手把手教你DIY磁悬浮详细教程--吊悬式上推式
手把手教你DIY磁悬浮
吊悬电路图
R3为距离调节，这个距离是有一定的大小，小到磁铁会吸住上面的铁芯，大到上面电磁铁没有力吸住下机的磁铁。
R4 是放大调节器，在PID中可看作P。
R5R6组成电压中线中。
距离调节，也可这样做：R3去掉不用，直接调节A放大器的中线电压。
R8,C1这个值要通过调试才能达到完美。这个可增加稳定性
这个3503磁感应器在电动摩托车车把找到的，线性的，当没有磁力线通过时输出为电压的一半。
3503放在线圈（线圈可以加铁芯）的下面中心点，这个放置有正反面之分。吊悬用强磁铁。
线圈的圈数和线直径大慨个数，没有算出要多少才可以，多圈几圈正常下多可以用单组电路（整个完整电路应有两组这样的电路）
电路分析：
这个电路中可分成几个部份
R2,R3,D1,C1组成稳压供给3503和中线电压取样
A放大器与R8,R7组成输入放大
因霍尔是放在磁场中间，和霍尔自身的工艺因素，所出输不一定刚好是电压的一半，所以放大器的中性电压一定要用R6来调节
R9,R10,C3，组成PID
Q1,Q3,B放大器可看成一个放大器，R1是RF，这样就好理解了，D2,D3是保护Q1,Q3的。
R11,R12,Q2,Q4,C放大器这是一组约为1：1放大，正好与B放大输出成反相
也可这样来说，后级的电路是推勉放大器
如果不用R11,R12,Q2,Q4,C放大器，这个电路其实就是吊悬电路改变而来的
在调试中先试一组电路
当磁铁在线圈上方左右移动时，手能感觉到磁铁被电磁铁在上方一个位置中吸卡住（有点轻微，要认真去感觉），调节R6可改变吸卡的位置，
霍尔放在相对一组线圈中间，上下也要居中（这个很关健）
如果线圈的磁力够推动磁铁的话可以放在下面大磁铁中（这个看起比较好看），但初做这个还是先放在大磁铁上面，当然这个前提是下面的环形磁铁的磁力足以托起上面的悬磁铁一定距离，够放住线圈。左右线圈输出的磁性是想反的。对悬磁铁来说正好一个线圈是拉，一个线圈是推。
当悬磁铁向左漂移时，电磁铁会把它拉到右过来（一个推，一个拉），当悬磁向右漂移时，电磁铁也会把它拉到左过来，这样的结果会使悬磁铁居在两个线圈拉力的中间。上下两个线圈也是这个道理。
原理上分析
这是叠在一起的磁铁形成了楔形磁力线产生的力的平衡。
先易后难
先做个掉悬的比效快，有个技术难点，就是PID很难做到完美有点轻微的抖动，但效果也是不错的，上下的距离可以调节
掉悬做好了，现来做托悬的，这个有点难度
图上这些磁铁共花了100多元
找个塑料管和基板，用雕刻机做几个圆片，再挠上线圈
这个线圈，是加了铁心的，只因用了铁心，效果反而不太好
单组电路板，总共有两组
效果：
加上点东西，呵呵，小家伙这也行
图上加了块纸皮是，防止上面那个掉下来打坏磁铁
基于微分电路的上拉式磁悬浮
基于微分电路的上拉式磁悬浮 这是一个基于微分电路的上拉式磁悬浮。它不使用单片机，仅靠电路实现上拉式磁悬浮的平衡。而且作者把它做成了“便携式”，用一个透明文具盒+电池就装下了。可以随身携带，随时演示，简直就是工科宅男的泡妞利器！ 原文的图片链接都已经失效了，还好我这里曾经下载保存过 废话不多说了，以下是原文攻略部分。 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$华丽丽的昏鸽线$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 未组装阶段的通电悬浮图： 再来一张： 第三张
开始组装 它的心脏:比例微分控制电路 电路是由如下元件组成,一般家电维修处都能买到,其中运放,我用的是LM324 是因为我手头现有这个,其实用2 运放就行,线圈是自己饶的,漆包线挺贵的。
自制要点:被悬浮的必须是磁力强体积小的磁铁,推荐使用球形钕铁硼磁铁,非球形也行。漆包线很贵,线圈不必绕那么多圈,绕到我这个的一半就可以达到和我这个一样的磁场了,但是绕得越多,越省电. 两个可变电阻的阻值必须调试到合适才能悬浮且稳定. 霍尔元件的位置应该处于线圈中心。 霍尔元件在很多家电上都有用到,去家电维修部买就可以了,可以买3503,也可 以买别的型号,但是要注意买输出线形量的,不是开关量的。 那么我就整体原理解释一下,如果你水平高,你可以做一个,如果水平不行,我解释了你起码能知道是怎么回事: 小球在空中受重力,当小球处于某个高度时,电路使重力和磁力平衡;当小球高于这个高度时,电路使线圈磁力小于重力,从而使小球有下落趋势;反之,低于这个高度,电路使线圈磁力增大,小球就有上升趋势.从而小球能在一定的扰动范围内保持平衡。 其实学过控制的人可以看出电路中还有微分控制,就是那个电容.其实这个电路没有微分控制也能工作,小球稳定性会稍差些.如果不懂控制,完全可以按你理解的不加电容来做.另外线圈挡板的铝板也起到类似于微分控制的作用,抑制震荡. (本段系另一人回复，在帖中23楼，非作者叙述) 我说说我的理解：小球的轻微扰动会导致空间磁场变化，霍尔元件把这个变化感应成线性电位信号反馈。两个500K 电阻的分压可以让运放输出有一个直流偏压，防止三极管工作在截至区(调节静态工作点)。 200K 电位器的作用是调节霍尔元件信号的平衡位置， 500K 电位器的作用是调节控制电路的灵敏度（或者是调节前级放大倍数防止后面的放大电路饱和），两级运放间RC滤波器是滤除纹波 让线圈的磁场更平稳。霍尔元件的反馈信号被两级运放和三极管放大了很多倍，只要磁场一有扰动，就会驱动线圈电流变化让磁场趋于恒定。 23楼完全正解. 不过电容不是为了滤除波纹,而是微分控制,也就是根据小球的速度来改变线圈电流的大小. 如果不加电容,就只根据小球位置来改变了. 这种球形磁铁可以在淘宝上买到，搜“球形钕铁硼”即可，目前全国只此一家，所以是2元/个的“垄断价格”，不用球形的话，很多城市的卖电机的地方都有卖钕铁硼。
