基于电动悬浮技术的平面碰撞数据分析系统设计

发布时间：2024-02-22 13:36

　　碰撞是我们生活中常见的一种现象,影响着人类社会的方方面面,对碰撞的研究有助于我们更好的掌握这一科学现象,从而加以利用造福人类。气垫导轨和光电门是现在实验室中研究碰撞规律的主要仪器,但气垫导轨表面密集的气孔在使用过程中容易堵塞,造成滑块与导轨接触摩擦甚至滑落,导致实验现象不准确。另外气垫导轨只能做一维方向上两个物体的正碰实验,不具有一般性。本文采用电动悬浮技术来消除碰撞滑块在运动过程中的摩擦,同时利用光电技术设计了一种测速方法,保证滑块在碰撞过程中稳定悬浮且实时测速,另外本系统为二维平面碰撞系统,可以实现多个物体多角度的自由碰撞。本文的主要研究工作如下:首先,对该碰撞系统的研究背景及意义进行了论述,介绍了碰撞对我们日常生活的重要性,以及测速技术和磁悬浮技术国内外的发展现状。之后,介绍了该系统的理论基础,包括系统的整体结构及组成,以及测速系统的测速原理及测速方法,并对螺线管磁场分布进行了理论分析,据此建立了系统的数学模型。对模型的稳定性进行分析后发现系统不稳定,随后引入了反馈环节并设计了PID控制器,利用试凑法和Simulink仿真结合,确定了PID的最优参数值,经过验证该PID控制器具有...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1气垫导轨利用气垫导轨和光电门结合虽然可以做碰撞实验，但光电门和气垫导轨的缺

哈尔滨师范大学硕士学位论文2的距离是已知的，根据计时器记录的时间即可计算出物体的运动速度。在导轨的一端，可装弹簧或者橡皮筋，用于发射滑块，给滑块一个初速度。图1-1气垫导轨利用气垫导轨和光电门结合虽然可以做碰撞实验，但光电门和气垫导轨的缺点也很明显。气垫导轨主要依靠气泵注入的高压....

图2-2碰撞滑块内部结构图

第2章碰撞系统的技术理论8第2章碰撞系统的技术理论第一章介绍了该碰撞系统所用到的技术及目前的发展状况，本章将详细介绍该设备的整体结构及系统组成，同时介绍各个部分的工作原理，并对该系统磁场分布进行分析，建立磁场模型。然后分析了磁悬浮部分的力场结构，建立了磁悬浮控制系统的数学模型。2....

图2-1碰撞滑块外观图

第2章碰撞系统的技术理论8第2章碰撞系统的技术理论第一章介绍了该碰撞系统所用到的技术及目前的发展状况，本章将详细介绍该设备的整体结构及系统组成，同时介绍各个部分的工作原理，并对该系统磁场分布进行分析，建立磁场模型。然后分析了磁悬浮部分的力场结构，建立了磁悬浮控制系统的数学模型。2....

图2-3电磁弹射结构图

哈尔滨师范大学硕士学位论文9如图2-3为电磁弹射结构图，主要由固定支架、弹射衔铁、以及弹射线圈组成，配合相应的驱动电路即可完成对碰撞滑块的弹射。图2-3电磁弹射结构图图2-4为该系统碰撞示意图，碰撞滑块被电磁弹射器弹射以后，悬浮在铜板上，铜板上面有一层黑白相间的测速网格，沿箭头方....

本文编号：3906827