本实用新型专利技术提供一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，该系统包括实验台主支撑板、伺服电机、X-Y平台、盘状永磁铁、导磁体、大铁球、电涡流传感器、伺服单元和小铁球；本实用新型专利技术在结构设计方面采用导磁体提供悬浮力，导磁体通过X-Y平台固定在实验台主支撑板上，实现盘状永磁铁的不受力和对悬浮力的变化不敏感，当铁球处于平衡位置时，可以实现零功率输入，达到节约能源的目的；控制过程方面，在Matlab/Simulink软件中生成仿真模型和代码，传送至dSPACE半实物仿真系统，dSPACE半实物仿真系统在这里担任主控制器的作用，并将采集的数据传送至工程PC，用户通过显示软件修改控制器参数。实现快速修改算法，极大地提高多种控制算法的验证速度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及的是单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，属于机电一体化
技术介绍
目前，在传统的永磁悬浮系统中，悬浮力大多数都由永磁铁直接提供，这为永磁铁的固定和控制机构的设计带来了很大的困难，并且这些装置对能源的消耗也很大。此外，在自动化控制方面，控制算法的验证一般经历编程、下载到控制器的过程。当对多种控制算法进行验证时，软件人员的工作量非常大，容易因为软件编程的差异而影响控制器硬件性能的发挥，从而导致对不同控制算法的实际性能做出错误的判断。而目前还没有一种对不同控制算法的实际性能做出准确的判断的装置。
技术实现思路
专利技术目的：本技术提供了一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，其目的是解决以往的装置设计困难、能源消耗大及不同控制算法的实际性能做出错误的判断的问题。技术方案：本技术是通过以下技术方案来实现的：一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，其特征在于：该系统包括实验台主支撑板、伺服电机、X-Y平台、盘状永磁铁、导磁体、大铁球、电涡流传感器、伺服单元和小铁球；盘状永磁铁设置在实验台主支撑板的上部，盘状永磁铁通过联轴器与伺服电机连接，盘状永磁铁的两侧各设置一个导磁体，导磁体通过各自的连接部件设置在各自的X-Y平台上，X-Y平台为能横向和纵向调整的结构；大铁球和小铁球分设于两个盘状永磁铁的下方，大铁球和小铁球均通过各自的滑块设置在各自的滑动导轨上使得大铁球和小铁球均能在滑动导轨上做上下移动；大铁球和小铁球的下方个设置一个电涡流传感器，电涡流传感器通过支撑部件设置在传感器滑动导轨上，传感器滑动导轨设置在传感器支撑机构上；电涡流传感器的下方设置有螺旋测微头，螺旋测微头通过螺旋测微头夹持机构设置在传感器支撑机构上；伺服电机连接至伺服单元。滑块的顶端和底端均有限位装置，大铁球和小铁球为两个只有一个自由度的铁球。使用时伺服单元和电涡流传感器连接至dSPACE半实物仿真系统，dSPACE半实物仿真系统连接至PC机。优点及效果：本技术提供一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，其涉及的单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统其结构与传统的永磁悬浮结构不同，可以实现机构再设计的简单化、对能源的节约和多种控制算法的验证。本技术在结构设计方面采用导磁体提供悬浮力，导磁体通过X-Y平台固定在实验台主支撑板上，实现盘状永磁铁的不受力和对悬浮力的变化不敏感，当铁球处于平衡位置时，可以实现零功率输入，达到节约能源的目的；控制过程方面，在Matlab/Simulink 软件中生成仿真模型和代码，传送至dSPACE半实物仿真系统，dSPACE半实物仿真系统在这里担任主控制器的作用，并将采集的数据传送至工程PC，用户通过显示软件修改控制器参数。实现快速修改算法，极大地提高多种控制算法的验证速度。附图说明：图1为本技术的结构示意图。具体实施方式：下面结合附图对本技术做进一步的描述：如图1所示，本技术提供一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，该系统包括实验台主支撑板2、伺服电机3、X-Y平台4、盘状永磁铁6、导磁体7、大铁球9、电涡流传感器11、伺服单元19和小铁球20；盘状永磁铁6设置在实验台主支撑板2的上部，盘状永磁铁6通过联轴器1与伺服电机3连接，盘状永磁铁6的两侧各设置一个导磁体7，导磁体7通过各自的连接部件5设置在各自的X-Y平台4上，X-Y平台4为能横向和纵向调整的结构；大铁球9和小铁球20分设于两个盘状永磁铁6的下方，大铁球9和小铁球20均通过各自的滑块8设置在各自的滑动导轨10上使得大铁球9和小铁球20均能在滑动导轨10上做上下移动；大铁球9和小铁球20的下方个设置一个电涡流传感器11，电涡流传感器11通过支撑部件12设置在传感器滑动导轨13上，传感器滑动导轨13设置在传感器支撑机构17上；电涡流传感器11的下方设置有螺旋测微头15，螺旋测微头通过螺旋测微头夹持机构14设置在传感器支撑机构17上；伺服电机3连接至伺服单元19。 电涡流位移传感器，用于监测两悬浮铁球的位置并将其反馈给dSPACE半实物仿真系统；此外，其位置位于两铁球的正下方，目的是减小由于电涡流传感器的灵敏度降低而造成的不利影响。