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    對自卸除鐵器的懸浮實驗

    2020-02-04

      利用永磁懸浮實驗裝置,對自卸除鐵器進行了懸浮實驗。在懸浮實驗中,利用裝置中的3個電渦流傳感器的反饋信號、兩個PD位置控制器及與數值模仿中相同的反饋增益實現了裝置的穩定懸浮。裝置的上部的兩個電渦流傳感器用以檢測裝置的定子框架部分和棚軌之間的氣隙長度??刂葡到y的控制反饋信號采用上部的兩個傳感器的平均值,以減少裝置搖擺對懸浮的影響。

      另外,通過下部傳感器獲得裝置的直線驅動部分和定子框架部分之間的相互位置關系,從而間接地獲得永磁鐵和棚軌之間的氣隙長度。進而,兩個PD位置控制器通過反饋控制信號控制直線電機的電流,調整永磁鐵的位置,控制永磁鐵相對于棚軌在懸浮平衡點位置附近小范圍高頻振動,達到穩定懸浮的目的。

      為了研究自卸除鐵器系統的懸浮魯棒性,在系統穩定懸浮狀態下,剪斷預先用細線拴到定子框架部分的10g重物,以模擬階躍輸入。并記錄了從系統穩定懸浮狀態,到加入外擾后再次穩定懸浮的系統響應過程。

      實驗結果揭開了系統加入外擾后,電機的電流、定子框架的位置、直線驅動部分和定子框架之間的相互位置等關鍵參數的響應過程。剪去重物后,裝置的總體重量減低,永磁鐵相對于棚軌的氣隙長度增加以減小吸引力。

      此過程反映到定子框架部和直線驅動部分的位移上時,由于定子框架的重量減小,定子框架在直線電機驅動力和彈簧力的共同作用下向上移動一定位移;由于磁鐵向下移動,直線驅動部分相對于定子框架部分向下運動。

      而變化的電機電流產生的電機驅動力用以克服定子框架部分重量變化后彈簧力的變化。經過上述一系列變化,使自卸除鐵器系統重新達到另一個穩定懸浮狀態。

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