基于PID控制的磁悬浮控制系统研究

以Ｐ Ｌ Ｃ实验室 、 单 片机 实验室 、 Ｅ Ｄ Ａ实 验室为依 托 ， 构建 基于工 作过程 的实践教学环节 ． Ｐ Ｌ Ｃ 、单片机 、 Ｅ Ｄ Ａ等职业课 程开展 课程改 革， 为学 生开设 高水平 的设计型 、 综合性 、 创新型实验 。 引导学生参加各种课外科研活动 ． 组织学生参与 ２ ０ １ １ 、 ２ ０ １ ２ 年度 江苏省大学生创新训 练项 目。 ２ ０ １ １ 年度 的大学生创新训练项 目《 浴室 水温 自动调节显示装置》 已通过结项 验收 ． ２ ０ １ ２年度大 学生 创新 训练 项 目《 电动车远程 防盗报警装置》 正在开展。 同时依托生创新实验室开 展电子兴趣小组活动 ． 先 后有 ２ ０ ０人次参与 电子 兴趣小组活动 ． 通过 科研 、 创新 活动 ． 培养和锻炼 了学生的工程意识和创 新能力 。
［ 责任编辑 ： 陈双芹 ］
（ 上接第 １ ４页） 将 真实 的生产实践 、 生产任务作为教学 的必要环节 ， 要 从校企合作的高度为专业教 学提供 实训平 台和实践环节 ． 实现工学结 合． 争取达 到教育 与生产 的“ 零距离 接轨 生产 性实训基地既 可以是校 内的实训基地 ． 又可 以是学校 与企 业 建立合作 ． 将企业作为定 点实习单位或 者在企业建设实 训基地 ． 让学 生 的实习能够在一个真实 的生产 环境 ． 接触 真实的生产 任务 ． 接受真 实企业 的实训 。生产性实训基地可 以说就是 “ 教学工厂 ” ． 它既具有实 践 教学 的功能 ． 同时还具有生产 的功能 。 建立 了 ５ 个应用 电子技术专业 的实践教学基地 分别与常州欧密 格光 电科技公 司、 常州敬鹏 电子科技公 司、 无锡健鼎 电子科技公 司、 扬 州亚联光 电子科技公司 、 江苏新华 中自动化设备公司签订校企合作协 议． 聘用企业技术人员与教师共 同指导学生实践教学 。
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ １
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Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
图 ３ 采用 Ｐ Ｉ Ｄ参数的磁 悬浮轴承控 制系统 单位 阶跃响应 曲线 ２ ． ３ 磁悬 浮轴 承控制 系统 的 Ｐ Ｉ Ｄ参数整定 采 用临界 比例带法 ， 整定 Ｐ Ｉ Ｄ参数 。临界 比例增益 Ｋ ， ＝ ２ ０ ０ ０ ， 临界 振荡 周期 ＝ Ｏ ． ６ ６ ｘ １ ０ ％。得 到 Ｐ Ｉ Ｄ控 制器 三 个参 数 的整 定 值 ： ＝ １ ２ ０ ０ ， Ｔ Ｆ ０ ． ３ ３ ｘ １ ０ ， ＝ ８ ． ２ ５ ｘ １ ０ 。磁悬 浮轴承控制 系统单位 阶跃 响应 曲线如 图 ４所示 。
４ 结束语
紧扣 电子技术 的发展脉搏 ，根据企业对 电子技术人才 的要求 ， 确
３ 开展 实验教学与创新教育相结合地模 式的研究
专业设置 与社会 需要相结合 ． 在课程体 系的设 置上 ． 应 突 出应用 知识 ， 以实 践能力为中心 ； 在教学计 划的安排上 ， 应强调知识应 用 ． 加 强实践性教学环节 加强实践性教学环节 ． 让学生把学 到的理论 知识 运用到实际工作 中去 ． 在将理论知识应用于解决现实问题的过程中逐 步提高应用能力 和实践能力 ． 这就需 要加大实践性教 学环节 的课 时数 ． 合理 整合理论 教学与实践教学 体系 ． 从教育思想 观念到教学 管理层面 、 从 教学 内容 到教学过程、 从学科建设 到教学模 式 ， 都强化 对学生应用 能力的培养 ， 培养社会经济发展需要 的应 用型人 才 重视并加强实践环节的管理 ． 当前 应用型专业人 才培养 的管理与 实践 中多采用模 块式教 学模式 ． 一般包 括四个模 块 ， 即： 专业知识 模 块、 应 用能力模块 、 创新 能力模块 、 综合 素质模块 。
略 完 全 能 达 到 对 系 统 的 有 效 性 及 稳 定 性 的 要 求 。 ｅ
【 参考文献 】
．
［ １ ］ 冯恒磁 悬 浮轴承系统仿真研究［ Ｄ 彬． 主动电磁轴承一 转 子系统控制器 的设计ｆ Ｄ １ 杭 州： 浙江大学 ， ２ ０ １ ０ ．
ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｂ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ — ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ Ｊ ］ ． Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ
由图 ４ 可知 ． 采用临界 比例带法整定得到的 Ｐ Ｉ Ｄ控制器 ． 磁悬浮轴 承控制 系统单位阶跃响应 曲线单调衰减．且通过性能指标计算得到其
Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ） ， ２ ０ １ １ ， ５ （ ０ ３ ） ： ２ ３ ４ — ２ ３ ７ ．
图 ５ 采用临界 比例带法整定 Ｐ Ｉ Ｄ参数的磁悬浮轴承控 制系统 扰动响应 曲线 ’
由图 ５ 可知， 采用所得到的Ｐ Ｉ Ｄ 控制器 ， 磁悬浮轴承控制系统扰
动响应 曲线性 能比较满意 ， 且其最大位移偏 移为 ８ ． ９ ｅ ｍ。
３ 结语
跟据 Ｐ Ｉ Ｄ控制器 的基本原理及其参 数整定算 法， 针对磁悬浮轴 承 被控 对象 ．对实际 Ｐ Ｉ Ｄ进行 了仿 真研究 ．采用 临界 比例带法整定 了 Ｐ Ｉ Ｄ参数并进 行了相应的仿真研究 。研究结果表 明， 采用 Ｐ Ｉ Ｄ控制 策
［ ３ ］ 吕 冬明， 徐春 广， 郝娟． 主动 磁悬浮轴承 控制系统的 研究阴 ． 轴承， ２ ０ ０ ８ ， １ ５ （ ４ ｉ ： ５ － － ９ ．
图 ４ 采用临界比例带法整定 Ｐ Ｉ Ｄ参数的磁悬浮轴承控制系统单位 阶跃 响 应 曲线
［ ４ ］ Ｒ ｉ ｔ ｏ ｎ ｊ ａ ， Ｊ ． Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｂ ｅ ａ ｉ ｔ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 叨． Ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ； ２ ０ ０ ６ ， １ ２ （ ０ １ ） ： １ ９ － ２ ４ ． ［ ５ ］ Ｙ ａ ｈ Ｈ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｘ ｉ ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｉ ｍ ｉ ｎ ． Ａ ｎ Ｍ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｏ ｎ ｄ ｙ ｎ ａ ｎ ｉ ｉ ｅ