北京科技大学本科生毕业设计中期报告
目
录
1、已完成的设计研究工作及取得的初步成果 .............................................................2
1.1 磁悬浮的物理模型提取....................................................................................2
1.1.1[3级标题] .................................................................................................2
2、存在问题[1级标题]..................................................................................................8
2.1[2级标题] ...........................................................................................................8
2.1.1[3级标题] .................................................................................................8
3、下一步工作计划[1级标题] ......................................................................................9
3.1[2级标题].........................................................................................................9
3.1.1[3级标题] .................................................................................................9
4、可预期成果[1级标题] ..........................................................................................10
4.1[2级标题].......................................................................................................10
4.1.1[3级标题] ...............................................................................................10
指导教师意见...............................................................................................................11 系所意见 ......................................................................................................................11
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x-----小球之心到电磁铁磁极表面的瞬时气隙； i-----电磁铁绕组中的瞬时电流； 其中=
由电磁感应定律及电路的基尔霍夫定律可知有如下关系：
U(t)= 其中L(x)可近似表达为
(3) 式中：-----小球没处于电磁场中时的静态电感
小球处于平衡状态时，其加速度为零，由牛顿第二定律可知小球此时所受合力为零。即：
(4) 由于电磁系统中的电磁力F和电磁铁中绕组中的电流i，气隙x间存在着较复杂的非线性关系，我们对此系统进行线性化处理。
定义，分别为：
故完整描述此系统的方程式如下：
拉普拉斯变换后得：
由边界方程代入得系统的开环传递函数：
定义系统对象的输入量为功率放大器的输入电压也即控制电压，系统对象输出量为x所反映出来的输出电压为（传感器后处理电路输出电压），则该系统受控对象的模型可写为：
，
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=-
根据误差及其变化，可设计专家PID控制器，改控制器可分为以下五种情况进行设计：
(1) 当时，说明误差的绝对值已经很大。不论误差变化趋势如何，都应该考虑控制器的输出应按最大或最小输出，以达到迅速调整误差，使误差绝对值以最大速度减小。此时，它相当于实施开环控制。
(2) 当时，说明误差在朝误差绝对值增大的方向变化，或误差为某一常值，未发生变化。此时，，说明误差也较大，可考虑由控制器实施较强的控制作用，以达到扭转误差绝对值朝减小方向变化，并迅速减小误差的绝对值，控制器的输出可为： U(k)=u(k-1)+{} 此时，如果则说明尽管误差朝绝对值增大方向变化，但误差绝对值本身不很大，可考虑控制器实施一般的控制作用，只要扭转误差的变化趋势，使其朝误差绝对值减小的方向变化，控制器的输出为：
U(k)=u(k-1)+{} （3）当e(k),
（4）当e(k)，
u(k)=u(k-1)+ 如果此时误差的绝对值较小，即,可考虑实施较弱的控制作用： u(k)=u(k-1)+ （5）当，说明误差的绝对值很小，此时加入积分，减少稳态误差。
在图中，，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。……区域，误差朝绝对值减小的方向变化。此时，可采取保持等待措施，相当于实施开环控制；错误！未找到引用源。 ，错误！未找到引用源。 ，错误！未找到引用源。 ，错误！未找到引用源。 …区域，误差绝对值朝增大的方向变化。此时，可根据误差大小实施较强或一般的控制作用，以抑制动态误差。 1.4.2程序设计及仿真
%ts为采样时间，num，den为传递函数离散化之后的分子分母系数 % u_1 u_2 u_3分别为控制量前一个时刻，前两个时刻，前三个时刻的值
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if abs(x(1))>=0.05
%由控制器实施较强的控制作用
u(k)=u_1+2*kp*x(1)
else
u(k)=u_1+0.4*kp*x(1);
end
figure(2); plot(time,rin-yout,\'r\'); xlabel(\'time(s)\');ylabel(\'error\');
专家PID控制阶越响应曲线
1.5神经网络PID控制器的设计
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3、下一步工作计划[1级标题] 3.1[2级标题]
3.1.1[3级标题]
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年
月
日
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指导教师意见
系所意见
指导教师签字：
检查结果：
□ 合格
负责人签字（盖章）：- 11 -
年
月 不合格
年 月 日
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日
