傾斜式電磁、永磁混合懸浮地球儀及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁懸浮技術(shù)使得地球儀脫離接觸支承,更象其在宇宙中的形態(tài),但是,綜觀目前的磁懸浮地球儀,都是垂直磁懸浮系統(tǒng)。從懸浮技術(shù)看,這類磁懸浮地球儀是簡單的單自由度垂直懸浮技術(shù),技術(shù)難度較低。從實(shí)用價(jià)值看,他給人們的視覺偏離了正常的物理特征。
　　 本文給出了一新穎的傾斜、旋轉(zhuǎn)式磁懸浮地球儀系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是一高度非線性且開環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)。采用有限元方法對磁場進(jìn)行了仿真分析,為磁軸承結(jié)構(gòu)的選取和設(shè)計(jì)及性能參數(shù)的確定提供了依據(jù)。結(jié)合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方

2、程,對非線性系統(tǒng)在平衡位置附近進(jìn)行線性化,建立了系統(tǒng)的理論數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出合理的PID控制器模型。導(dǎo)出混合磁懸浮軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能的傳遞函數(shù),并對混合磁懸浮軸承進(jìn)行了仿真,得到使系統(tǒng)穩(wěn)定的控制參數(shù)范圍。結(jié)合混合磁懸浮地球儀特點(diǎn),比較并選取了適合于此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高靈敏度小型霍爾傳感器,實(shí)現(xiàn)了球體位移的精確測量。在地球儀傾斜穩(wěn)定懸浮的基礎(chǔ)上,又設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)控制電路。最后,對系統(tǒng)進(jìn)行了總體調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了地球儀的穩(wěn)定懸浮及旋轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)