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1、编号:审定成绩:XXXX大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于磁悬浮球装置的控制算法研究学院名称:XXX学生姓名：XX专业：XXXXXXXX班级：XXX学号：XXX指导教师：XX答辩组负责人：XX金牌小王机械设计填表时间：2010年6月XXXX大学教务处制摘要磁悬浮系统是一个复杂的非线性、自然不稳定系统，其控制器性能的好坏直接影响磁悬浮技术的应用，其研究涉及控制理论、屯磁场理论、屯力屯子技术、数字信号处理以及计算机科学等众多领域。由于磁悬浮系统对实时性的要求很高，在很大程度限制了先进控制算法的开发和应用。为了满足口益复杂
2、的控制要求和提高控制系统的实吋性，本文以单自由度磁悬浮球系统为研究对象，在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，建立了数学模型并对其控制器进行了研究，以期望达到更好的控制效果。本文首先分析了磁悬浮系统的工作原理，建立了系统的数学模型和线性化模型，并在此基础上利用MATLAB软件以及其屮的SIMULINK仿真工具箱对模型开环和闭环系统进行了仿真。然后,根据得出的系统传递函数，在SIMULINK环境下搭建系统开环传递函数，并据此进行PID控制器的设计和调节，以及用根轨迹法和频率响应法控制系统。【关键词】磁悬浮球PID控制器根轨迹
3、频率响应ABSTRACTThemagneticlevitationsystemisacomplex,nonlinear,naturallyunstablesystem.Andthecontroller'sperformancedirectlyinfluencesthewideapplicationsofthemagneticlevitationtechnology.Theresearchonsuchasysteminvolvescontroltheory,electromagnetism,electricandelectro
4、nictechnology,digitalsignalprocessing,computerscienceandsoon.Becausethemagneticlevitationsystem'srealtimedemandisrigorous,thedevelopmentandapplicationofadvancedcontrollersislimited.Inordertomeettherequirementofcomplexcontrollerandimprovingthereal-timeperformance,th
5、ispaperintroducesthemagneticlevitationcontrolsystembasedonthesingle-freedom-degreemagneticlevitationballsystem,thenestablishedthemathematicmodelanditscontrollerisstudied,andexpectedtottercontroleffect.Thispaperanalysestheworkingprincipleofmaglevsystem,establishingt
6、hemathematicmodelofthesystemandthelinearmodel,andonthebasisofusingthesoftwareMATLAB,andSIMULINKtooltomodelandtheclosed-loopsystemissimulated.Then,accordingtothesystemtransferfunctioninbuildingsystemundertheenvironmentofSIMULINKopen-looptransferfunction,thedesignand
7、adjustmentofthePIDcontroller,andwiththerootlocusmethodandthemethodoffrequencyresponsecontrolledcontrolsystem.[keywords]MagneticlevitationballPIDcontrollerRootlocusFrequencyresponse目录前言1第一章磁悬浮系统的概述2第一节磁悬浮的分类及应用前景2第二节磁悬浮技术的研究现状3第三节磁悬浮的控制方法和发展趋势4第二章磁悬浮系统的分析和建模6第一节磁悬浮系
8、统的分析6第二节磁悬浮系统的工作原理6第三节磁悬浮系统的建模7一、控制对象的运动方程7二、电磁铁中控制电压与电流的模型8三、电流控制模型9四、电压控制模型11第三节磁悬浮球系统的搭建14一、开环系统搭建14二、闭环系统搭建15第四节本章小结17第三章控制器的设计和调试18第一节PID控制器
