Σύστημα Μαγνητικής Ανύψωσης (MLS)

Το Σύστημα Μαγνητικής Ανύψωσης αποτελείται από μία πηγή LED, έναν ηλεκτρομαγνήτη, έναν οπτοηλεκτρονικό αισθητήρα, μία μονάδα ενισχυτή, μία μονάδα αναλογικού ελέγχου, μία κάρτα απόκτησης δεδομένων και μία μπάλα από χάλυβα. Κάποιος μπορεί εύκολα να αιωρήσει μία ή περισσότερες χαλύβδινες μπάλες σε σταθερή κατάσταση. Αυτό το σύστημα συνθέτει τα κύρια πειραματικά δεδομένα στον τομέα του ελέγχου και ικανοποιεί πολλές απαιτήσεις πειραμάτων όπως ο αυτόματος έλεγχος, η θεωρία ελέγχου, και τα συστήματα ανατροφοδότησης, τα οποία είναι κατάλληλα για UG ή PG μαθήματα σχεδιασμού και έρευνα αλγορίθμων.


Το MLS είναι ένα τυπικό, μη γραμμικό, ασταθές, ανοιχτού βρόχου σύστημα. Περνώντας μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος μέσω της ηλεκτρομαγνητικής περιέλιξης, θα δημιουργηθεί μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Με τη ρύθμιση του ηλεκτρικού ρεύματος στο κύκλωμα, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη μπορεί να ρυθμιστεί να είναι ίση με το βάρος της χαλύβδινης σφαίρας, έτσι η σφαίρα θα αιωρείται σε κατάσταση ισορροπίας.


Μόλις παρεμβληθεί ελαφρώς η κατάσταση ισορροπίας, η σφαίρα θα πέσει ή θα μαγνητιστεί από την ηλεκτρομαγνητική περιέλιξη, για αυτόν τον λόγο το σύστημα πρέπει να είναι ένα σύστημα ελέγχου κλειστού βρόχου.Ο εξοπλισμός μέτρησης αποτελείται από μία Πηγή φωτός LED και έναν αισθητήρα που μπορεί να ανιχνεύσει την απόσταση μεταξύ της χαλύβδινης σφαίρας και της ηλεκτρομαγνητικής περιέλιξης. Όταν η σφαίρα πέσει, λόγω παρεμβολών, η απόσταση θα αυξηθεί. Ο αισθητήρας ανιχνεύει τη διακύμανση της έντασηςτου φωτός και παράγει ένα σχετικό σήμα. Μετά τη ρύθμιση από τον ελεγκτή και του ρύθμιση του ενισχυτή, το ηλεκτρικό ρεύμα ελέγχου μέσω του ηλεκτρομαγνήτη, θα αυξηθεί, και η σφαίρα θα τραβηχτεί πίσω στη θέση ισορροπίας.

 

Τεχνικά χαρακτηριστικά:

  • Δομή ανοιχτής αρχιτεκτονικής
  • Προσαρμογή παραμέτρων σε πραγματικό χρόνο
  • Συμβατό με Matlab/Simulink
  • Διαστάσεις (Μ × Π × Υ): 350mm× 178mm× 376mm
  • Ακρίβεια ελέγχου: 0.1mm
  • Στροφές τυλίγματος: 2450mm
  • Διαστάσεις τυλίγματος: Φ=20mm, H=94mm
  • Αυτεπαγωγή: 135mH
  • Συχνότητα δειγματοληψίας: 30KHz
  • Εύρος ελέγχου: 1~20mm (m=22g, Φ=25mm), 1~15mm(mμπάλας=120g, Φ=55mm)

Πειραματικές δυνατότητες:

  • Πείραμα και ανάλυση μοντελοποίησης συστημάτων
  • Ανάλυση απόκρισης ανοικτού βρόχου συστήματος
  • Σχεδιασμός ελεγκτή PID
  • Σχεδιασμός ελεγκτή γεωμετρικού τόπου ριζών
  • Σχεδιασμός ελεγκτή απόκρισης συχνότητας
  • Πείραμα αναλογικού ελέγχου (απαιτείται αναλογική μονάδα ελέγχου)
  • Αλγόριθμοι ελέγχου που καθορίζονται από τον χρήστη

Το πειραματικό-εκπαιδευτικό Σύστημα Μαγνητικής Ανύψωσης, είναι χρήσιμο στην εκπόνηση πειραμάτων στον τομέα του Ηλεκτρομαγνητισμού, της Τεχνολογίας Αισθητήρων, των Αναλογικών Κυκλωμάτων και του Ελέγχου Υπολογιστών.