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10秒钟制作最简单的磁悬浮

10秒钟制作最简单的磁悬浮

大家都玩过磁铁吧? 同级相斥,异级相吸。

材料:

剪刀1把

胶带纸1卷

磁铁两块

把磁铁相斥的两面用手捏紧,然后用胶带纸绑在一起(注意:两边要留下一定的长度) 最后把剩余的胶带纸用剪刀剪掉。

松手,最后你的磁悬浮就OK了。

小学生手工制作图片

小学生手工制作图片 简单一点,好看一点的! 折纸花篮制作:用两张正方形彩纸(亦可为两色)作花篮,一长条纸制花篮把。(共四组图) 1、自制羽毛球准备材料:空饮料瓶一只,网套两只,橡皮筋一根,玻璃弹子一颗。制作过程: 1.取250 毫升空饮料瓶一只,将瓶子的上半部分剪下; 2.将剪下的部分均分为8 份,用剪刀剪至瓶颈处,然后,将每一份防水袋剪成大小一致的花瓣形状; 3.将泡沫水果网套套在瓶身外,用橡皮筋固定在瓶口处; 4.将另一只泡沫水果网套裹住一粒玻璃弹子,塞进瓶口,塞紧并露出1 厘米左右; 5.剪下半只乒乓球,将半球底面覆在瓶口上,四边剪成须状,盖住瓶口后用橡皮筋固定住。 6.美化修饰后,一只自制羽毛球完成了。用羽毛球拍打分数段一打,看看效果怎么样? [编辑本段]2、自制香皂纸制作材料和工具: 吸湿性较好的白纸,小块香皂,一支毛笔和一次性饮料罐。制作方法: 先把香皂切碎后放在罐里,盛上适量的水后把杯子放在炉上加热,等香皂融化,将白纸裁成火柴盒大小,一张张涂透皂液,再取出阴干就成了香皂纸。[编辑本段]3、自制热气球 1.首先我们用软纸裁出6~8 个叶状的纸片。2.将它们对折并用胶水将它们的边粘在一起作成一个气球。 3.用胶带将四根连线粘到气球底部。用橡皮泥将线的另外一端固定在桌子上。 4.尽量将电吹风的速度调的很慢。将吹风口向上对准底部的开口并且打开开关。气球会慢慢变大拉紧细线并且离开桌面。[编辑本段]4、自制手电筒具体制作方法是:将一只废易拉罐(如露露饮料罐)起掉一头盖子,另一头用圆头榔头敲凹。用厚瓦楞纸板卷起两节一号电池,电池正极朝上、负极朝下装入罐中。找一个合适的塑料盖(如神奇大大卷的盒盖正好可以扣在露露饮料罐上), 在盒盖中央挖一个圆形小洞,洞的大小以使灯泡插紧为宜。将灯泡底座插入小洞。取一段导线两端剥去线皮,一端绕在灯座上,另一端从塑料盖侧面扎一个小孔穿出。将塑料盖盖在易拉罐上。检查一下,灯泡、电池是不是紧密接触。到这里一次性手电筒就做好了。使用时,用大拇指把从侧壁穿出的导线按在从拉罐无油漆的焊缝上,手电筒就会发光,大拇指离开导线跳起,手电筒就灭了,使用非常方便。[编辑本段]5、自制太阳灶找一个大号手电筒上的凹面反光碗,用硬质泡沫塑料或木料削一根长约4 厘米的圆柱体,直径以正好能紧紧塞进反光碗的圆孔为宜。在圆柱的一端横向钻一个细孔,穿入一根直径相当于孔径的铁丝,然后将露在圆柱外的铁丝两头扳折成90°,各留 5 厘米即可。把圆柱塞入反光碗的圆孔内,再将铁丝两端插在一块泡沫塑料或木质底板上。将一根细竹签的两头削尖,一头插在反光碗中央的圆柱上, 另一头插上一小块土豆。把该装置放在太阳下,让反光碗朝着太阳方向,然后,耐心调节竹签长度,让插上去的土豆正好位于发光焦点上。要不了多久,土豆就会被太阳光烤熟,发出香味。[编辑本段]6、自制指南针指南针,是我国古代四大发明之一。它在日常生活中有很大用途,它是根据磁学原理制作的。取三合板一块,锯一直径为120 毫米的底板。把表面和边缘用砂纸磨光。在一张铅画纸上标好符号,按尺寸把盘面剪下,贴在底盘下,取一枚大头针或缝衣针, 从底盘背面中心穿过,将尖头露出盘面做轴。根据尺寸把一块白铁皮剪成指针形状,并钻一个直径2 毫米的孔,把一颗纽扣固定在指针上。用一块永久磁铁触指针数次,使指针磁化。最后,把指针放在轴上。注意哪头指向北,就这头涂成红色。[编辑本段]科技小制作的特点科技小制作的特点就在于一个"小"字。"小"在哪里呢?(1)结构简单。一般只要制做几个零件,再组装起来就做好了。(2)材料好找。很多材料在家里就可以找到,如空纸盒、牙膏皮、泡沫塑料、罐头筒、废圆珠笔芯、坏了的玩具、铁丝、铁片等。(3)加工容易。多数项目工艺技术要求低,小学生可以掌握。(4)花钱少。有些项目甚至可以不花钱,不会增加家庭负担。(5)见成果快。不少项目只要一天、半天就可以做成,这符合少年儿童心理,容易推广普及。2.活动形式(1)开设科技课,使学生普遍受到科学教育,并辅导学生制作。(2)建立兴趣小组, 辅导学生制作。(3)鼓励学生自己选题,独立完成小制作,必要时给予适当的辅导。3.活动内容和辅导方法(1)依照图纸、说明,或印制好的材料进行制作。

