【上吸式磁悬浮装置】

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        很早以前个人用arduino做过一个下推式的磁悬浮【简易磁悬浮】装置，时隔四年，这次又设计了个上吸式的磁悬浮装置，感觉也蛮有意思的，在这里分享几个经验




        相比于那时候的程序只用了PID来控制线圈，这次由于经验丰富了，采用了更复杂的控制算法，最终的悬浮效果非常理想。主要来说，这次这个装置有以下几个特点：

1.悬浮更稳定，几乎看不出浮子有任何抖动，这归功于更复杂的控制算法

2.几乎零噪声，由于Arduino的pwm频率为490Hz，这是在人耳的听觉范围内的，所以可以听到之前的装置工作时会发出刺耳的声音，而这次将pwm频率提高到了20kHz，且控制算法进行了内插滤波，所以噪声几乎被消除了

3.功耗得到了极大的控制，整个装置异常省电，是的你没听错，磁悬浮是很省电的，还是因为改良的控制算法，使用了多个闭环控制，其中包括一个电流环，也就是说算法会调节浮子到一个合适的位置，而这个位置的磁力（不包括线圈的力）是和重力完美平衡的，这样就让磁力抵消了几乎所有的重力，线圈只需要在这个平衡点附近，进行极其轻微的调整，因此电流是非常小的，实测待机电流30ma，加上浮子工作的电流50ma，也就是说线圈消耗的电流只有20ma左右，甚至跟单片机的功耗差不多。

4.浮子重量大大增加，这个装置最大可以悬浮多大的浮子呢？大到夸张，2kg左右都没问题，这是由于上面那一点，电流环的加持，不管浮子多重，其重力都会和磁力相平衡，只不过浮子越重，最终平衡的位置就离线圈的铁芯越近而已。更有意思的是，不管浮子多重，最终的功耗是不会变的，都是50ma左右，因为平衡点附近所需要的线圈磁力非常小。

5.这也是很有意思的一点，装置可以实现断电浮子自动上吸。在实际应用中，断电的时候，浮子如果掉下来可能会损坏挂在上面的物品，所以有必要实现断电的自动上吸。但是，照理说，断电的时候，单片机都不工作了，怎么还能控制浮子呢？如果不控制，由于浮子是稳定在平衡点附近，那么断电时候上吸还是下落完全是随机的啊，怎么保证百分百上吸呢？答案是，不让它工作在平衡点附近，也就是说，让它工作在平衡点上面一点点，这样的话，实际上线圈所提供的不是吸力，而是斥力来使得浮子平衡，于是一旦断电，斥力消失，浮子就自己上吸啦。这也是为什么，待机电流30ma，而工作电流有50ma的原因，其中20ma被用于线圈提供斥力了。实际上，如果不要求这个功能的话，线圈的功耗几乎可以降至0！

6.也是最核心的一点，所有的参数都是自整定的，所以可以自适应浮子的重量。

看演示视频：



由于这次其实是个商业项目，所以就不方便开源啦~

更多信息可以关注一下个人主页：www.pengzhihui.xyz

wetnt

yydsdx

哇！终于前排了。

yydsdx

为何这么稳，晃都不晃一下

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yydsdx 发表于 2018-4-3 12:55
为何这么稳，晃都不晃一下

算法算法算法

弘毅

前排占位，再慢慢看。

奔腾老马

牛，实在是牛，算法，算法，算法！

keneng

这个应用应该是很高级了

leisd

实在是牛，

huangshan78

支持，非常不错

001

好厉害，我正在努力

迷你强

好奇，电磁铁哪买的？难道是自己绕的？？？

pz_cloud

迷你强 发表于 2018-4-6 16:14
好奇，电磁铁哪买的？难道是自己绕的？？？

自己绕啊，这东西好做

happy张

好想知道用的什么算法

wing

来参拜一下
我没有搞这些大功率的东东,这是一个很有启发意义的例子