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1、河南大学物理与电子学院本科毕业论文编号：河南大学2015届本科毕业论文基于QUARC平台的磁悬浮球的控制系统设计与实现论文作者姓名：作者学号：所在学院：物理与电子学院所学专业：测控技术与仪器导师姓名职称：耿涛副教授论文完成时间：2015年05月01日23河南大学物理与电子学院本科毕业论文目录摘要：11前言32磁悬浮控制系统的构建及基本调试42.1磁悬浮系统工作原理42.2磁悬浮系统的构成52.3系统调试与校准83磁悬浮系统数学模型的建立83.1系统数学模型的构建83.2稳定性分析123.3小结134磁悬浮系统控制器的
2、设计与仿真134.1串级控制134.2磁悬浮系统串级控制的设计与仿真145结论21参考文献2223河南大学物理与电子学院本科毕业论文基于QUARC平台的磁悬浮球的控制系统设计与实现（河南大学物理与电子学院，河南开封，475004）摘要：伴随着现代社会工业生产与人类生活对运动载体高速化需求的不断增长，磁悬浮技术日益成为科研领域热点之一。本次课题针对QUANSER磁悬浮实验平台并基于Matlab/Simulink环境进行分析与设计，以下是本文所阐述的主要内容：磁悬浮控制系统搭建；系统建模；控制器分析与设计；半物理模型仿真
3、。首先，在控制系统的搭建上，本文采用Matlab实时控制工作方式，基于Simulink控制开发环境，以Q8-USB数据采集卡作为系统I/O口，并且以磁悬浮系统作为被控对象搭建磁悬浮控制系统。其次，在系统数学模型的建立上，以机理建模为指导思想，基于物理意义的分析与理解建立磁悬浮系统的物理结构模型，用Simulink搭建系统仿真模型。最后，在控制器的分析与设计上，本文以磁悬浮控制系统良好的稳定性，跟踪性能以及抗干扰性为主要设计目标，采用串级控制成功地构建了串级控制控制器，在系统调试及半物理仿真实验中获得了比较满意的控制效
4、果。关键词：磁悬浮；Simulink；机理建模；串级控制；半物理仿真23河南大学物理与电子学院本科毕业论文MagneticLevitationBallControlSystemBasedonQUARCPlatformDesignandImplementationYuanMeng-en(SchoolofPhysicsandElectronics,HenanUniversity,HenanKaifeng475004,China)Abstract:Withmodernindustrialsocietyandhumanlif
5、eonthegrowingdemandforhigh-speedmotionvectors,maglevtechnologyisbecomingoneofthehottechnologyresearch.ThetopicforQUANSERlevitationexperimentplatformbasedonMatlab/Simulinkenvironmentcarriesontheanalysisanddesign,thefollowingarethemaincontentsdescribedinthispaper
6、:tobuildmagneticlevitationcontrolsystem;systemmodeling;controlanalysisanddesign;semi-physicalmodelsimulation.Firstly,thebuildingcontrolsystem,weuseMatlabreal-timecontrolwork,basedonsimulinkcontroldevelopmentenvironment,Q8-USBdataacquisitioncardasthesystemI/Opor
7、ts,andtobuildamaglevsystemasthecontrolledobject.Secondly,onthemathematicalmodelofsystem,theguidingthoughtofmechanismmodeling,basedontheanalysisofthephysicalmeaningandunderstandingofthephysicalstructureofthemagneticsuspensionsystemmodelissetup,usingSimulinktobui
8、ldsimulationmodel.Finally,onthecontrolleroftheanalysisanddesign,basedonthemagneticlevitationcontrolsystemstability,goodtrackingperformanceanddisturbancerejectionasthemaindes
