基于SIMMECHANICS的单自由度磁悬浮隔振器PID控制系统simulink建模与仿真

目录

1.课题概述

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

4.系统原理简介

4.1 单自由度磁悬浮减振器工作原理简介

4.2 SIMMECHANICS工具箱

5.完整工程文件

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1.课题概述

     基于SIMMECHANICS的单自由度磁悬浮隔振器PID控制系统simulink建模与仿真。其中，SIMMECHANICS是MATLAB仿真中的一个工具箱，同时结合SIMULINK、MATLAB的功能。利用SIMMECHANICS模块框图对机构运动进行建模和动态仿真。

2.系统仿真结果

运行完simulink文件后再运行ploter得到说明文档的结果图（操作视频中遗漏了这个步骤）

        从上面的仿真结果可知，当输入测试信号为正弦的时候，对应的气隙和电流响应为响应的正弦输出。从而说明控制对象的正确性。

3.核心程序与模型

版本：Matlab2017b（提供Matlab2017b软件下载链接）

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4.系统原理简介

       在现代工业和精密设备领域，振动控制至关重要。磁悬浮隔振器利用电磁力实现非接触式隔振，相比传统隔振方式具有无摩擦、寿命长、响应快等优势。PID 控制作为一种经典且有效的控制策略，能实现对系统的精确调节。结合 SIMMECHANICS 工具，可直观、高效地搭建单自由度磁悬浮隔振器 PID 控制系统的仿真模型，深入研究其工作原理和性能。

4.1 单自由度磁悬浮减振器工作原理简介

研究如下结构的单自由度磁悬浮减振器：

       当地面存在扰动并作用到磁悬浮减振器的时候，如果扰动较小，那么避震系统将以比较缓慢的速度进行位移，产生压缩或拉伸的效果，此时避震器的阻力只有来自机构内部的摩擦力，这种情况不考虑。如果扰动较大，避震器的阻力将增加，从阻力的作用效果划分，阻力分为压缩和回弹两个部份，其中回弹阻力出现在减振器受底部扰动后的反弹过程，从而抵消来自底部的扰动，并减少来自底部扰动的冲击，而压缩部分则传递给中间的减震台，并和中间的减震台重力相互抵消，从而保持避震器上半部分的稳定性。

4.2 SIMMECHANICS工具箱

        SIMMECHANICS是MATLAB仿真中的一个工具箱，同时结合SIMULINK、MATLAB的功能。利用SIMMECHANICS模块框图对机构运动进行建模和动态仿真。SIMMECHANICS模块组提供了建模的必要模块，可以直接在SIMULINK中使用。SIMMECHANICS支持用户自定义的构件模块，可以设定质量和转动惯量。

        SIMMECHANICS提供了大量对应实际系统的元件，如：刚体、铰链、约束、坐标系统以及传感器等。使用这些模块可以方便的建立复杂机械系统的图示化模型，进行机械系统的单独分析或与任何SIMULINK设计的控制器及其它动态系统相连进行综合仿真。

       机构仿真是一组可以在SIMULINK环境下使用的特殊模块库。可以通过特殊的Sensor模块和Actuator模块与一般的SIMULINK模块相连接，利用牛顿动力学中力和转矩等基本概念，对各种运动副连接的刚体进行建模与仿真，实现对机构系统进行分析设计的目的。

5.完整工程文件

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