手把手教你DIY磁悬浮详细教程--吊悬式上推式
手把手教你DIY磁悬浮 吊悬电路图 R3为距离调节，这个距离是有一定的大小，小到磁铁会吸住上面的铁芯，大到上面电磁铁没有力吸住下机的磁铁。 R4 是放大调节器，在PID中可看作P。 R5R6组成电压中线中。 距离调节，也可这样做：R3去掉不用，直接调节A放大器的中线电压。 R8,C1这个值要通过调试才能达到完美。这个可增加稳定性 这个3503磁感应器在电动摩托车车把找到的，线性的，当没有磁力线通过时输出为电压的一半。
3503放在线圈（线圈可以加铁芯）的下面中心点，这个放置有正反面之分。吊悬用强磁铁。 线圈的圈数和线直径大慨个数，没有算出要多少才可以，多圈几圈正常下多可以用单组电路（整个完整电路应有两组这样的电路） 电路分析： 这个电路中可分成几个部份 R2,R3,D1,C1组成稳压供给3503和中线电压取样 A放大器与R8,R7组成输入放大 因霍尔是放在磁场中间，和霍尔自身的工艺因素，所出输不一定刚好是电压的一半，所以放大器的中性电压一定要用R6来调节 R9,R10,C3，组成PID Q1,Q3,B放大器可看成一个放大器，R1是RF，这样就好理解了，D2,D3是保护Q1,Q3的。 R11,R12,Q2,Q4,C放大器这是一组约为1：1放大，正好与B放大输出成反相 也可这样来说，后级的电路是推勉放大器 如果不用R11,R12,Q2,Q4,C放大器，这个电路其实就是吊悬电路改变而来的 在调试中先试一组电路 当磁铁在线圈上方左右移动时，手能感觉到磁铁被电磁铁在上方一个位置中吸卡住（有点轻微，要认真去感觉），调节R6可改变吸卡的位置，
霍尔放在相对一组线圈中间，上下也要居中（这个很关健） 如果线圈的磁力够推动磁铁的话可以放在下面大磁铁中（这个看起比较好看），但初做这个还是先放在大磁铁上面，当然这个前提是下面的环形磁铁的磁力足以托起上面的悬磁铁一定距离，够放住线圈。左右线圈输出的磁性是想反的。对悬磁铁来说正好一个线圈是拉，一个线圈是推。 当悬磁铁向左漂移时，电磁铁会把它拉到右过来（一个推，一个拉），当悬磁向右漂移时，电磁铁也会把它拉到左过来，这样的结果会使悬磁铁居在两个线圈拉力的中间。上下两个线圈也是这个道理。
下推式动态磁悬浮试验论文
磁悬浮的制作 徐荣金谷巍徐瑞强 （北京邮电大学信息与通信工程学院） 摘要：介绍“下推式动态磁悬浮试验”的探索过程以及整个实验的基本原理和重要元件 的工作原理。 关键字：磁场，上拉式，动态，静态，线性霍尔元件，PID控制，平衡，算法，信号 c Xu Rong-jin, Gu Wei, Xu Rui-qiang School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications Abstract: Introduced "Push-pin designing Dynamic magnetic " and the entire experimental process to explore the basic principles and important elements. Keywords: Magnetic field, pull-up, dynamic, static, linear Hall element, PID control, balance, algorithms, signal. 一：引言 随着社会的不断进步，旧的交通工具已经不能满足人们对于快捷的追求，于是新兴的交通工具变雨后春笋般地涌现了出来。其中最有代表性的就是磁悬浮列车。磁悬浮列车以它高速，低噪音，环保，经济，安全的特点受到了各个国家的青睐。目前，全世界仅有我国上海浦东机场到市区的30公里长的磁悬浮列车线路正式投入了运营。从这里足以看出磁悬浮技术的复杂与不成熟，以磁悬浮列车为启发，我们物理实验小组意图设计出自己的悬浮作品，让我们足不出户，一睹磁悬浮的真容。 二：基本原理探索 为了实现小部分的磁悬浮，我们的前期工作是相当复杂的，首先作为刚刚步入大学校园的我们，基础知识还很不完善，一些诸如物理与计算机语言的知识还等待着我们去吸收。因此整个实验进程充满了艰辛和对未知的探索。还好借助互联网和大一上学期编程的基础，以及北京邮电大学物理实验中心的老师的帮助下，经过我们三个人的不懈努力，终于做出了最终的作品。一下就我们的整个实验过程以及原理和实验仪器的结果做简单介绍。
小学科学二年级下册第五单元第16课《制作磁悬浮笔架》
小学科学二年级下册第五单元第16课《制作磁悬浮笔架》 皇华小学备课组坚永芹 教材分析： 通过对本册第二单元磁铁的学习，学生已基本了解了磁铁的基本性质，也初步尝试了利用磁铁的性质制作指南针为人类服务。但是在真实的生活情景下，磁铁的性质还有哪些真实应用，利用磁铁的性质还可以进行哪些发明和创新呢？本可利用磁悬浮笔架这个技术与工程活动，让学生了解科学、技术与工程活动紧密结合，能够为生活带来更多的便利，为什会带来更多的进步。 教学目标： 1.能利用磁铁美工刀等材料和工具,在教师的指导下完成磁悬浮笔架的制作。 2.能对自己和他人的作品提出改进建议。 3.能如实讲述事实，当发现事实与自己原有的想法不同时，能尊重事实,养成用事实说话的意识。 4.了解到人类可以利用科技产品让生活环境得到改善。 教学重难点： 重点：探究磁悬浮实验的工作原理。 难点：利用磁悬浮实验的工作原理，完成磁悬浮笔架的制作。 活动准备：环形磁铁、纸盒、美工刀，双面胶、铅笔 教学过程： 一、问题与猜测 教师先演示"小猫钓鱼"的游戏(用磁铁吸引曲别针) ,让学生回忆学过的有关磁铁的知识，再展示磁悬浮地球仪和磁悬浮飞机等，激发学生探究其中原理的欲望。 师:同学们,我们知道了每块磁铁上都有两个磁极。不同的磁极靠近时会相互吸引，相同的磁极靠近时会相互排斥。这节课,我们就来利用磁铁间的这种奇妙的性质,制作一个可以悬浮的笔架。 (教师板书:制作磁悬浮笔架。) （设计意图:带领学生回顾已学知识。从学生喜欢的玩具人手，激发学生的学习兴趣,引导学生对悬浮现象进行猜测和探究。） 二、探究过程
