁力。鋼球所受到的磁力由它距離線圈的距離X所控制。在一些給定的點(diǎn)上的磁場強(qiáng)度(參閱圖 3),可以根據(jù)BiotSavarLaplace 公式計(jì)算出來?；貞浺幌掠幸欢掏妼?dǎo)體所產(chǎn)生的磁場，如：其中 u是空氣的介電常數(shù)。dl X r是dl 和 r的矢積。因此，磁場強(qiáng)度變?yōu)椋捍艌鼍统蔀橐粋€(gè)圖4所示的圓形磁場了。 注意，考慮到對(duì)稱性，垂直于線圈的磁場，肯定是0。為了各個(gè)線圈方向上的磁場強(qiáng)度，用n 表示各個(gè)方向上距離線圈的位置（單位米）。另外，考慮到圖3中的螺旋管的原形對(duì)稱磁場，dx就用電流表示出來：nldx，各個(gè)方向上的線圈成：結(jié)合公式5代定系數(shù)，就有寫成另一種形式因此，電磁鐵在不同的方向上就有個(gè)不同的層次，R1R：所以總磁場就成所以，鋼球上的磁力就寫成S表示鋼球穿過磁場的有效面積，鋼球上所受到的力的總和就寫成磁偶極子和磁場所產(chǎn)生的力也一樣作用的球體上。也就是說，電流通過線圈產(chǎn)生了一個(gè)磁偶極子。當(dāng)然，可以做出假設(shè)，磁體的磁化并沒有達(dá)到飽和狀態(tài)。球體內(nèi)部的磁偶極子就在球內(nèi)的順磁的方向的重心方向2個(gè)極點(diǎn)上。球內(nèi)部的磁偶極子產(chǎn)生的磁場，在北極產(chǎn)生一個(gè)吸引力，在南極產(chǎn)生一個(gè)排斥力。因此，作用在球上的力由磁力B和公式（9）一起產(chǎn)生：因此假設(shè)6X是一個(gè)常量，因?yàn)橄鄬?duì)于電磁鐵，它足夠的?。ò霃胶烷L度），電磁力就寫成：注意到，分析磁力/電流/位移表達(dá)式在實(shí)驗(yàn)中十分的復(fù)雜，磁力大小在實(shí)驗(yàn)上可以由電流大小I和距離X描述，線形函數(shù)G（X）就是這樣的一個(gè)多項(xiàng)式。在水平方向，我們有寫成另一個(gè)形式 實(shí)驗(yàn)由金屬的懸浮組成，在能Imm增加一個(gè)xyz面上的領(lǐng)域Xmon,≤ X≤ Xmax確定的位置和確定，最小電流要求在各種各樣的位置的小球確定 [1213] [4]。然后力矩的關(guān)系式能通確定最小平方的方法適合。意到，那如此的有效性獲得的曲線局限于一些X范圍，5 X 5 X 。此外，螺線管特性隨溫度而變，系統(tǒng)在運(yùn)行中以后曲線系數(shù)也隨之改變。結(jié)合其他的非線形效果，結(jié)果可以有彎曲程度最高的10%左右。電磁感應(yīng)：電感L(x)是球的一個(gè)關(guān)于球位置X[L]（14）的一個(gè)非線性的函數(shù)，當(dāng)承重球緊貼線圈的時(shí)候，它有最大的價(jià)值，對(duì)于減少球的測移也有很大的作用。 一些典型的距離L（X）給出：Xmon,≤ X≤ Xmax注意到實(shí)驗(yàn)中反復(fù)的使球通過測出距離s L1（∞），Li1, Xi0 ，i = l , 2 , 3參考文獻(xiàn)[I] T. H. Wong, Design of a Magnetic Levitation Control System An Undergraduate Project, IEEE Trans. on Educurion, Vol. E29, , pp. 196200, November 1986.[2] . Herley and . Wolfle, Electromagnetic Design of a Magnetic Suspension System, IEEE Trans. on Educarion., Vol. E40, pp. 124130, 1997. .[3] . Oliveira, . Costa and . Vargas, Digital Implementation of a Magnetic Suspension Control System for Laboratory Experiments, IEEE Trans. on Education., Vol. E42, pp. 315322, 1999.[4] Hajjaji and M. Ouladsine, Modeling and Nonlinear Co39。ntrol of Magnetic Levitation Systems, IEEE Trans. ., Vol. 48, . pp. 831838, August 2001.[5] R. K. H. Galvlo, T. Yoneyama, F. M. Ugulino de Aralijo, and . Machado, A Simple Technique for Identifying a Linearized Model for a Didactic Magnetic Levitation System. IEEE Tronr on Education, Vol. 46, No.], pp. 2225, February 2003.[6] M. B. NaumoviC, 39。%e Magnetic Levitation System 39。A Laboratory Equipment, TELFOR2002, ConferenceProceedings, pp. 604605, Beograd, Yugoslavia, 2002(in Serbian).[7] M. B. NaumoviC, Magnetic Levitation System Analysis – A Laboratory Approach, INFOTEHJAHORINA 2003,Symposium CD Proceedings, Vol. 3, Ref. A1, pp. 15,Jahorina, Republica SrpskaBA, 2003 (in Serbian).[8] M. B. NaumoviC, Modeling of a Didactic Magnetic Levitation System, presented ut Conference ETRAN2003, June 813,Herceg Novi, Serbia and Montenegro, 2003 (in Serbian).[9] Feedback Instruments Limited [IO] [I 11 I. Surutka, Elecrromagnerics, Beograd, NauEna knjiga, 1978 (in Serbian).[I2] D. Cho, Z. Kato, and D. Spilman, Sliding Mode and Classical Control of Magnetic Levitation System, IEEE Conrrol Sysrerns,CSM, pp. 4248, 1993.[I3] JingChung Shen, H control and sliding mode control of magnetic levitation system, Asian Journal of Control, Vol. 4, pp. 3331340, 2002.[I4] W. Barie and J. Chiassan. Linear and nonlinear statespace controllers for magnetic levitation, Inrernarionul Journal of SystemsScience, Vol. 27, , pp. 11531163, 1996.[I5] Namerikawa, T., and Fujita, M., Uncertainty Structure and pSynthesis of a Magnetic Suspension System, Japan, 121C. 10801087, 2001.
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