Elaborarea și cercetarea sistemului dinamic cu levitație electromagnetică

Abstract

Scopul general al tezei: Elaborarea si cercetarea unui sistem de levitație electromagnetic, analiza și controlul sistemului pe baza a trei butoane care ajustează poziţia verticală a magnetului de levitat şi aplică un semnal de referinţă sinusoidal, dreptunghiular, fierăstrău.

În cadrul lucrării a fost realizat o cercetare teoretică a levitației electromagnetice, s-a analizat structura sistemului de reglare automată și problema reglării, principiul de funcționare a electromagnetului, a senzorilor cu efect Hall, tehnicile ale levitaţiei magnetice și domeniile de utilizare a acestui fenomen având atât avantaje cât și dezavantaje.

Astfel a fost montat un sistem de levitație electromagnetic și realizată cercetarea acestuia privind poziţia verticală a magnetului, care levitează, folosind un senzor liniar cu efect Hall, iar curentul în electromagnet este controlat activ pentru a obţine o levitaţie stabilă.

În funcţie de semnalul dat de senzor, electromagnetul este condus în sus sau în jos. Dacă obiectul feromagnetic este deasupra poziţiei dorite, regulatorul reduce curentul din electromagnet şi forţa electromagnetică. Dacă obiectul este sub poziţia dorită, curentul din electromagnet va fi crescut.

În acest mod s-a realizat o modelare (identificare analitică) fiind obligatorie când sistemul fizic nu este disponibil pentru o investigare experimentală, ci doar sub formă de proiect. Plecând de la o documentaţie detaliată a sistemului fizic, obţinerea modelului analitic permite – în conjuncţie cu tehnici de simulare adecvate – studiul previzional al sistemului, sub aspectul performanţelor sale. Teza conține: 87 pagini, 63 ilustrații, 1 tabel, 25 surse bibliografice.

L'objectif général de la thèse: Le développement et la recherche d'un système de lévitation électromagnétique, l’analyse et le contrôle du système basé sur trois boutons qui permet de régler la position verticale de l'aimant en lévitation et de appliquer un signal de référence sinusoïdal, rectangulaire, scie. La thèse contient: 87 pages, 63 ilustrations, 1 table, 25 sources bibliographiques. Dans ce travail, on a mené une recherche théorique de la lévitation électromagnétique, l’analyse de la structure du système de contrôle automatique et la problème de réglage, le principe de fonctionnement du électroaimant, du capteur à effet Hall, les techniques de lévitation électromagnétique et les utilisations de ce phénomène comme ayant des avantages et des inconvénients.

Ainsi, il a été monté le système de lévitation électromagnétique et réalisé sa recherche sur la position verticale de l'aimant qui lévite en utilisant un capteur à effet Hall linéaire et le courant dans l’électroaimant est activement contrôlée pour obtenir la lévitation stable.

En fonction du signal provenant du capteur, électroaimant est entraîné vers le haut ou vers le bas. Si objet ferromagnétique est supérieure à la position souhaitée, le régulateur réduit le courant dans l'électroaimant et la force électromagnétique. Si l'objet se trouve en dessous de la position souhaitée, le courant dans l'électroaimant sera augmenté.

De cette façon, la modélisation a été effectuée (identification analytique), obligatoire lorsque le système physique n’est pas disponible pour une étude expérimentale, mais seulement sous forme de projet. Basé sur une documentation détaillée du système physique, l'obtention du modèle analytique permet - en combinaison avec des techniques de simulation appropriés - l’étude prospective du système.