（一）设计磁悬浮笔架 1、师提问:我们手中的铅笔可以飘浮在空中吗?谁能想到好方法?(学生积极回答。) 师:同学们的想法真棒。 (学生交流讨论，积极回答环形磁铁同学们能根据它联想到什么呢? 2、老师演示。我们可以先把假笔套在环形磁铁中，再把磁铁放在纸盒中，这样它们就会相互推开使铅笔悬浮在空中了。 3、(救师展示材料:环形磁铁、纸盒美工刀，双面胶、铅笔)师:哪位同学能说说这些工具的名称?(学生积极交流回答。) 师:哪位同学知道这些材料的作用? (学生小组内积极交流讨论。) 4、教师总结:美工刀可以用来切制纸盒;铅笔可以用来绘制线条:直尺可以用来测量物体的直径和厚度:纸盒可以用来做磁悬浮笔架的底座:双面胶可以用来固定位置。 （二）制作磁悬浮笔架 师:同学们，在开始制作前,老师遇到了一个难题.需要同学们一起帮忙解决:怎样能把磁铁牢固地固定在纸盒上呢? (学生积极讨论、汇报。) 师:可以用双面胶把磁铁粘在纸盒上,但是这个方法还不是太牢固。哪位同学还有其他的想法? (学生回答。) 师:我们可以先用直尺测量出环形磁铁的厚度和长度，再用铅笔在纸盒上绘制出宽度与环形磁铁厚度相同的、长度与纸盒相同的长方形，然后用直尺测量出环形磁铁的直径，用蜡笔在绘制的长方形两侧画出长度略小于环形碰铁直径的长方形，最后用美工刀将纸盒上绘制的4个长方形挖出来。 师提出活动要求: (1)学生小组内分工合作，互相配合。 (2)不能用美工刀嬉戏打闹，制作过程中要注意安全。 (3)安装磁铁时,，要注意磁铁的南北极方向。 (4)调试笔筒上两块磁铁间的位置,直至笔筒能悬浮。提示学生注意操作规范和安全。)学生开展实验活动，教师巡视并适时指导。 （设计意图:教师通过设置问题，发散学生思维;通过设计磁悬浮笔架的活动指向,培养
磁悬浮资料总结
磁悬浮技术和磁悬浮列车原理 磁体：具有磁性的物体 在它的上面 磁性最强的部分就是磁极 磁极是由环形电流元产生的，磁力是由于电荷运动所产生的基本力 常导电式磁悬浮需要用电力来产生磁悬浮力 三类磁悬浮超导电动磁悬浮 永磁悬浮——用特殊材料，不需要其他动力（国产） （1）电磁悬浮系统简称EML技术 原理是利用高频电磁场在金属表面产生的涡流来实现对金属球的悬浮。 将一个金属样品防止在通有高频电流的线圈上时 高频电磁场会在金属材料表面产生高频涡流，这一高频涡流与外磁场相互作用，使金属样品受到一个洛伦磁力的作用。 在合适的空间配制下，可使洛伦磁力与重力方向相反，通过哦改变高频源的功率使电磁力与重力相等，即可实现电磁悬浮。一般通过希艾娜全的交变电流频率为104-105Hz。 （2）超导磁悬浮：利用超导体的磁绝缘性（超导体是唯一的磁绝缘体）以及超导体的磁钉扎现象，采用永磁体和超导磁体的联合悬浮。 （3）全永磁悬浮：采用“李氏拉推磁路”理论，完全由永磁体构成、不带任何控制系统的全永磁悬浮技术，突破了恩肖定理，是磁悬浮技术的原始性创新。
而谈及磁悬浮列车—— 背景：火车轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动，发出很强的噪音，且不断提速，阻力越大，当火车行驶速度超过每小时300公里时，就很难再提速了。 于是——我们想到要消除车轮与铁轨之间的摩擦 有两种方法气悬浮 （在陆地上，会激扬起大量尘土，产生很大噪音） 磁悬浮 那么之后选择磁悬浮了 推斥式—— 是利用两个磁 铁统计性相对而产生的排斥力，使列车悬浮起来。这种磁悬 浮列车车厢的两侧，安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时，这种电池铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环，致使其中产生感应电流，同时产生一个同极性反磁场，并使车辆推离轨而在空中悬浮。 但，静止时，犹豫没有切割电势与电流，车辆不能产生悬浮，只能像飞机一样用
自制磁悬浮装置
磁力悬浮器：玩儿的就是“气场”！ chxmright发表于 2010-12-07 18:59 DIYer:J_Hodgie 制作时间:3-4小时 制作难度:★★★★☆ GEEK指数:★★★★☆ 这件小小的DIY作品向我们展现了一个磁力悬浮器是如何“神奇”地让各种物体漂浮在空中，而且仅仅利用了一个小小的磁铁而已哦~~简单易行，效果却是相当不凡的，一定能让围观者“大吃一斤”……
话说该神器和悬浮地球仪很神似~~但是我DIY的神器是电磁铁和永久磁铁配合的结果——这比简单的将几个永久磁铁捆绑了事，声称自己可以悬浮任何物体要高级多了，不是夸夸其谈，看我后续介绍吧。 我找来了一个微控制器（PLC或是单片机随你便）和一个红外传感器来侦查悬浮物的悬停高度，然后通过微处理器来设定电磁铁的电流值，从而让它乖乖地悬停在空中～ 当然咯，悬浮物的悬浮位置还是和悬浮物的重量与磁性大小有关滴。把物体放在磁铁和传感器之间时，我可以通过一个开关来侦测高度从而确定电流强度。 当物体悬浮时，物体的重力和磁铁对物体产生的吸引力是相等的，所以我们选择悬浮物体的时候一定要找使用非工业电磁铁，用较小的电磁力就可以摆平的物体啦～～而且这个小装置还能够进行动态调整以便物体保持完美的悬浮高度。 从前我总是被商店橱窗里的悬浮地球仪深深吸引，奈何钱包不鼓啊。何况那种玩意儿还非得捆绑销售那个悬浮物，而不能悬浮自己喜欢的物品！ 因此呢，我决定自己利用磁铁DIY一个。先看看我的“神器”，酷吧？ 双向电梯 ? 5 制作悬浮物 ? 6 飘起来向大家去炫耀吧 ?7 DIYer签到处
