PAGE\*MERGEFORMAT2《Matlab仿真技术》设计报告题目磁悬浮系统建模及其PID控制器设计专业班级电气工程1221学号201250712231学生姓名王娟指导教师薛鹏学院名称电气信息工程学院完成日期：2013年5月24日磁悬浮系统建模及其PID控制器设计MagneticlevitationsystembasedonPIDcontrollersimulation摘要磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点，在能源、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。随着磁悬浮技术的广泛应用，对磁悬浮系统的控制已成为首要问题。本设计以PID控制为原理，设计出PID控制器对磁悬浮系统进行控制。在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，建立磁悬浮控制系统的数学模型，并以此为研究对象，设计了PID控制器，确定控制方案，运用MATLAB软件进行仿真，得出较好的控制参数，并对磁悬浮控制系统进行实时控制，验证控制参数。最后，本设计对以后研究工作的重点进行了思考，提出了自己的见解。PID控制器自产生以来，一直是工业生产过程中应用最广、也是最成熟的控制器。目前大多数工业控制器都是PID控制器或其改进型。尽管在控制领域，各种新型控制器不断涌现，但PID控制器还是以其结构简单、易实现、鲁棒性强等优点，处于主导地位。关键字：磁悬浮系统；PID控制器；MATLAB仿真设计报告内容1.简述磁悬浮球系统的工作原理；2.依据电磁等相关物理定理，列写磁悬浮系统的运动方程；3.根据磁悬浮系统的运动方程搭建被控对象在Simulink环境下的仿真模型；4.结合单位反馈控制系统的控制原理，为被控对象设计PID控制器。5.分析综述比例P、积分I、微分D三个调节参数对系统控制性能的影响。（具体仿真参数见参考资料附表）仿真参数选取方法：附表中提供了5组备选参数，你应该选择的参数组编号为：参数编号=（学号后3位）mod5%即学号后三位除以5的余数举例：张同学，学号：201036524123,学号后3位为：123，由于123mod5=3，所以，张同学的报告中应选择第3组参数进行仿真实验。设计报告正文1.简述磁悬浮球系统的工作原理；2.依据电磁等相关物理定理，列写磁悬浮系统的运动方程；3.根据磁悬浮系统的运动方程搭建被控对象在Simulink环境下的仿真模型；4.结合单位反馈控制系统的控制原理，为被控对象设计PID控制器。仿真参数：第1组5.分析综述比例P、积分I、微分D三个调节参数对系统控制性能的影响。M=0.13;X=3e-3;I=0.752;K=1.28e-4;X0=4.36e-3;R=9.5;L=0.3;Kx0=2*K*I*I/(X+X0)^3;Ki=2*K*I/(X+X0)^2;P=8000;I=9000;D=900;M=0.13;X=3e-3;I=0.752;K=1.28e-4;X0=4.36e-3;R=9.5;L=0.3;Kx0=2*K*I*I/(X+X0)^3;Ki=2*K*I/(X+X0)^2;P=5000;I=10000;D=900;以下为参考资料：（资料仅用于完成Matlab设计报告使用，提交时不打印）1绪论1.1磁悬浮技术综述磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。磁悬浮的作用是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、不受任何速度限制、安全可靠等优点，因此目前世界各国已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向智能化方向的快速发展。目前，关于磁悬浮技术的研究与开发在国内外都处于快速发展之中。磁悬浮技术从原理上来说不难以理解，但是真正将其产业化却是近几年才开始的。1.2磁悬浮技术的应用及展望20世纪60年代，世界上出现了3个载人的气垫车试验系统，它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。随着技术的发展，特别是固体电子学的出现，使原来十分庞大的控制设备变得十分轻巧，这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。1969年，德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列车模型，以后命名为