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时间:2018-07-18
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1、本科毕业设计(论文)题目:磁悬浮系统的PID控制姓名:学号:专业:指导教师:职称:日期:华科学院摘要磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点,在能源、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。本设计毕业设计在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上,建立其数学模型,并以此为研究对象,设计了PID控制器,确定控制方案,运用MATLAB软件进行仿真研究,得出较好的控制参数。最后,本文对以后研究工作的重点进行了思考,提出了自己的见解。关键词:磁悬浮系统控制器MATLAB软件PID控制摘要磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点,在能源
2、、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。本设计毕业设计在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上,建立其数学模型,并以此为研究对象,设计了PID控制器,确定控制方案,运用MATLAB软件进行仿真研究,得出较好的控制参数。最后,本文对以后研究工作的重点进行了思考,提出了自己的见解。关键词:磁悬浮系统控制器MATLAB软件PID控制AbstractMagneticsuspensiontechnology,whichhasaseriesofadvantagessuchascontact-free,nofriction,nowear,noneedoflubricationan
3、dlonglifeexpectancy,iswidelyconcernedandadoptedinhigh-techareassuchasenergy,transportation,aerospace,industrialmachineryandlifescience.Onthebasisofanalyzingofmagneticsuspensionsystem’sstructureandworkingprinciple,itssystemmathematicalmodelwasestablished,thisthesisdescribePIDcontrollerdesignedandget
4、controlscheme.ItgetthebettercontrolparmetersbyMATLABsoftwaresimulationstudies.Thekeyresearchworksforfurtherstudyareproposedatlast.KeyWord:MagneticLevitationBallSystemDigitalControllerMATLABPIDControl目录摘要IABSTRACTIII第1章绪论11.1磁悬浮技术综述11.1.1前言11.1.2磁悬浮方式的分类11.1.3控制方式的分类21.1.4磁悬浮技术的应用及展望21.2课题的提出及意义61.3
5、本论文的工作及主要内容6第2章磁悬浮系统的结构与建模92.1简介92.1.1磁悬浮实验本体92.1.2磁悬浮实验电控箱102.1.3磁悬浮实验平台102.2磁悬浮系统的基本结构112.3磁悬浮系统工作原理112.4磁悬浮系统的数学模型122.4.1控制对象的运动方程122.4.2系统的电磁力模型122.4.3电磁铁中控制电压与电流的模型132.4.4电磁铁平衡时的边界条件142.4.5电磁铁系统数学模型142.4.6电磁铁系统物理参数152.5本章小结15第3章控制器设计173.1控制器方案选择173.1.1电流控制器173.1.2电压控制器173.1.3方案的确定183.2PID控制器设计
6、183.2.1PID控制器193.2.2改进型PID算法的应用203.2.3PID控制器参数整定223.3本章小结23第4章基于MATLAB的控制系统仿真254.1引言254.2MATLAB软件简介254.3选用此软件的缘由264.4Simulink仿真系统264.5MATLAB下数学模型的建立274.6开环系统仿真274.7闭环系统仿真284.8PID参数现场实验法整定324.9本章小结36第5章总结与展望37参考文献39致谢41第1章绪论1.1磁悬浮技术综述[1]1.1.1前言磁悬浮技术属于自动控制技术,它是随着控制技术的发展而建立起来的。磁悬浮的作用是利用磁场力使某一物体沿着或绕着某一
7、基准框架的一轴或几轴保持固定位置。由于悬浮体和支撑之间没有任何接触,克服了由摩擦带来的能量消耗和速度限制,具有寿命长、能耗低、无污染、无噪声、不受任何速度限制、安全可靠等优点,因此目前世界各国已广泛开展磁悬浮控制系统的研究。随着控制理论的不断完善和发展,采用先进的控制方法对磁悬浮系统进行的控制和设计,使系统具有更好的鲁棒性。随着电子技术的发展,特别是电子计算机的发展,带来了磁悬浮控制系统向智能化方向的快速发展
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