1 工具和材料 ○ATMega168微控制器○1个16-20MHz 晶体管○28针插座 ○双路全H桥集成电路卡○1个NPN型功率三极管○2个电磁铁 ○1个双色发光二极管 ○2个红外发光二极管 ○2个红外光敏二极管 ○1个5V稳压器
16制作磁悬浮笔架教案
《制作磁悬浮笔架》 一、教学目标： 1、知识目标： 通过对磁悬浮工作原理的探究，帮助儿童掌握磁的相关知识 2、能力目标： 锻炼学生利用简单器材完成实验能力 3、思维目标： 通过以上两点提升学生的观察、分析的思维能力 二、教学重点与难点： 1、教学重点： 探究磁悬浮实验的工作原理。 2、教学难点： 探究磁悬浮列车的工作原理 三、教学设计： 从一个小魔术开始回顾磁铁的性质及其作用——利用磁铁的性质探究磁悬浮原理——了解磁悬浮列车的运行原理——激发学生的兴趣，制作完成磁悬浮笔成品知识拓展，让学生了解各国对磁悬浮技术的应用。 四、教学方法： 演示、验证式、讨论式教学 五、教学准备： 教师演示器材学生器材 工具材料工具材料 无磁悬浮笔套件无磁悬浮笔套件 六、教学过程： 1、复习前课： 2、课程兴趣点：磁铁为什么可以漂浮？ 3、引导质疑： 第一步通过演示一个小魔术，回顾磁铁的性质及其作用。 第二步利用磁铁的性质学习磁悬浮原理，并了解磁悬浮列车的运行原理。 第三步通过制作完成磁悬浮成品，激发学生的兴趣，并让学生了解各国对磁悬浮技术的应
用。 4、探究验证过程： ⑴实验器材：磁悬浮笔套件 ⑵实验目的：了解磁极同极相斥，异极相吸的性质 ⑶实验记录：当两磁铁靠近时，会出现两种情况，一种是两磁铁吸在一起，一种是上面的磁 铁悬浮起来。 学生实验：通过以上演示实验，让学生掌握实验规律，独立完成本节课实验（教师可以适当的点拨） 5、总结回顾： 磁悬浮也称作“磁浮”，是一种利用磁体间的吸引力和排斥力来使物件浮在空中的技术，还有利用电磁力的吸引或排斥，使物件不受引力束缚，从而自由浮动的。 6、拓展表达： （1）拓展视野： 磁悬浮列车是怎样运动的呢？当然靠磁力了，首先利用磁铁同性相斥的原理把列车悬浮 起来，再利用磁铁异性相吸、同性相斥的原理使列车前进，消耗了电能。根据我们现有的知 识可以这样理解，但是磁悬浮实际工作原理要复杂得多。 （2）表达知识： 磁悬浮就是运用磁体“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁体具有抗拒地心引力的能力 悬浮起来。 七、板书设计： 磁悬浮 一、磁铁为什么可以漂浮？ 二、实验部分 1、了解磁极同极相斥，异极相吸的性质 三、总结 磁极：南极（S）、北极（N） 同极相斥，异极相吸 八、课后延伸： 课下总结整理磁铁在生活中的应用，通过本节课的学习，学生掌握磁悬浮的原理，回家 后可以利用相关材料制作磁悬浮玩具，并写出实验步骤。
下推式实验
源程序公开： //-------------------------------------------------------------------------- //下推式磁悬浮源程序2009.12.18 //liguang70217 //liguang70217@https://www.sodocs.net/doc/107161979.html, //https://www.sodocs.net/doc/107161979.html,/ //ICC-A VR application builder : 2009-12-17 17:27:22 // Target : M8 // Crystal: 12.000Mhz //-------------------------------------------------------------------------- #include
简易磁悬浮控制装置
2014年电子科技大学（第九届）电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1） 参赛队员认真填写参赛报名表，报名信息必须准确无误。 （2） 每队严格限制三人，开赛后不得中途更换队员和制作题目。 （3） 参赛队员可以借助互联网等工具进行辅助设计，但不得与其他参赛队进行 方案讨论和交流。 （4） 器件领取时间及地点：2014年清水河校区科研楼A431（5月17日、5月 18日9:00-12:00,15:00-18:00, 19:00-22:00） （5） 作品提交时间及地点：2014年6月8日在清水河校区科研楼A431（6月 8日9:00-12:00,15:00-17:00，19:00-22:00）提交作品，逾期提交即视为自动放弃比赛资格。提交时应包括：设计报告、制作实物。 简易磁悬浮控制装置（E 题） 一、任务 设计制作一个简易下推式磁悬浮及其控制装置。磁悬浮装置结构如下图所示（左图为正视图，右图为俯视图，俯视图中纸杯未画出）。环形磁铁A 位于最下方，用于提供主要磁力，四个线圈B 放在环形磁铁A 之上，当四个线圈通电后，产生磁力用于控制强磁铁C ，，使强磁铁C 悬浮于空中，纸杯D 粘贴在强磁铁C 上，用于盛放物体，霍尔传感器E 用于检测强磁铁C 位置，返回信号用于控制线 A 环形磁铁 B 线圈 D E 霍尔传感器