科技制作教案1:浮沉子

浮沉子的制作 一、教学目的: 1、知道下沉的物体也受到浮力的作用,了解物体在液体中的浮沉原因 2、知道什么叫浮沉子以及浮沉子的制作原理 3、通过动手制作浮沉子,锻炼学生的动手能力 4、通过查阅资料,了解潜水艇的下潜和上浮的原理 二、教具准备: 可以浮于水面的小药瓶(含瓶塞)、剪刀、水、注射器或胶头滴管、瓶口直径大于药瓶直径的塑料瓶、瓶口直径大于药瓶直径的玻璃瓶、橡皮薄膜、橡皮筋等 三、教学过程: 1、物体的浮沉条件 演示并操作:教师与学生找到身边常见的物品,根据生活经验判断它们在水里的浮沉情况,然后一一投入水中验证。 讨论:一些物体下沉至水底,一些物体上浮最终漂浮于水面上,还有的物体最终悬浮于水中,是否下沉的物体如硬币石头等不受到水的浮力? 学生根据小学科学知识,讨论得出下沉的物体是因为浮力小于重力,而上浮的物体是因为浮力大于重力。 2、展示并介绍浮沉子 教师介绍:根据物体的浮沉条件制作的既能上浮又能下沉的物体

就叫做浮沉子。 教师演示两种采用不同方法改变使小药瓶上浮下沉的浮沉子,如图所示,激发学生兴趣。 问题:通过观察猜想通过改变什么使小药瓶上浮和下沉的? 学生猜想:改变浮力或改变重力 提示:联想潜水艇是如何实现下潜和上浮的。仔细观察小药瓶在上浮和下沉的过程中瓶内水量的多少。 讨论结果:通过增加或减少瓶内水量改变小药瓶的自身重量,实现沉浮。 教师粗略介绍气压知识,让学生了解为什么捏瓶身或压橡皮薄膜可以使水进入小药瓶。 3、浮沉子的制作过程 ①用剪刀或其他工具将小药瓶的瓶塞中间穿一个小孔,方便 水进出。 ②将瓶塞取下,灌入适量水,然后塞上瓶塞,再用注射器或

哈工大_控制系统实践_磁悬浮实验报告

研究生自动控制专业实验 地点:A区主楼518房间 姓名:实验日期:年月日斑号:学号:机组编号: 同组人:成绩:教师签字:磁悬浮小球系统 实验报告 主编:钱玉恒,杨亚非 哈工大航天学院控制科学实验室

磁悬浮小球控制系统实验报告 一、实验内容 1、熟悉磁悬浮球控制系统的结构和原理; 2、了解磁悬浮物理模型建模与控制器设计; 3、掌握根轨迹控制实验设计与仿真; 4、掌握频率响应控制实验与仿真; 5、掌握PID控制器设计实验与仿真; 6、实验PID控制器的实物系统调试; 二、实验设备 1、磁悬浮球控制系统一套 磁悬浮球控制系统包括磁悬浮小球控制器、磁悬浮小球实验装置等组成。在控制器的前部设有操作面板,操作面板上有起动/停止开关,控制器的后部有电源开关。 磁悬浮球控制系统计算机部分 磁悬浮球控制系统计算机部分主要有计算机、1711控制卡等; 三、实验步骤 1、系统实验的线路连接 磁悬浮小球控制器与计算机、磁悬浮小球实验装置全部采用标准线连接,电源部分有标准电源线,考虑实验设备的使用便利,在试验前,实验装置的线路已经连接完毕。 2、启动实验装置 通电之前,请详细检察电源等连线是否正确,确认无误后,可接通控制器电源,随后起动计算机和控制器,在编程和仿真情况下,不要启动控制器。 系统实验的参数调试

根据仿真的数据及控制规则进行参数调试(根轨迹、频率、PID 等),直到获得较理想参数为止。 四、实验要求 1、学生上机前要求 学生在实际上机调试之前,必须用自己的计算机,对系统的仿真全部做完,并且经过老师的检查许可后,才能申请上机调试。 学生必须交实验报告后才能上机调试。 2、学生上机要求 上机的同学要按照要求进行实验,不得有违反操作规程的现象,严格遵守实验室的有关规定。 五、系统建模思考题 1、系统模型线性化处理是否合理,写出推理过程? 合理,推理过程: 由级数理论,将非线性函数展开为泰勒级数。由此证明,在平衡点)x ,(i 00对 系统进行线性化处理是可行的。 对式2x i K x i F )(),(=作泰勒级数展开,省略高阶项可得: )x -)(x x ,(i F )i -)(i x ,(i F )x ,F(i x)F(i,000x 000i 00++= )x -(x K )i -(i K )x ,F(i x)F(i,0x 0i 00++= 平衡点小球电磁力和重力平衡,有 (,)+=F i x mg 0 |,δδ===00 i 00 i i x x F(i,x) F(i ,x )i ;|,δδ===00x 00i i x x F(i,x)F (i ,x )x 对2 i F(i,x )K()x =求偏导数得:

磁悬浮系统的PID控制

磁悬浮系统的PID控制

本科毕业设计(论文)题目: 磁悬浮系统的PID控制 姓名: 学号: 专业: 指导教师: 职称: 日期: 华科学院

摘要 磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点,在能源、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。 本设计毕业设计在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上,建立其数学模型,并以此为研究对象,设计了PID控制器,确定控制方案,运用MATLAB软件进行仿真研究,得出较好的控制参数。最后,本文对以后研究工作的重点进行了思考,提出了自己的见解。 关键词:磁悬浮系统控制器MATLAB软件PID控制

Abstract Magnetic suspension technology, which has a series of advantages such as contact-free, no friction, no wear, no need of lubrication and long life expectancy, is widely concerned and adopted in high-tech areas such as energy, transportation, aerospace, industrial machinery and life science.On the basis of analyzing of magnetic suspension system’s structure and working principle, its system mathematical model was established, this thesis describe PID controller designed and get control scheme. It get the better control parmeters by MATLAB software simulation studies.The key research works for further study are proposed at last. Key Word:Magnetic Levitation Ball System Digital Controller MATLAB PID Control