本技术的实验台支撑部件为其他元件提供位置固定和支撑。伺服单元通过螺栓联接固定在实验台主支撑板上，接收来自于dSPACE半实物仿真系统的控制信号，生成模拟信号控制量，通过速度方式控制伺服电机的旋转，驱动盘状永磁铁，达到控制导磁体悬浮力的目的。滑块8的顶端和底端均有限位装置，大铁球9和小铁球20为两个只有一个自由度的铁球。伺服电机通过联轴器与盘状永磁铁相联接，实现对盘状永磁铁的位置固定和运动传递；导磁体通过X-Y平台与实验台主支撑板相联接，固定在盘状永磁铁两侧，导磁体提供全部的悬浮力，使盘状永磁铁不受力，盘状永磁铁对悬浮力的变化不敏感，通过调节X-Y平台上的旋钮，可调整导磁体在水平和竖直两方向的位置，改变盘状永磁铁与导磁铁之间的气隙大小，实现在其他条件不变的情况下导磁体悬浮力的调整；铁球通过滑块与实验台相连接，滑块顶端和底端均设有限位装置，可以防止铁球损坏传感器，由于两铁球只有一个自由度，可消除两铁球之间相互吸引力对控制系统的影响，减小实验的不确定因素；电涡流位移传感器固定在一个“C”形的支撑架上，两传感器分别位于两铁球的正下方，其目的是减小由于电涡流位移传感器的灵敏度降低而造成的不利影响，其通过滑块与传感器主支撑架相连接，实现对传感器自由度的限制，使其只在一个自由度方向上运动，通过旋转螺旋测微头，可调节其在竖直方向的位置，实现对传感器的位置补偿；伺服单元通过螺栓连接固定在实验台主支撑板上，接收来自于dSPACE半实物仿真系统的控制信号，生成模拟信号控制量，通过速度方式控制伺服电机的旋转，驱动盘状永磁铁，实现控制导磁体悬浮力的变化；实验主支撑板为所有配套原件提供了支撑和位置固定； PC机与dSPACE半实物仿真系统相连接；传感器与dSPACE半实物仿真系统相连接；本技术使用时才涉及到的dSPACE半实物仿真系统，充当控制器的作用，进行程序下载、数据采集和传送。本例中，使用时，伺服单元19和电涡流传感器11连接至dSPACE半实物仿真系统，dSPACE半实物仿真系统连接至PC机，用户在PC机Matlab/Simulink 软件中将通过不同控制算法设计的控制器生成仿真模型，在dSPACE半实物仿真系统模块的支持下自动完成模型代码的生成、编译、链接、下载，dSPACE半实物仿真系统实时硬件模块负责与外部设备连接，交互控制信息与反馈信息，其发出的控制信号，经过伺服单元处理，发送到伺服电机，驱动伺服电机的旋转，改变通过两铁球的有效磁通量，使两铁球所受到的吸引力发生变化，进而使位置发生变化。之后，电涡流传感器将两铁球的位移信号反馈到dSPACE半实物仿真系统中，dSPACE半实物仿真系统经过运算将反馈位移信号进行处理，发送给伺服单元，伺服单元经过数据处理，再次驱动伺服电机旋转，改变通过两铁球的有效磁通量，改变两铁球的位置，直到两本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，其特征在于：该系统包括实验台主支撑板（2）、伺服电机（3）、X‑Y平台（4）、盘状永磁铁（6）、导磁体（7）、大铁球（9）、电涡流传感器（11）、伺服单元（19）和小铁球（20）；盘状永磁铁（6）设置在实验台主支撑板（2）的上部，盘状永磁铁（6）通过联轴器（1）与伺服电机（3）连接，盘状永磁铁（6）的两侧各设置一个导磁体（7），导磁体（7）通过各自的连接部件（5）设置在各自的X‑Y平台（4）上，X‑Y平台（4）为能横向和纵向调整的结构；大铁球（9）和小铁球（20）分设于两个盘状永磁铁（6）的下方，大铁球（9）和小铁球（20）均通过各自的滑块（8）设置在各自的滑动导轨（10）上使得大铁球（9）和小铁球（20）均能在滑动导轨（10）上做上下移动；大铁球（9）和小铁球（20）的下方个设置一个电涡流传感器（11），电涡流传感器（11）通过支撑部件（12）设置在传感器滑动导轨（13）上，传感器滑动导轨（13）设置在传感器支撑机构（17）上；电涡流传感器（11）的下方设置有螺旋测微头（15），螺旋测微头通过螺旋测微头夹持机构（14）设置在传感器支撑机构（17）上；伺服电机（3）连接至伺服单元（19）。...
【技术特征摘要】
1.一种单输入双输出节能型永磁悬浮控制系统，其特征在于：该系统包括实验台主支撑板（2）、伺服电机（3）、X-Y平台（4）、盘状永磁铁（6）、导磁体（7）、大铁球（9）、电涡流传感器（11）、伺服单元（19）和小铁球（20）；盘状永磁铁（6）设置在实验台主支撑板（2）的上部，盘状永磁铁（6）通过联轴器（1）与伺服电机（3）连接，盘状永磁铁（6）的两侧各设置一个导磁体（7），导磁体（7）通过各自的连接部件（5）设置在各自的X-Y平台（4）上，X-Y平台（4）为能横向和纵向调整的结构；大铁球（9）和小铁球（20）分设于两个盘状永磁铁（6）的下方，大铁球（9）和小铁球（20）均通过各自的滑块（8）设置在各自的滑动导轨（10）上使得大铁球（9）和小铁球（20）均能在滑动导轨（10）上做上下移动；大铁球（9）和小铁球（...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤，夏鹏澎，孙兴伟，金俊杰，石建宇，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21
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