二、要求 1. 基本要求： （1）将强磁铁C放于该装置中，可用肉眼观测出强磁铁C处于明显悬浮状态； （2）强磁铁C处于悬浮状态时间不少于60s； （3）增设四个按键，控制强磁铁C向x轴、y轴某一指定方向摆动。 2. 发挥部分 （1）在纸杯D一侧粘贴一枚一元硬币，使纸杯D与强磁铁C所组成的系统中心发生偏移，此时纸杯D与强磁铁C所组成的系统仍能稳定悬浮， 悬浮时间不少于60s； （2）在此系统一侧放置电风扇，要求纸杯D能在有风条件下保持悬浮状态超过60s。改变电风扇与系统之间距离，测量纸杯D保持悬浮状态时 电风扇可摆放的最近距离；； （3）控制纸杯D以图示z轴为轴发生陀螺进动； （4）增加强磁铁C悬浮位置控制，使强磁铁C可向x轴或y轴某一指定方向移动，并能显示强磁铁C当前位置坐标； （5）外观精美、别致，节能； （6）其他。 三、说明 （1）题目为应用性、开放性试题，希望参赛者发挥想象力和创造力； （2）环形磁铁A可使用现成环形永磁体，也可使用亚克力板等板材，粘贴强磁铁产生所需磁场； （3）强磁铁C直径应小于30mm，可采用钕磁铁作为强磁材料。环形磁铁A （或亚克力板材）直径应小于150mm； （4）发挥部分（1）中硬币粘贴，可使用透明胶进行粘贴； （5）发挥部分（2）中，测试时使用同一电风扇，档位设为一确定档位，测试过程中只改变电风扇与系统距离； （6）基础部分（3）中摆动，指强磁铁可向某一方向移动，之后处于稳定状态。此稳定状态所处位置可为移动之前位置，亦可为移动之后位置。 若移动之后强磁铁没有自动弹回原位置，则视为发挥部分（4）中所述 移动。若能完成发挥部分（4），则基础部分（3）直接得满分。 （7）陀螺进动指下图所示运动。发挥部分（3）中，若偏转角θ越大，则此
磁悬浮演示装置设计设计报告
磁悬浮演示装置设计设计报告
毕业设计 题目：磁悬浮演示装置设计 院：电气信息学院 专业：电子信息工程班级： 1101 学号： 25 学生姓名：余东升 导师姓名：李延平 完成日期： 2015年 6月 10日
诚信声明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名：日期：年月日
毕业设计（论文）任务书 题目：磁悬浮演示装置设计 姓名余东升学院电气信息学院专业电子信息工程班级1101 学号201101030125 指导老师李延平职称讲师教研室主任刘望军 一、基本任务及要求： 课题内容是以TI公司的Tiva C平台为基础实现一个磁悬浮实验演示装置，具体要求如下： 1、搭建实验装置的实物平台； 2、实现对磁铁的悬浮控制； 3、磁平衡的控制参数可调； 4、完成实物制作 二、进度安排及完成时间： 1、第一周至第二周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； 2、第三周至第四周：毕业实习； 3、第五周至第六周：各参数测试算法研究； 4、第七周至第八周：完成硬件的设计及模型组装；
5、第九周至第十一周：完成系统硬件电路的设计及调试； 6、第十二周至第十三周：完成单片机程序的编写及调试； 7、第十四周至第十五周：撰写设计说明书； 8、第十六周：毕业设计答辩
目录 摘要.................................................................... I Abstract ............................................................... II 第1章概述. (1) 1.1磁悬浮的研究背景 (1) 1.2磁悬浮研究的现状 (1) 第2章系统方案 (3) 2.1 系统总体方案设计 (3) 2.2 霍尔传感器 (3) 2.3 信号处理方案 (4) 2.4 线圈驱动器选型 (5) 2.5 主控芯片选择 (5) 第3章系统硬件设计 (7) 3.1 主控模块设计 (7) 3.2电源设计 (8) 3.3 传感器电路设计 (8) 3.4 控制线圈驱动模块设计 (8) 3.5霍尔元件与控制线圈的安装 (9) 第4章软件设计 (10) 4.1 编程语言的选择 (10) 4.2 主程序设计 (10) 4.3 模块程序设计 (11) 第5章调试与运行 (15) 5.1 编程工具CCS的介绍 (15) 5.2程序调试与下载 (16) 5.3 PID调试与结果 (17) 第6章结论与展望 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录程序 (22)
磁悬浮模型
磁悬浮模型（6课时） 一、活动目的： 初步了解磁悬浮列车能悬浮的原理；通过模型的制作体会实际磁悬浮列车速度快的原因；锻炼解决实际问题的能力，锻炼动手实践能力。让学生体会到实验研究的艰辛，体会物理问题的解决不是一朝一夕的事情，需要长时间的不断努力与奋斗 二、课前准备： 1、学生准备材料：硬纸板、剪刀、透明胶带纸、30cm细线或细绳、长螺丝钉、拇指粗细的塑料管30cm长、牙膏盒 2、教师准备：统一购置磁铁、已完成的磁悬浮模型样本 三、科室安排：预计两课时，此模型学生要解决的问题较多，难度较大，根据实际情况可能需要3~4 课时完成。 四、活动安排 第一或第一、二课时主要任务 解决磁悬浮的轨道问题，后面课 时逐渐完成磁悬浮。. 每小组内商议轨道形状，可采取圆形或直线型。不论选用哪种形式的轨道，都要研究如何解决列车在斥力作用下偏离轨道的问题（这是本模型制作成败的关键，也是难度所在），各小组在确定轨道形状后，先从理论角度研究如何解决列车偏离轨道的问题。