浅谈磁悬浮技术及控制方法

浅谈磁悬浮技术及控制方法 11 浅谈磁悬浮技术 浅谈磁悬浮技术 及控制方法 及控制方法 演讲者孙振刚 时间com 电气工程教研室 电气工程教研室 2012-09-17 1 1 22

目录 目录 磁悬浮技术概述 磁悬浮技术概述 磁悬浮基本概念 磁悬浮基本概念 材料磁特性 材料磁特性 磁悬浮类别 磁悬浮类别 实例分析磁悬浮列车 实例分析磁悬浮列车

电磁悬浮系统的控制方法 电磁悬浮系统的控制方法 单点悬浮系统 单点悬浮系统 多点悬浮系统 多点悬浮系统 2012-09-17 2 2 33 一磁悬浮技术概述 一磁悬浮技术概述 1 基本概念 利用磁场力使物体沿着一个轴或几个轴保持一定

位置的技术措施 磁悬浮技术是集电磁学电子技术控制工程 信号处理机械学动力学为一体的典型的机电 一体化高新技术 2012-09-17 3 3 44 2 材料磁特性 顺磁性 抗磁性 磁畴未磁化磁畴 磁化 2012-09-17 4 4

55 抗磁性 抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消 合磁矩为零但是当受到外加磁场作用时电子 轨道运动会发生变化而且在与外加磁场的相反 方向产生很小的合磁矩这样表示物质磁性的磁 化率便成为很小的负数量抗磁性是物质抗拒 外磁场的趋向因此会被磁场排斥所有物质 都具有抗磁性可是对于具有顺磁性的物质 顺磁性通常比较显著遮掩了抗磁性只有纯抗 磁性物质才能明显地被观测到抗磁性当外磁场 存在时抗磁性才会表现出来 2012-09-17 5

5 66 抗磁性 具有抗磁性的反磁性物质是Faraday在Earnshaw 提出理论之后几年发现的 1872年时Lord Kelvin指出反磁性物质不需要遵守Earnshaw的 理论因此反磁性物质可以在静磁场里浮起来 然而由基本的解释得知所有的物质都有反磁 性只是其磁性很小因此一直到1939年 Braunbek才成功的利用了足够强的磁场将小块 的石墨及铋磁浮了起来 2012-09-17 6 6

浮沉子的原理及制作初中物理实验

“浮沉子”的原理及制作 没有实验的物理理论是空洞的,没有理论的实验是盲目的.正是实验家使理论家保持老老实实的态度. ———物理学家帕格尔斯浮沉子原名“笛卡儿潜水器”,最早是由法国科学家笛卡儿(Rene Descartes,1596~1650)为了示范浮力定律而发明的.“浮沉子”也是八年级(下)物理教材中学习浮力后的一个课外小实验.浮沉子不仅是一个“好玩”的玩具,其中还包含着很多的物理知识! 先让我们用身边的材料一起来做个浮沉子吧!开动脑!筋,相信你在整个过程中一定会学到很多课堂上学不到的东西. 所需器材 —个大饮料瓶(可乐瓶、雪碧瓶、纯净水瓶皆可);浮沉子材料:小玻璃瓶、小药瓶、笔的外壳、笔套等一端开口、另一端密闭的小瓶(能放人大瓶中);扎丝一段(细铁丝、细铜丝、细铅丝皆可).制作方法 1.在大瓶中装水至将满而未满的程度. 2.在小瓶(如图1所示)开口端缠绕几圈细铁丝,让小瓶恰好能 开口向下竖直浮在水面上,再在小瓶中装适量的水后将其倒扣(开口 朝下)在大瓶的水中,小瓶中的水量需仔细调节,调节到小瓶能竖直 浮在水中,且使之底部刚浮出水面为宜(露出水面的体积不能太大, 如果浮沉子露出水面的体积太大,则实验时使它下沉所需的力就会 越大).拧紧大瓶瓶盖,这样浮沉子就做好了. 浮沉子做好了,那我们就一起动手来做实验吧! 用力挤压瓶子,我们可以看到小瓶下沉(如图3所示);松手,就看到小瓶又浮起来了(如图2所示).你可以随心所欲地控制它的浮沉,而且随着手对大瓶用力的力度变化,我们还能控制它悬浮在液体中的任一位置.那忽上忽下的神奇的浮沉子,很是有趣. 有趣的同时,聪明的你一定会思考,这其中到底隐藏了怎样的奥秘呢?让我们一起来研究. 让我们仔细观察一下浮沉子的核心部分——一个普通的小瓶,开口端缠绕细铁丝,内装适量的水.小瓶瓶口缠绕的一点铁丝是作为配重,起降低重心的作用,使小瓶能开口向下,竖直浮在水中.另外,小瓶下端是开口的,水可通过瓶口进出瓶体.当水流人瓶体时,浮沉子的重力(瓶和瓶中水总重)增加;当水流出瓶体时,浮沉子的重力减少.这与潜水艇的原理类似. 再让我们仔细观察一下操作浮沉子的过程:在大瓶中装水至将满而未满的程度,将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中,调整浮沉子刚能竖直浮出水面,拧紧瓶盖,浮沉子不下沉.由阿基米德原理可知,浮沉子能浮在水面上,是由于浮沉子所受的浮力和重力二力平衡的原因. 用手挤压瓶子时,大瓶上部被封闭的空气体积减小(如图3所示),在温度不变的 情况下,这些气体的压强增大(波意耳定律),这增大的压强传递给水(帕斯卡原理),将 水压入小瓶中(如图4所示).浮沉子里进入一些水后,浮沉子的重力增大,浮沉子的 重力大于它受到的浮力,它就会下沉.一旦松手,不挤压瓶子时,大瓶中被封闭的气 体恢复到原来的体积,大瓶内气体的压强减小,而原来小瓶中被封闭的空气就将水从 小瓶中压出去.流出一些水后的浮沉子重力减少,当浮沉子的重力小于它受到的浮力, 浮沉子就向上浮. 如果手用力恰当,使得浸没在水中的浮沉子所受的浮力与重力平衡,则浮沉子将悬浮在液体中的某一位置. 现在你知道浮沉子是怎么一回事了吗?用你做的浮沉子和你的同学、朋友们做的浮沉子比一比,大家互相交流一下,相信你还会有新的收获!

