[发明专利]一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置及方法

权利要求书

1.一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，包括：上悬浮线圈、下悬浮线圈、磁反馈线圈、悬浮位置检测装置、PID控制模块和压控电流源；

所述磁反馈线圈位于所述上悬浮线圈和所述下悬浮线圈之间，且靠近所述下悬浮线圈；所述悬浮位置检测装置用于检测低温超导球的悬浮位置，并生成悬浮位置信号；所述PID控制模块与所述悬浮位置检测装置连接；所述PID控制模块用于计算所述悬浮位置信号与设定目标悬浮位置值的偏差，并根据所述偏差发出控制信息；所述压控电流源分别与所述PID控制模块以及所述磁反馈线圈连接；所述压控电流源用于根据所述控制信息向所述磁反馈线圈输出电流值，以使所述低温超导球处于悬浮零点位置；处于悬浮零点位置的低温超导球的球心与所述上悬浮线圈的中心重合。

2.根据权利要求1所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述悬浮位置检测装置，包括：悬浮位置检测电极和悬浮位置检测模块；

所述低温超导球位于所述悬浮位置检测电极内；所述悬浮位置检测电极用于检测低温超导球的悬浮位置；所述悬浮位置检测模块分别与所述悬浮位置检测电极以及所述PID控制模块连接；所述悬浮位置检测模块用于生成悬浮位置信号，并将所述悬浮位置信号发送至所述PID控制模块。

3.根据权利要求2所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，还包括：支撑骨架和环形支撑台；

所述上悬浮线圈、所述下悬浮线圈和所述磁反馈线圈均绕制在所述支撑骨架上；所述环形支撑台固定在所述支撑骨架的内表面；所述环形支撑架用于支撑所述悬浮位置检测电极。

4.根据权利要求3所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述上悬浮线圈与所述下悬浮线圈之间的距离为所述支撑骨架的内径的一半。

5.根据权利要求1所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述上悬浮线圈与所述下悬浮线圈均采用超导线绕制而成。

6.根据权利要求1所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述上悬浮线圈与所述下悬浮线圈的匝数相同；所述上悬浮线圈与所述下悬浮线圈的半径相同。

7.根据权利要求1所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述磁反馈线圈的匝数小于所述上悬浮线圈的匝数；所述磁反馈线圈的匝数小于所述下悬浮线圈的匝数。

8.根据权利要求7所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述磁反馈线圈的匝数小于5匝。

9.根据权利要求3所述的一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制装置，其特征在于，所述支撑骨架的材料为紫铜。

10.一种磁反馈式低温超导球悬浮位置控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任意一项所述的控制装置，所述控制方法，包括：

获取悬浮位置信号；所述悬浮位置信号是根据低温超导球的悬浮位置生成的；

计算所述悬浮位置信号与设定目标悬浮位置值的偏差，并根据所述偏差向压控电流源发出控制信息；所述压控电流源根据所述控制信息向磁反馈线圈输出电流值，以使低温超导球处于悬浮零点位置；处于悬浮零点位置的低温超导球的球心与上悬浮线圈的中心重合。