备用方案：1、选择圆形轨道的，可采用公园玩具飞机的结构形式（如右图所示），即用塑料管将车体与轨道圆心连接，利用塑料管使车体始终悬浮于轨道上方，从而防止车体偏离轨道。制作技巧：塑料管长度等于或稍大于轨道半径，将塑料管一端粘在车体底部，另一端穿一小孔后架在长螺丝钉上，以螺丝钉作为转轴转动，螺丝钉经过轨道圆心，并穿透硬纸板且固定牢固。 2、选择直线型轨道：在轨道两侧间距等于车体宽度的距离上做两条纸板墙，利用纸板墙夹住车体，防止车体偏离轨道。 两种方案各有优势，圆形轨道做工相对复杂，但制作完成后，加上动力系统，列车则能连续运动。采用直线轨道的，制作工艺简单些，但列车运行距离受到限制，并且可能产生较大阻力，失去磁悬浮阻力小的特点。 第二或第三课时：完成车体的制作，完成车体与轨道的组合，最终完成磁悬浮模型的制作。 五、理论 1、磁悬浮的原理：磁体磁极间的相互作用力，即引力和斥力，实现悬浮。 2、磁悬浮特点：此项技术应用于列车，从而改变了传统列出的轮轨设计，使车体本身没有轮子，大大减小的阻力，是车速高达550km/h，可与飞机媲美。 六、制作过程 1、轨道设计：在纸板或木板中心位置固定一螺丝钉，以螺丝钉为圆
上拉式磁悬浮电路小析
上拉式磁悬浮电路小析（最简化电路，仅需一个运放） (2011-04-30 03:39:37) 转载▼ 分类：好玩的科学 标签： 磁悬浮 电路分析 早几次的博文中曾介绍过一个用反馈电路将钕铁硼磁铁悬浮在空中的实验。当时是照搬动力哥博客上的电路图。开始理解得不是很深入，后来自己对着这个电路东敲西打，做了各种改动的尝试（其间烧毁三极管一个，烫伤手指一根），发现如下的简化版电路也可以工作（但是悬浮的时间比原来的那个电路要短）： 电路只使用了一级放大，放大倍数约为1000。第二个运放起到一个转换输入输出电阻的作用。连接在三极管基极和发射极的电容我发现有至关重要的作用。如果没有它，磁铁大于几个赫兹的小振动会被放大，很快就不稳定而掉落了。有了它，这些“高频”的振动就会被滤掉，磁铁稳定悬浮可达数十秒钟（原来的那个
电路可以悬浮达数分钟或更久）。而其他更低频的振动，比如一个赫兹以下的，反馈都能应付得过来。为什么会是这样，得需进一步的分析电路的频率响应，这就不是我这个业余爱好者能胜任了。各位高人前辈不吝赐教。 动力哥博客中介绍的电路用了两级放大，第一级和第二级中有个微分电容。我的尝试表明那个电容作用不大，不如把它用来稳定三极管基极电压的作用明 昨天还用示波器看了一下输出到三极管的电压。本来是想输入一个1mV的正弦波，看输出的放大倍率是否是1000 。结果一看吓一跳。在根本没有输入正弦波的情况下，输出已经是在拼命的震荡了，见下示意图： 这些震荡不具有确定的单一频率，但是主要频率成分大概是2 兆赫。这么高频的震荡，都快赶上调频收音机的信号了。我估计这是由于输入的噪音引起的。因为只需要两毫伏的噪音幅度就可以让这个放大1000倍的电路疯狂了。幸好这个震荡频率高，三极管那里基本上反应不过来，所以接收到的只是一个平均电压2.5V 。 调试要点： 电路调试的时候，最好是串联一个电流表在线圈上，时刻监测，使得调试静态工作电压变得简单。 Update: 不甘心于悬浮的振荡会迅速自激，于是上网搜索“放大电路自激振荡”，发现一般放大电路会在电源正负极加上一个大电容以滤去可能引起振荡的噪声。我加了
挑战DIY 极限,我做的磁悬浮 磁悬浮原理
磁悬浮原理 磁悬浮想法由来已久，就是用磁力克服重力让物体悬空，但真正做起来并不容易，主要原因是没有稳定的平衡点。要达到悬浮，必须是稳定的悬浮。也就是说，用一个力（或位移）在任何方向上（上下左右前后等）来（小）扰动被悬浮物，都会有一个恢复力，使得外力撤消后重新恢复平衡。
我见过的磁悬浮可以分成有源的和无源的两大类，前者比如反馈式的，用光电、磁电等手段检测到被悬浮物体偏离正常悬浮点后，通过调节电磁铁的电流来使得物体保持在悬浮点附近，因此需要用电。这样的悬浮从道理上看，与开直升飞机悬停没什么区别。 无源悬浮又分为超导悬浮和普通磁悬浮两类，前者是靠超导体的完全抗磁性来达到的，超导体和磁体之间就像安装了弹簧一样。简单说就是任何磁铁在超导体附近的移动都会在超导体表面产生电流，而这个感生电流所产生的磁场阻碍磁铁的运动，因此磁铁就与超导体相对静止。 普通磁悬浮又可分成两类，排斥悬浮和吸引悬浮。排斥悬浮有成品可买到，就是所谓的陀螺悬浮。其原理是用五块大磁铁（比如四角四块N极向上、中间一块S极向上）在悬浮空间上方产生一个磁场谷（对N极向下的悬浮磁铁周围排斥力强但中间弱），那么只要被悬浮磁铁的极性得到保持，就可以成功悬浮。但处
于自由状态的磁铁会上下反转，把排斥力变成吸引力，结果悬浮就失败。解决这一问题的办法就是把悬浮磁铁做成陀螺，保证在运转期间极性不反转，这样才能悬浮起来。这个“玩具”我很早也买过，悬浮需要技巧，陀螺的重量要通过垫片调整到误差在0.1g之内才能悬浮，而且要求底座很平。 以上悬浮要么需要能量，要么需要不会持久保持的条件（超导的低温、陀螺的旋转），因此都不是永久悬浮方案。 最后一种，就是吸引悬浮。但吸引悬浮中，两块磁铁的吸引力基本上是与距离的平方成反比的，尽管吸力与重力有一个平衡点，但为非稳定平衡。 为了解决这一问题，需要用反磁性物质制造一个局部的稳定空间。 我先给出我的试验过程和结果，过一会儿再讲具体原理，并给出另一个制作实例。 1、花90元买来500克分析纯的铋粒。实际上用不了这么多，也用不着这么纯，但只有这个可买。
中低速磁悬浮与轻轨、地铁的比较概述.
研究生课程考核试卷 科目：城市轻轨交通工程教师：靳晓光 姓名：林博学号：20151613095 专业：桥梁工程类别：专硕 上课时间：2015 年11 月至2016年1 月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