磁悬浮原理及控制

magnetic suspension technique 本文介绍磁悬浮主轴系统的组成及工作原理,提出了一种在常规PID基础上的智能PID控制器的新型数字控制器设计。其核心部件是TI公司的TMS320LF2407A,设计了五自由度磁悬浮主轴系统的硬件总体框图。用C2000作为开发平台,设计在常规PID基础上的智能PID控制器。理论分析结果表明:这种智能PID控制器能实现更好控制效果,达到更高的控制精度要求。1 引言 主动磁悬浮轴承(AMB,以下简称磁轴承)是集众多门学科于一体的,最能体现机电一体化的产品。磁悬浮轴承与传统的轴承相比具有以下优点:无接触、无摩擦、高速度、高精度。传统轴承使用时间长后,磨损严重,必须更换,对油润滑的轴承使用寿命会延长、但时间久了不可避免会出现漏油情况,对环境造成影响,这一点对磁悬浮轴承就可以避免,它可以说是一种环保型的产品。而且磁轴承不仅具有研究意义,还具有很广阔的应用空间:航空航天、交通、医疗、机械加工等领域。国外已有不少应用实例。 磁悬浮轴承系统是由以下五部分组成:控制器、转子、电磁铁、传感器和功率放大器。其中最为关键的部件就是控制器。控制器的性能基本上决定了整个磁悬浮轴承系统的性能。控制器的控制规律决定了磁轴承系统的动态性能以及刚度、阻尼和稳定性。控制器又分为两种:模拟控制器和数字控制器。虽然国内目前广泛采用的模拟控制器虽然在一定程度上满足了系统的稳定性,但模拟控制器与数字控制器相比有以下不足:(一)调节不方便、(二)难以实现复杂的控制、(三)不能同时实现两个及两个以上自由度的控制、(四)互换性差,即不同的磁悬浮轴承必须有相对应的控制器、(五)功耗大、体积大等。磁轴承要得到广泛的应用,模拟控制器的在线调节性能差不能不说是其原因之一,因此,数字化方向是磁轴承的发展趋势。同时,要实现磁轴承系统的智能化,显然模拟控制器是难以满足这方面的要求。因此从提高磁轴承性能、可靠性、增强控制器的柔性和减小体积、功耗和今后往网络化、智能化方向发展等角度,必须实现控制器数字化。近三十年来控制理论得到飞速发展并取得了广泛应用。磁悬浮轴承控制器的控制规律研究在近些年也取得了显著的进展,目前国外涉及到的控制规律有:常规PID和PD控制、自适应控制、H∞控制等,国内涉及到的控制规律主要是常规PID及PD控制和H∞控制,但H∞控制成功应用于磁悬浮轴承系统中的相关信息还未见报道。 从当前国内外发展情况来看,国外的研究状况和产品化方面都领先国内很多年。国外已有专门的磁悬浮轴承公司和磁悬浮研究中心从事这方面的研发和应用方面工作,如SKF公司、NASA等。其中SKF公司的磁轴承的控制器所用控制规律为自适应控制,其产品适用的范围:承载力50~2500N、转速1,800~100,000r/min,工作温度低于220℃。NASA是美国航天局,他们开展磁悬浮研究已有几十年,主要用于航天上,研究领域包括火箭发动机和磁悬浮轨道推进系统(2002年9月已完成在磁悬浮轨道上加2g加速度下可使火箭的初始发射速度达到643~965km/h 。目前国内还没有一家磁悬浮轴承公司,要赶上国外磁悬浮轴承发展水平,必须加大人力、物力等方面的投入。国内对磁悬浮轴承控制器的控制规律研究起步较晚,当前使用较多的都是常规PID和PD控制,实际电路中也有使用PIDD的。控制精度相对来说不是很高,而且每个系统都必须对应相应的KP,KI,KD,调节起来很麻烦,使用者同样会觉得很不方便。为了使磁悬浮轴承产品化,必须解决上述问题,任何人都能很方便的使用,必须把它做成象“傻瓜型设备一样的产品”,这就得首先解决控制器的问题。解决此问题就是使控制器智能化。智能化的内容包括硬件的智能化和软件的智能化。本文仅讨论控制器在控制算法方面的智能化问题以及实现手段,可为最终解决磁悬浮轴承智能化奠定

幼儿手工制作大全详解

幼儿手工制作大全详解 儿童手工小制作在幼儿园已经成为一个必不可少的科目了,在锻炼了大家的动手能力之后也能让他们享受在过程中,欢乐无比。儿童手工制作灯笼让他们更加的兴奋,让一些幼师也觉得很新颖。 在儿童手工小制作当中要准备的一些材料都要小心以防太过坚硬的东西刮伤他们的手,或是太小的东西吞入口中,安全方面一定要严加注意。儿童手工制作灯笼听起来就是一件很美妙的事情,小朋友们拿着自己打造出来的小灯笼不知道会有多么开心呢。儿童手工制作图片中显示出他们的巧手噢。

幼师备课的时候,要将过程尽量的缩短,儿童手工小制作虽然对于他们是新鲜的,但是孩子的新鲜度很快会过去,如果短时间做不好,他们就会失去耐心了噢。儿童手工制作图片]都是他们为教室布置的新衣,在儿童手工制作灯笼的过程中要去一点点的讲解,帮助,在老师的帮助下尽快完成。 儿童手工小制作中也有很多不同的,比如做一些立体的小人,或是用纸壳做出一个家,又或是做一些小的动物,尽量采用比较新鲜的事物来勾起他们的注意力,

