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专利号: 2017112106405
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于快速模型的磁悬浮球杆系统半实物仿真实验平台,其特征在于:包括机械部分和电气部分,所述机械部分采用电磁驱动方式,采用高精度和高线性度的超声波传感器和角度电位器分别测量小球位置和平衡杆转过的角度;所述电气部分包含TMS320F28027s DSP控制板、PWM开关型功率放大器以及超声波传感器和角度传感器的信号采集电路,平台与PC机之间通过USB接口连接,用户在Simulink环境下设计的模型,在编译成可执行文件后通过XDS100仿真器下载到控制器中运行。

2.如权利要求1所述的一种基于快速模型的磁悬浮球杆系统半实物仿真实验平台,其特征在于:所述机械部分包含超声波位置传感器、角度传感器、平台基座、平衡梁、小钢球、励磁电磁铁、衔铁和限幅胶垫,其中,平衡梁由前后两个滚珠轴承固定于底座之中,将超声波位置传感器固定于平衡梁左侧,衔铁固定于平衡梁右侧;角度传感器通过联轴器与平衡梁转轴连接,固定于前面的滚珠轴承前部;励磁电磁铁对衔铁的吸附力带动平衡梁转动从而实现对小钢球位置的控制;限幅胶垫对平衡梁转动区间进行限定,防止平衡梁大幅度摆动。

3.如权利要求1或2所述的一种基于快速模型的磁悬浮球杆系统半实物仿真实验平台,其特征在于:所述电气部分所采用的TMS320F28027s DSP控制板内部集成有多路12位ADC采集电路与16位PWM波形发生器。控制板两路ADC经外部采样电路采集超声波传感器和角度电位器输出电压信号。控制器输出控制信号以PWM波的形式经PWM功率放大器放大后输入到励磁电磁铁中对衔铁产生对应的吸附力。

4.如权利要求1或2所述的一种基于快速模型的磁悬浮球杆系统半实物仿真实验平台,其特征在于:实验平台所有RTW实时控制实验均通过Simulink采用RTW仿真模块构建实验模型,Simulink调用CCS编译器将模型转化为DSP可执行代码,通过TMS320F28027s DSP控制板中集成的XDS100仿真器将代码下载到控制器中运行,并通过仿真器将控制器采集的传感器信号发送到Simulink中的监测模型中进行观测。

5.如权利要求1~3之一所述的一种基于快速模型的磁悬浮球杆系统半实物仿真实验平台,其特征在于:实验所用PC机可以是便携式笔记本电脑、台式电脑以及工控机,PC机与实验平台通过USB接口连接。