中低速磁悬浮在城市轨道交通中的运用 磁悬浮技术的研究源于德国,1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理,1934年他申请了磁悬浮列车的专利,1953年完成科学报告《电子悬浮导向的电力驱动铁路机车车辆》。20世纪70年代以后,世界工业化国家经济实力不断加强,为提高交通运输能力以适应经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始对磁悬浮运输系统进行开发,并取得令人瞩目的进展。 磁悬浮列车与传统轮轨列车不同，它用电磁力将列车浮起，导向和驱动。在运行时不与轨道发生摩擦，中低速磁悬浮列车（时速小于200km）在运行时发出的噪声非常低。此外，磁悬浮列车还具有速度高，制动快，爬坡能力强，转弯半径小，振动小，舒适性好等优点。在修建城市轨道交通线路的造价攀升的情况下，中低速磁悬浮线的性能价格比好的优势得以显示出来。 1 磁悬浮技术的种类 目前，载人试验获得成功的磁浮列车系统有3种，它们的磁悬原理和系统技术完全不同，不能兼容。 （1）用常导磁吸式（EMS）进行悬浮导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。以德国的TR（Trans rapid）磁浮列车系统为代表。TR采用常规电导吸引的方式进行悬浮和导向，悬浮的气隙较小，一般为 10mm 左右；由地面一次控制的直线同步电机驱动。我国上海机场磁悬浮线就是引进的德国 TR系统 （2）采用超导磁斥式（EDS)进行悬浮和导向，同步长定子直线电机驱动的高速磁浮列车系统。 高速超导磁悬浮列车以日本的ML系统为代表。车上的超导线圈在低温下进入超导状态，通电后产生很强的磁场，列车运动时，超导磁体使线路上的导体产生感应电流，该电流也将产生磁场，并与车上的超导磁体形成斥力，使车辆悬浮（悬浮高度较大，一般为100mm左右）。列车由地面一次控制的线性同步电机进行驱动，同步电机定子三相绕组铺设在地面线路两侧，无需通过弓网受电方式供电。
磁悬浮列车完整版
一、前言 衣食住行，人之必需。自古以来人类最大苦恼之一是人与货物的运输：横渡河流、穿越高山、遥远距离的行程等，想尽办法以节省时间和气力，让旅程更舒服。从步行手提、肩挑到用力拖拉，直至现代复杂的交通系统。 牛顿发现万有引力定律之前，人类就感知到地球引力的存在，人们发现，拖着重物比肩扛着省力。6千多年前人类建造了第一组轮子：木质实心的两个轮子、一根固定的穿过轮子中心的轴及架在其上的平台，车造出来，更省力了。繁体汉字“車”形象地表征了车的架构。车的出现极大地方便了人类的出行。 1825年世界上第一条铁路诞生，20世纪初飞机出现，人类可以陆海空立体交通出行。随着科技的进步，各种交通工具的速度、便捷、舒适度都大为提高。 1. 总旅行时间 人们出行总希望用最短的时间到达目的地，即旅行时间最短。所谓旅行时间等于主旅行时间与附加时间之和，通俗讲就是从（家）门到（目的地住处）门的时间。其中主旅行时间是旅客在旅途中所乘座的主要交通工具花费的时间，附加时间为旅途中花费在其他辅助交通工具上的时间，粗略统计结果附加时间：小汽车为零，高速铁路为1小时，飞机为2.5小时。图1给出不同速度下，旅行时间与旅行距离的关系。 从图旅行距离中可见，在2600 km 距离内乘坐时速500 km 的列车的旅行时间和乘时速700 km 民航飞机（国内民用飞机常规速度）相当。如果再考虑到方便性、安全性、舒适性及节能、环保性，列车被选择的可能性会更高。 迄今轮轨列车最高运营速度为350 km/h ，这样从 磁悬浮列车 金能强 速度连贯性考虑350 km/h 和500 km/h 间有个断档，用什么交通工具填充？ 2. 轮轨列车的局限 轮轨列车是一种靠黏着力牵引的车辆，在速度上有局限性。首先，轮轨之间的黏着力制约了列车的高速运行，图2表示轮轨列车基本运行原理。钢轮架在铁轨上，支撑着车辆，凸起轮沿卡在铁轨间起导向作用，原动机（电动机、内燃机、蒸汽机）驱动轮轴转动、与其一体的轮子随之转动，列车依轮子在轨道上滚动而前行，靠的是轮子表面与铁轨表面的黏着力。黏着力不但随轮轨表面状况（如材料、表面光滑度、附着的雨、雪等）而变化，而且如图3所示，会随着速度增加而减小，与此同时列车的空气阻力却随着速度显著增加，当列车速度达到一定值时，牵引力与阻力相等，列车不可能再加速了。如冬天汽车在冰面上难以高速行驶一样，无论你如何加大油门，车轮老是打滑，车速快不起来。这一速度就是列车的最高运行速度，轮轨高速列车难以突破400 km/h 的运营速度。 其次，当今高速轮轨列车几乎全靠电力牵引，以 图1 不同速度下旅行时间与旅行距离的关系 Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008For Evaluation Only.
三种磁悬浮模式
IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, VOL. 19, NO. 3, JUNE 2009 2137 Performance Advances of HTS Maglev V ehicle System in Three Essential Aspects Zigang Deng, Jiasu Wang, Jun Zheng, Hua Jing, Jing Li, Wei Liu, Ya Zhang, and Suyu Wang