让他们爱上儿童手工小制作这门课,也增强动手能力。儿童手工制作图片摆放在教室,是个很有纪念意义的事情,让他们随时都看着曾经的作品。 儿童手工小制作的时候,如果孩子偏多建议找一些老师一起帮忙,以防照顾不到每一个人而出现安全问题,增强动手能力是好的,如果出安全问题就颠覆了最初的意义了。儿童手工小制作的时候要对对他们进行鼓励,加油,让他们尽量的独立完成。 幼儿时期处于好动与好奇的本能,相信每个孩子都喜欢一些橡皮泥手工制作,当然这也是家长们培养孩子们的创新意识。下面我就结合我家孩子幼儿手工作品幼儿手工小制作与幼儿橡皮泥手工制作 。

浮沉子案例

浮沉子案例 一.活动引言 1.活动名称:浮沉子 2.活动场所:物理实验室 3.活动对象:高中一年级 4.活动时间:90分钟 5.活动目标:(1)通过这节课的学习,让学生体验浮沉子的沉浮以及能够掌握浮沉子的工作原理(2)学生学会制作浮沉子,提高学生的动手实践能力(3)采用小组合作的方式制作浮沉子活动,激发学生动手实践的热情,提高学生的交流﹑合作能力。 二.准备工作 1.涉及主要内容:物体的平衡,气体实验定律,毛细现象,液压传递。 2.实验器材:几个塑料瓶,多个一端封口的小玻璃瓶,气球,硬币,火柴,蜡烛,自来水,胶带,剪刀,打火机,塑料管,回形针等实验室常用器材。 三.活动过程 实验一:小玻璃瓶浮沉子 器材:小玻璃瓶,透明塑料瓶,自来水 演示设计:将一端封口的小玻璃瓶(可装有适量的水),瓶口向下放入装有水的透明塑料瓶中,使整个小玻璃瓶恰好能浮于水面下为宜,并盖好瓶盖。 猜想与假设:老师提出问题,如果双手用力挤压塑料瓶,小玻璃瓶会怎样运动? 学生思考,想法一:因为小玻璃瓶是浮在水面上,即使挤压水,我们也不能直接挤压到小玻璃瓶。所以,我认为用双手挤压瓶子,小玻璃瓶依旧会浮在上面不动。 想法二:手的压力通过水也能作用到小玻璃瓶上。这样,从两侧挤压瓶子,小玻璃瓶就会左右移动。 想法三:如果挤压瓶子,瓶内会有一股向上的力,所以我认为小玻璃瓶会上升 想法四:双手挤压塑料瓶,水被压入小玻璃瓶中,重力增加,我认为小玻璃瓶会下沉。 进行实验与讨论: 1.让每个小组制作好小玻璃瓶浮沉子,让他们用力挤压塑料瓶,看小玻璃瓶究竟怎样运动? 2.当放开手时,小玻璃瓶又怎样运动? 结束讨论:老师演示该实验,结合同学的实验结果。总结:当双手有力挤压塑料瓶时,小玻璃瓶下降;当双手松开塑料瓶时,小玻璃瓶上升。 分析现象和原因:是因为当空气被压缩时,将压强传递给水,水被压入瓶中,这时小玻璃瓶里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就下沉。手离开塑料瓶,这时水面上的空气体积增大,压强减小,小玻璃瓶内气压大于外界压强,里面的水减少。小玻璃管的重力小于它所受到的浮力,因此它就向上漂浮。 实验二:气球浮沉子 器材:透明塑料瓶,气球,硬币,胶带,剪刀,自来水 演示设计:取一个吹有些少许的气的气球,并置入一枚硬币于气球口,用以增加重量及封住开口。放入装水的透明塑料瓶,调节气球浮沉子,使其恰好悬浮于水中。 猜想与假设:老师提出问题,如果双手用力挤压塑料瓶,密封的气球会不会跟小玻璃瓶浮沉子实验现象一样,发生沉浮现象? 学生思考,想法一:因为密封的气球不会进入水,所以不会发生沉浮现象。

磁悬浮系统建模及其PID控制器设计

《Matlab仿真技术》 设计报告 题目磁悬浮系统建模及其PID控制器设计 专业班级电气工程及其自动化 11**班 学号 201110710247 学生姓名 ** 指导教师 ** 学院名称电气信息工程学院 完成日期: 2014 年 5 月 7 日

磁悬浮系统建模及其PID控制器设计 Magnetic levitation system based on PID controller simulation 摘要 磁悬浮技术具有无摩擦、无磨损、无需润滑以及寿命较长等一系列优点,在能源、交通、航空航天、机械工业和生命科学等高科技领域有着广泛的应用背景。 随着磁悬浮技术的广泛应用,对磁悬浮系统的控制已成为首要问题。本设计以PID 控制为原理,设计出PID控制器对磁悬浮系统进行控制。 在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上,建立磁悬浮控制系统的数学模型,并以此为研究对象,设计了PID控制器,确定控制方案,运用MATLAB软件进行仿真,得出较好的控制参数,并对磁悬浮控制系统进行实时控制,验证控制参数。最后,本设计对以后研究工作的重点进行了思考,提出了自己的见解。 PID控制器自产生以来,一直是工业生产过程中应用最广、也是最成熟的控制器。目前大多数工业控制器都是PID控制器或其改进型。尽管在控制领域,各种新型控制器不断涌现,但PID控制器还是以其结构简单、易实现、鲁棒性强等优点,处于主导地位。 关键字:磁悬浮系统;PID控制器;MATLAB仿真

