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文檔簡介

[14]傳感器和線圈都安裝好后,就需要調試一下硬件是否可行。我首先檢測的是X軸和Y軸上的兩組線圈的連接是否正確,首先給X軸線圈通入單向的電流,用磁鐵分別靠近兩組線圈,兩組線圈在同向電流下產生的磁場方向相同,但并不是想要的結果,結果應該是兩組線圈在同向電流下產生的磁場方向相反。問題也不大,只要將其中一組線圈兩個輸入端互換即可解決。最后遇到的一個問題就是環形磁鐵的磁力大小和位置安裝問題,在調試過程中,發現由于環形磁鐵磁力太強,使得磁性浮子與四組線圈的距離就增大了,距離遠了后,線圈對磁性浮子的作用力就小了,起不到控制浮子位置的作用。解決的辦法就是增高線圈的高度,使得線圈與浮子之間的距離減少,直到線圈可以控制浮子為止。以上就是下推式磁懸浮制作和調試過程中遇到的硬件問題以及解決辦法。圖5-1安裝結構示意圖軟件調試下推式磁懸浮軟件調試:因為需要同時對X軸和Y軸方向的這二個線圈進行PID參數后備保護,而在后備保護之前,首先是設定目標的方位,包括X軸方向的目標的方位和Y軸方向的目標的方位。當設置完成后,就可以進行PID參數調節。考慮到上拉式磁懸浮使用位置式PID容易積分飽和,PD控制又存在靜差,因此在此運用的是增量PID算法,通過加入積分控制,提高系統穩定性。圖5-2下推式懸浮效果圖無線供電實物制作中,未使用磁耦合諧振電路實現無線供電,只用了電磁感應原理,實現簡單的電能無線傳輸,實際效果就是傳輸效率低,功率管產熱大,需要加散熱管散熱。傳輸距離太短,如果不加導磁環,磁力線在空氣中發散嚴重,幾乎無法帶動小負載。不接負載時,電壓滿足要求,在5V左右,接上負載后電壓迅速跌落至2V以下,電流更小。無法使負載正常工作。后來加了導磁環,傳輸效率變高,近距離可以帶動小負載,但是還是無法滿足在懸浮距離下的無線供電,后期會繼續改進方法,優化電路。圖5-3電磁感應無線供電裝置效果圖

總結與展望本論文設計的一款具有磁懸浮功能的夜燈,通過磁懸浮技術讓燈也能在黑夜中懸浮,無線供電更是為夜燈添加了一種科技的魅力。整體的無縫結合創造了視覺的享受,不僅在藝術上,而且應用中也充滿實用性。從想法的誕生到方案的選擇再到硬件軟件的設計,最后的調試,沒有哪一步是可以輕輕松松完成的,只用付出一定的時間和努力才會有所回報的。下面對本次設計做一下總結:(1)設計系統硬件結構時,對電子元件參數型號的選擇有了更深層次的了解。(2)掌握了AltiumDesigner18對硬件電路圖進行繪制。(3)掌握了Keil5對STM32的編程。(4)將PID控制器理論用到了實際中,更深層次地認識到了PID控制器的強大以及實用性。(5)對整個系統控制有了一些更深的認識。(6)接觸到了簡單的磁懸浮技術的應用。(7)對無線供電技術的一些認識。通過本次的設計,讓我接觸到了磁懸浮和無線供電這兩塊領域的知識,認識到自動控制技術在生活生產中的重要意義。整個過程付出了很多,也學習了很多,最后的效果雖然不是很完美,但也基本實現了當初想要實現的功能。本次設計還有很多不足之處,首先就是沒有制作PCB,沒能實現整個系統的集成化。第二個就是磁懸浮的單閉環控制并不是最優的控制方法,還可以加入電流環,實現電流參數的反饋調節,對系統的功耗進行檢測和控制,最大程度地降低整個磁懸浮系統的功耗,以后有時間繼續進行改進和完善。對未來的展望:制作PCB板,實現系統的集成化,改進控制系統,使用雙閉環控制,提高系統的穩定性,最后實現PID控制參數的自整定。

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