Abstract—In order to put the practice of high temperature superconducting (HTS) Maglev vehicle technology into people’s life, the interaction between high temperature superconductor (HTSC) and permanent magnet guideway (PMG) as the basic model of HTS Maglev vehic le was carefully investigated and enhanced from three essential aspects, i.e., bulk HTSC material, PMG field and bulk HTSC magnetization. The maglev experiments were performed with three kinds of bulk HTSC materials, two kinds of PMGs and two kinds of magnetization methods. It is found that three aspects are all very effective to improve the levitation capability and lateral stability.With better bulk material, more reasonable PMG configuration and magnetization method, the performance of HTS Maglev vehicle system will be greatly advanced and closer to an economical and practical level. Index Terms—High temperature superconductors, Maglev vehicle, magnetization, permanent magnet guideway. I. INTRODUCTION CHARACTERIZED by passive stability, high temperature superconducting (HTS) magnetic levitation (maglev) technology shows great potential both in axial and translational symmetric applications [1]–[5]. In the former, with remarkable achievements in load performance [6], [7], superconducting magnetic bearing (SMB) is possible to realize its commercial application firstly in flywheel energy storage system [8]–[10] or motor [7] before long. For the latter, with the advantages of self-stability, high-speed, environment friendly, comfort, low energy consumption, and so on, HTS Maglev vehicle has been considered as an important candidate for future transportation tools. Besides the three man-loading HTS Maglev test vehicles in the world [11]–[13], more and more small-scale prototypes have been fabricated for research [14]–[17] and try to explore its potential application in other fields, such as space launch [18], [19]. No longer satisfying with the present laboratory scale, researchers begin to the test line considerations [20], [21]. At present, it is not difficult to levitate a vehicle using bulk high temperature superconductor (HTSC) by above mentioned prototype references. The key is what performance the vehicle Manuscript received August 22, 2008. First published June 05, 2009; current version published July 15, 2009. This work was supported by the National High Technology Research and Development Program of China 2007AA03Z210, the National Natural Science Foundation in China 50777053 and the Innovation Foundation of Southwest Jiaotong University for Ph.D. Candidates, China. The authors are with the Applied Superconductivity Lab. (ASCLab),