一、磁悬浮技术简介 1.概述: 磁悬浮是利用悬浮磁力使物体处于一个无摩擦、无接触悬浮的平衡状态,磁悬浮看起来简单,但是具体磁悬浮悬浮特性的实现却经历了一个漫长的岁月。由于磁悬浮技术原理是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化高新技术。伴随着电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论及新型电磁材料的发展和转子动力学的进一步的研究,磁悬浮随之解开了其神秘一方面。 1900年初,美国,法国等专家曾提出物体摆脱自身重力阻力并高效运营的若干猜想--也就是磁悬浮的早期模型。并列出了无摩擦阻力的磁悬浮列车使用的可能性。然而,当时由于科学技术以及材料局限性磁悬浮列车只处于猜想阶段,未提出一个切实可行的办法来实现这一目标。 1842年,英国物理学家Earnshow就提出了磁悬浮的概念,同时指出:单靠永久磁铁是不能将一个铁磁体在所有六个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态。 1934年,德国的赫尔曼·肯佩尔申请了磁悬浮列车这一的专利。 在20世纪70、80年代,磁悬浮列车系统继续在德国蒂森亨舍尔测试和实施运行。德国开始命名这套磁悬浮系统为“磁悬浮”。 1966年,美国科学家詹姆斯·鲍威尔和戈登·丹比提出了第一个具有实用性质的磁悬浮运输系统。 1970年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 2009年时,国内外研究的热点是磁悬浮轴承和磁悬浮列车,而应用最广泛的是磁悬浮轴承。它的无接触、无摩擦、使用寿命长、不用润滑以及高精度等特殊的优点引起世界各国科学界的特别关注,国内外学者和企业界人士都对其倾注了极大的兴趣和研究热情。 2. 磁悬浮技术的应用及展望 20世纪60年代,世界上出现了3个载人的气垫车试验系统,它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。随着技术的发展,特别是固体电子学的出现,使原来十分庞大的控制设备变得十分轻巧,这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。1969年,德国牵引机车公司的马法伊研制出小型磁悬浮列车模型,以后命名为TR01型,该车在1km 轨道上的时速达165km,这是磁悬浮列车发展的第一个里程碑。在制造磁悬浮列车的

磁悬浮球控制系统的仿真研究

磁悬浮球控制系统的仿真研究 王玲玲,王宏,梁勇 (海军航空工程学院,山东烟台 264000) 作者简介:王玲玲(1984—),女,硕士,讲师,主要从事控制技术研究。 本文引用格式:王玲玲,王宏,梁勇.磁悬浮球控制系统的仿真研究[J].兵器装备工程学报,2017(4):122-126. Citation:format:WANG Ling-ling, WANG Hong, LIANG Yong.Simulation and Research of Magnetic Levitation Ball Control System[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(4):122-126. 摘要:针对磁悬浮球系统的本质不稳定性,设计PID控制算法实现系统的稳定控制。建立磁悬浮球系统的动力学模型,并对其中的非线性部分进行平衡点处的线性化,采用根轨迹校正设计超前滞后控制器。最后采用PID控制设计,并使用根轨迹校正中零极点对系统性能影响的思想去调整PID参数,使系统的稳定性、动态性能和稳态性能满足要求。 关键词:磁悬浮球系统;PID;根轨迹法;校正 磁悬浮可以用于实现各种机械结构的高速、无摩擦运转,如高速磁悬浮列车、高速磁悬浮电机、磁悬浮轴承等。尽管磁悬浮的应用领域繁多,系统形式和结构各不相同,但究其本质都具有本质非线性、不确定性、开环不确定性等特征。这些特征增加了对其控制的难度,也正是由于磁悬浮的这些特性,使其更加具有研究价值和意义。本文针对磁悬浮球系统,研究其稳定控制,并使其性能指标满足要求。 1 磁悬浮球控制系统的基本原理 磁悬浮球控制系统主要由铁芯、线圈、光电源、位置传感器、放大及补偿装置、数字控制器和控制对象钢球等部件组成[1],如图1所示。 当电磁铁上的线圈绕组通电时,位于磁场中的刚体受到电磁力的吸引作用。当产生的电磁力与球体的重力相等时,球体悬浮于空中,处于不稳定的平衡状态,当它受到外界扰动时,易失去平衡。因此,为了使系统稳定,就必须加上反馈环节,实现闭环控制,并设计控制算法,使稳定后的性能满足要求。

PID控制器设计磁悬浮小球控制系统

MATLAB课程设计 课程名称:采用PID控制器设计磁悬浮小球控制系统 学院:电气工程学院 学号:P101813409 姓名:徐敏敏 班级:10级自动化一班 指导教师:杨成慧老师

目录 摘要........................................................1 1.引言.........................................................2 2.系统分析与设计..................................... 5 2.1系统建模及仿真..............................................5 2.2建立磁悬浮小球系统框图....................................7 2.3 PID控制系统..........................................8 2.4 仿真结果分析..............................................13 2.5 总结.....................................................13 2.6 答谢.....................................................13 3.参考文献.......................................................14

摘要: 本文通过对一个磁悬浮小球的分析,简单的描述了磁悬浮列车的原理。控制要求通过调节电流使小球的位置始终保持在平衡位置。通过对磁悬浮小球系统进行数学建模,求出它的系统传递函数,采用PID算法设计调节器,对小球的稳定性进行了分析和仿真,在MATLAB平台仿真获得适当的PID参数范围,进行频域分析,使得磁悬浮小球系统处在平衡状态,在仿真过程中对PI,PD,及PID三种方式进行了比较和分析,对其加入扰动信号,即正弦扰动信号,观察输出波形,对扰动进行分析。本文通过对磁悬浮小球系统的分析,体现了MATLAB的强大功能,突出了它在运算以及作图仿真方面的优势。 关键字: MATLAB, PID控制器, 磁悬浮小球系统,稳定性 1.引言 磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车,它是在车体底部及两侧倒

