[发明专利]一种基于硬件在环仿真的磁悬浮球半实物仿真实验平台

摘要

一种基于硬件在环仿真的磁悬浮球半实物仿真实验平台，包含机械部分与电气部分，所述机械部分包含平台外部支架、励磁电磁铁、激光位移传感器以及小铁球；所述电气部分包含Arduino Mega2560控制板、W5200以太网扩展板、PWM开关型功率放大器以及激光传感器位置信号采集电路，控制器通过W5200以太网扩展板与Simulink仿真模块进行网络通讯进而实现人机交互。本发明的平台将硬件在环仿真技术与经典控制对象相结合，为控制理论教学和实验提供了一个小巧方便的实验平台，具有成本低、实验方便、可动态监测实验数据和整定系统参数等优点。

主权项

一种基于硬件在环仿真的磁悬浮球半实物仿真实验平台，其特征在于：包含机械部分与电气部分，所述机械部分包含平台外部支架、励磁电磁铁、激光位移传感器以及小铁球；所述电气部分包含Arduino Mega2560控制板、W5200以太网扩展板、PWM开关型功率放大器以及激光传感器位置信号采集电路，控制器通过W5200以太网扩展板与Simulink仿真模块进行网络通讯进而实现人机交互；PC机中的Simulink仿真模块作为与实验平台的交互接口，利用RTW目标模型搭建控制模型，然后在模型运行时首先自动生成可通过以太网TCP/IP协议与Simulink进行数据交互的模型可执行代码，并通过W5200以太网扩展板下载到Arduino Mega2560控制器中开始运行；Arduino Mega2560控制器利用自身的ADC获取激光传感器输出的小球实时位置信号，并将计算所得控制信号以PWM波的形式输出到PWM功率放大器中，PWM放大器驱动励磁电磁铁从而实现对小球的稳定控制。