评定表。
课程设计任务书。
摘要。本文介绍了磁悬浮技术的系统试验构成及原理，并通过pd校正和超前校正分别实现系统校正。
关键词：磁悬浮技术，校正。
目录。一磁悬浮技术简介 1
磁悬浮技术概述 1
二磁悬浮实验系统的构成及工作原理 2
三磁悬浮实验系统的硬件及其特性 4
四实验磁悬浮系统的数学模型 11
五校正装置设计 16
六校正装置的实现 19
七参考文献 21
由于悬浮体和支撑之间没有任何接触，磁悬浮技术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，磁悬浮技术在一些领域得到了应用，其中包括1)磁悬浮列车、2)磁悬浮轴承、3)高速磁悬浮电机、4)风洞磁悬浮系统、5）磁悬浮隔振系统、6）磁悬浮熔炼等。
二、 磁悬浮实验系统的构成及工作原理。
本次课程设计中所讨论的磁悬浮系统，是一种简单的低成本磁悬浮系统。借助该系统，同学们可以加深对自动控制理论的理解，熟悉构成自动控制系统的一些硬件，利用实际的硬件构成磁悬浮实验系统，进行测试和调试，增强同学们的实际动手能力。
利用该系统，同学们可进行系统建模和理论分析，从数学和理论层面加深对该系统的认识。进一步，可利用matlab/simulink进行进一步的分析和**研究。
该系统的基本组成包括：
1、永磁性磁悬浮体；
2、螺线管（无铁芯线圈）或电磁铁（带铁芯）；
3、lmd18201 pwm 功率放大器；
4、mic 502 电压频率转换器；
5、ss496霍尔传感器；
6、电源（9v直流电源和lm7805稳压器）
7、校正装置（用lm358及电阻电容组成）
该系统的物理构成图如图1所示，图1 简易磁悬浮系统的物理构成示意图。
该系统的基本电路图如下：
图1 磁悬浮系统电路原理图。
磁悬浮体的位置由ss495霍尔传感器测量。该传感器的输出电压驱动mic502电扇管理芯片。该电扇管理芯片向lmd18201电机驱动h桥芯片提供pwm信号。
该pwm驱动器调整螺线管的平均电流，而该电流控制螺线管的磁场。这个简单的系统，对于初始条件非常敏感，只有在把悬浮体准确稳定地放在其平衡位置上，磁悬浮体才能保持住。显然，利用ss495来测量磁悬浮体的位置的测量方式，测量结果受到由螺线管所产生的磁场所污染，因而，这种位置测量方式并不理想。
但对于这个基本系统，该霍尔传感器不但**低廉而且，分辨率很高，可满足应用需求。
honeywell ss490系列传感器为霍尔元件与电子线路一体化的集成电路，由霍尔元件、放大器、晶体管利用集成电路工艺技术制成。该传感器是一个三个管脚的装置，三个管脚分别用于接地，接电源和信号输出：
该器件内部带有放大器，测量的灵敏度很高；工作的温度范围为至，电源电压范围为4.5v至10.5v。
产品的数据手册提供了零点温度漂移特性、频率响应特性、线性度等数据。
当ss495的vs接+5v，v-接地时，其管脚output的值如下：
这里的磁悬浮系统中基本使用该元件的上述特性。
补充知识：数据手册的阅读。
该器件的温度漂移特性如下图：
该器件的零点随温度变化而发生变化，这个现象称为零点温度漂移。
从图上可以看出，该器件以25摄氏度为标准温度，当温度上升或下降时，输出值发生变化。不同型号器件的温度漂移特性不同。
mic502原本是为散热和风扇管理所设计的芯片，它根据所测量的温度（如cpu的温度）来调整电机的转速。或者说，把它与风扇电机、热敏电阻及几个辅助元件相连接，可直接实现pwm调宽方式调压的开环调速系统，其输入量由热敏电阻提供。
典型应用电路。
mic502的引脚布局。
mic502芯片有八个引脚，有两种封装形式：塑料dip封装和soic封装，工作温度范围为到。
如图所示：在本系统中，cf=0.01uf，此时，f=3/cf=300hz。
本系统使用vdd=5v，此时，当输入为vdd的30%到 70%（1.5v至3.5v） 时，(out)端输出信号的占空比为 0%到100%。
该pwm输出为单极性信号，高电平为5v，低电平为0v。
参考文献1，给出了另外的电容频率公式，当cf=0.1uf，频率约为100hz。当cf=0.
01uf，频率约为10khz。此计算方法与mic502数据手册不一致，且差别很大，计算根据不明。
1、 pwm原理回顾。
双极式可逆pwm的输出电压为：
2、 lmd18200
lmd18200是美国国家半导体公司的用于运动控制的h桥组件。其功能如下：
★连续输出电流3a，峰值电流6a，工作电压高达55v；
★可通过输入的pwm信号实现pwm控制；
★可通过输入的方向控制信号实现转向控制；
★可以接受ttl或cmos以及它们兼容的输入控制信号；
★可以实现直流电动机的双极型和单极型控制；
★内设过热报警输出和自动关断保护电路；
★内设防桥臂直通电路；
★低导通电阻，典型值0.3欧。
lmd18200的内部结构图。
lmd18200的管脚。
封装及管脚说明：
lmd18200的t-220封装及各引脚功能如下：
lmd18201在本设计中的使用方式：
1、 工作频率为300hz，频率低，不用外接自举电容，故引脚悬空。
2、 pwm输出接5v，即pwm引脚逻辑电平为h。
3、 brake引脚接地，即brake引脚逻辑电平为l。
4、 direction引脚接mic502输出，即该引脚接收mic502的pwm输出，高电平时，引脚输出为5v，低电平时为0v。
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