浮沉子原理

浮沉子实验 用以演示液体浮力、气体具有可压缩性以及液体对压强的传递的仪器。它是法国科学家笛卡尔(1596—1650)所创造。它是玻璃制的小瓶体,其下端开有小孔,水可通过小孔进出瓶体。把它放入高贮水筒中,并使之浮在水面上。用薄橡皮膜把筒口蒙住并扎紧,用手按橡皮膜,筒内的水和空气是在密闭的容器内。根据帕斯卡定律,当空气被压缩时,将压强传递给水,水被压入瓶体中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。手离开橡皮膜,筒内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮。当手对橡皮膜施加的压力适当时,浮沉子便悬浮在水中的任意深度上。浮沉子的浮沉是在外加压强作用下,靠改变它的重力来实现的(体积不变)。潜水艇与浮沉子升降道理相同。 浮沉子实验形式多样。一般都是通过外部压强的变化,改变浮沉子内部气体的体积,从而达到控制其沉浮的目的。制作浮沉子要掌握两个要点:第一,浮沉子内部必须有一定量的气体(因固体、液体的体积不易随压强的变化而变化);第二,要控制好整个浮沉子的平均密度,使外界压强较小时,整个浮沉子的平均密度稍稍小于周围液体的密度。 帕斯卡定律 内容:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递。 根据静压力基本方程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小

的变化。这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。这就是静压传递原理或称帕斯卡原理。 帕斯卡定律是流体力学中,由于液体的流动性,封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将大小不变地向各个方向传递。帕斯卡首先阐述了此定律。压强等于作用压力除以受力面积。根据帕斯卡定律,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍,那么作用于第二个活塞上的力将增大为第一个活塞的10倍,而两个活塞上的压强仍然相等。 这一定律是法国数学家、物理学家、哲学家布莱士·帕斯卡首先提出的。这个定律在生产技术中有很重要的应用,液压机就是帕斯卡原理的实例。它具有多种用途,如液压制动等。帕斯卡还发现静止流体中任一点的压强各向相等,即该点在通过它的所有平面上的压强都相等。这一事实也称作帕斯卡原理。 可用公式表示为: P1=P2即F1÷S1=F2÷S2 浮沉子帕斯卡定律 制作方法 器材1000ml透明有盖塑料瓶,中号滴管等。 操作(1)在滴管中吸入适量的水,使其恰好能浮在水面上(用手轻点滴管的橡皮头,滴管即会沉入水中,后又缓缓浮上。 (2)塑料瓶装满水后将滴管放入,然后盖紧瓶盖(尽量做到不漏气)。 (3)用力挤压塑料瓶,可看到滴管下沉。撤去压力,可看到滴管上浮。用力得当,可使滴管停止在水中某一位置。注意瓶中水尽量装得满一些,残留的气体越少,实验效果越好。

一年级手工制作图片漂亮的大气的,简单又漂亮的手工制作作品

一年级手工制作图片漂亮的大气的,简单又漂亮的手工制作作品 篇一:小学生手工制作图片及方法 塑料瓶手工制作小椅子 教你用塑料瓶手工制作小椅子。 利用廢棄的塑料瓶做一些小手工,既環保,又可以增加生活情趣。 工具/原料 白紙,鉛筆,剪刀,戒刀,塑料瓶(要瓶身沒有凹凸紋的) 步骤/方法 1.用鉛筆在白紙上繪制出要小凳子的制作图纸。 2.用剪刀剪出一塊長方形的塑料片。 3.将塑料片铺平,放在制作图上,按制作图里的长线用尺子在塑料片上画线条,做好记号。 4.用剪刀次制作图中所示的实线部分剪掉。 5.最后將两片对插在一起,就得到了一张可爱的小椅子,如果想做个长沙发,可以把椅子宽度加宽就OK啦。 注意事项: 篇二:课堂上的小学生手工小制作作品 课堂上的小学生手工小制作作品,很有艺术气息呢,小学生变废为宝手工制作作品可以开发孩子们的动手能力,家里有小孩子的MM不妨让孩子们来学习一下小学生自制手工—可爱的小学生手工制作落叶拼贴哦!

树叶拼贴画下载、树叶拼贴制作 小学生手工艺品拼贴制作素材图片欣赏 树叶装饰画 树叶装饰画 树叶装饰画 树叶(散文) 秋风刮过大地,一片片树叶落在地面。小蚂蚁捡起一片树叶:“这是我的渡船。” 小老鼠捡起一片树叶:“这是我的雨伞。” 小刺猬捡起一片树叶:“这是我的花帽。” 梅花鹿捡起一片树叶:“这是我的饼干。” 大家一起捡树叶,捡得多高兴啊!我捡得最多,捡回家倒在桌子上,拼呀!拼呀!贴呀!贴呀! “这就是我的作品,我把它当作礼物, ----送给大家!!!” 篇三:小学生手工制作图片及方法 塑料瓶手工制作小椅子 2011-5-12 10:36|发布者: 张磊|查看: 189792|评论: 68 分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网百度搜藏百度空间百度贴吧腾讯朋友87 教你用塑料瓶手工制作小椅子。

“浮沉子”创意教具的制作

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ “浮沉子”创意教具的制作 浮沉子创意教具的制作笛卡尔浮沉子实验是物理学中一个比较有名的实验,本教具从浮沉子出发,通过发散性思维,赋予其新的功能。 然后选择不同的材料,制作了不同的浮沉子,创造性地制成了趣味握力计与小小潜水艇,使其具有较强的趣味性和演示性!这两个教具取材于生活中常见物品,制作简单,在教学中完全可以让学生自己动手制作,自主探究并验证物体的浮沉条件以及物体所受浮力的大小与排开液体的体积有关,能帮助学生更好地理解浮力知识,使学生自主实践探究与教师实验演示达到完美的统一。 1 趣味握力计的制作 1. 1 制作器材小钳子、 3cm 长细管若干(取自输液管)、铁丝若干(直径 1. 5mm)、500ml 饮料瓶(要有弹性,不能太粗太硬)、打火机等。 1. 2 实验装置图及制作说明结构图解如图 1 所示。 图 1 趣味握力计的制作过程 1. 3 制作方法本制作关键是制作一个浮子测力指示棒。 1. 3. 1 浮子的制作将 3cm 长的塑料细管的一端用打火机烧熔后,用钳子捏住,将其封住。 将细铁丝截成约 4mm 长,放入细管中,将细管的另一端用打火机烧熔后封住(不要将管内的空气挤出),一个小小的浮子就制作完成了。 1/ 3

