[发明专利]一种磁悬浮球控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮控制系统，尤其是一种磁悬浮球控制系统，具体的说是应用于磁悬浮列车与磁悬浮轴承的控制系统。

背景技术

目前，磁悬浮技术可以利用磁场力使某一物体沿着或绕着某一基准框架的一轴或几轴保持固定位置。由于悬浮体和支撑之间没有任何接触，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、不受速度限制、安全可靠等优点。因此，目前世界各国己广泛开展磁悬浮控制系统的研究。

随着控制理论的不断完善和发展，采用先进的控制方法对磁悬浮系统进行的控制和设计，使系统具有更好的鲁棒性。随着电子技术的发展，特别是电子计算机的发展，带来了磁悬浮控制系统浮向智能化方向的快速发展。目前，关于磁悬技术的研究与开发在国内外都处于快速发展之中，但目前的技术仍处在发展阶段，存在着工人劳动强度高，工作效率低，自动化水平有限，磁悬浮效果不理想的诸多技术难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种磁悬浮球控制系统，在铁芯和电磁铁线圈构成的电磁铁中，通入电流，电磁铁周围会产生磁场，位于磁场中的钢球会受到电磁力的吸引作用，只要这个电磁力与钢球自身的重力相等，钢球就可以悬浮在空中，而处于平衡状态。

本发明的目的是这样实现的：

一种磁悬浮球控制系统，其组成包括：铁芯1、电磁铁线圈2、光源3、光电传感器4、数字控制器XC164CM5、功率放大器6和被控对象钢球7。

上述的一种磁悬浮球控制系统，其特征在于所述的铁芯1和电磁铁线圈2连接构成电磁铁，通上电流后，会在周围产生磁场，而位于磁场中的被控对象钢球7会受到电磁力的吸引作用，只要这个电磁力与钢球自身的重力相等，钢球就可以悬浮在空中，而处于平衡状态。

上述的一种磁悬浮球控制系统，其特征在于所述的光源3和光电传感器4连接组成了位置传感器，实时检测钢球的位置，并将位置信号放大后，送给控制电路处理，处理结果用来控制电磁铁线圈中的电流大小，从而控制钢球所受的电磁力大小。

上述的一种磁悬浮球控制系统，其特征在于所述的数字控制器XC164 CM 5和功率放大器6连接组成了控制电路，处理被控对象钢球7的位置信号。

本发明由光源和光电传感器组成位置传感器，实时检测钢球的位置，将位置信号放大后，送给控制电路处理，处理结果用来控制电磁铁线圈中的电流大小，从而控制钢球所受的电磁力大小。当钢球位置低于设定的平衡位置时，光电传感器接收到的光通量增多，位置信号变大，控制电路使电磁铁线圈中的电流增大，从而增大对钢球的电磁吸引力，使钢球上升回到原平衡位置；当钢球位置高于设定的平衡位置时，光电传感器接收到的光通量减少，位置信号变小，控制电路使电磁铁线圈中的电流减小，从而减小对钢球的电磁吸引力，使钢球下降回到原平衡位置。有效的减轻了工人劳动强度，提高工作效率，可实现较高程度的自动化，提高现有的磁悬浮水平，解决了现有技术存在的技术难题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

一种磁悬浮球控制系统，其组成包括：铁芯1、电磁铁线圈2、光源3、光电传感器4、数字控制器XC164CM5、功率放大器6和被控对象钢球7。

所述的铁芯1和电磁铁线圈2连接构成电磁铁，通上电流后，会在周围产生磁场，而位于磁场中的被控对象钢球7会受到电磁力的吸引作用，只要这个电磁力与钢球自身的重力相等，钢球就可以悬浮在空中，而处于平衡状态。

所述的光源3和光电传感器4连接组成了位置传感器，实时检测钢球的位置，并将位置信号放大后，送给控制电路处理，处理结果用来控制电磁铁线圈中的电流大小，从而控制钢球所受的电磁力大小。

所述的数字控制器XC164 CM 5和功率放大器6连接组成了控制电路，处理被控对象钢球7的位置信号。