1. 3. 2 调试将制好的浮子放入水中,若浮子下沉,则说明浮子太重,里面的铁丝太长,应重新制作。 直到使浮子能竖直地浮在水面上即可。 重复制作多个浮子放入瓶中。 1. 4 注意事项铁丝过长,浮子过重,一入水就下沉,铁丝过短,浮子太轻,不能竖直的浮在水面上。 若将浮子内放入有颜色的物质或使用不同颜色的细管,会使握力计更加美观。 1. 5 实验原理趣味握力计的实验原理: 当浮子漂浮在水面上,受到的浮力与重力相等(是一对平衡力),用力挤压瓶子时,瓶内压强增大,水把这个压强传递给浮子,浮子内密封着一部分空气,压强增大,体积减少,根据阿基米德原理,浮子受到的浮力减小,在这个过程中,它的重力不变,当受到的浮力小于重力时,浮子下沉。 松开手,浮子的体积慢慢恢复,受到的浮力逐渐增大,上浮,最终又漂浮在水面上。 2 小小潜水艇的制作 2. 1 制作器材水、 1. 5L 可乐瓶、葡萄糖酸锌小药瓶、小螺帽(内径 6mm)、橡皮筋、注射器、打气筒等。 2. 2 制作方法如图 2 所示,在大可乐瓶瓶盖上钻个大孔,将气门嘴安装在瓶盖上,密封好,不能漏气。 把小药瓶钻个大孔,然后用橡皮筋将两个螺母拴在上面作为配

基于模拟电路的磁悬浮控制系统

基于模拟电路的磁悬浮控制系统 摘要:本文首先简要地介绍磁浮轴承的发展历程和国内外研究、应用状况,接着利用电磁学、电子学和控制理论对磁悬浮的原理进行了分析,建立了系统的数学模型。对电路参数进行分析,设计了基于模拟电路的磁悬浮控制系统。该系统采用电磁永磁混合支持,提高了系统稳定性并降低了系统功耗。 关键词:混合磁悬浮,霍尔传感器 0 引言 人类希望利用磁场力对物体进行无接触支撑的想法由来已久。20世纪初,科学家首次在实验室利用电流的磁效应实现了物体在空中自由悬浮。然而由于磁悬浮技术是一门涉及多种学科的综合性技术,其发展受到了多方面的制约。随着近几十年电子技术、控制工程、信号处理元器件、电磁理论、新型电磁材料及转子动力学的发展,磁悬浮技术才得到了长足的发展。特别是进入上世纪80年代,超导技术首先应用于磁悬浮。超导技术与磁悬浮技术的结合,新材料,新工艺,新器件的出现以及现代控制技术的发展,使电磁悬浮技术趋于成熟,磁悬浮技术有精度高、非接触和消耗能量少等优点。在能源紧张的今天,研究磁悬浮系统具有重要的实际意义。磁悬浮技术不仅可以应用于磁悬浮列车,而且在磁悬浮轴承、磁悬浮飞轮储能、航天器与电磁炮的磁悬浮发射、磁悬浮精密平台、磁悬浮冶炼等方面也有广泛应用。磁悬浮技术有着广阔的商业前景,适合商业应用。例如,磁悬浮可以用于广告牌悬浮、地球仪悬浮,科技展览、沙盘展示(空中楼阁)、悬空高档礼品等。因此,磁悬浮是一种能带动众多高新技术发展的具有广泛前景的应用技术。基于模拟电路的磁悬浮控制系统可以用来研究电磁式磁悬浮固有的开环不稳定性和非线性性。 1 磁悬浮系统的组成及原理分析 磁悬浮旋转装置主要由永磁体、铁芯、线圈、磁场传感器、功率放大器和控制器等组成。其结构如图a所示

小学数学手工制作大全

小学数学手工制作 手工制作让数学“动”起来,学生们边玩边学,看着自己制作出来的作品,甭提有多开心了!下面出示的是学生做数学手工后的感想。 刚刚学完平行与相交后,我想让同学们把以前学过的平面图形的知识整理一下,怎样才能让学生用更科学的方法去学习知识?于是我想到了动手做手工。我认为手工制作对儿童的学习态度、学习方法和思考方法等素养的培养极有益处。他的基本价值观是:强调从儿童的现实生活中取材,注重儿童主体性地探索与发现过程的经历,使儿童在动手做的过程中理解知识,掌握方法,学会思考,懂得交流,获得情感体验。 具体做法: 在学平面图形时布置学生做手工制作——做一只小鸡。要求:等腰三角形的嘴巴、半圆形的鸡身、圆形的鸡头,梯形的裤子、长方形的小虫子、小半圆作翅膀…..。这样一来学生们就得搞明白什么是等腰三角形?圆怎么画?梯形怎么画?如果遇到问题我给他们三种求助方式:1.求助于自己,也就是自己独立完成。(完成一个点加5分)2.打电话问老师、家长或同学。(完成一个点加4分)3.自己上网查阅资料。(完成一个点加分)。(仿照开心辞典的主持方式,挑起了学生极大的兴趣)最后根据说明和作品的质量我们评出前十八名。

学生们在制作作品的过程中兴趣很高,他们有的第一次亲手画、剪等腰三角形,有的第一次知道圆规,第一次学会了用圆规来画大大小小的圆。最后,每幅作品都要写说明。同学们在自己的作品下面注明了各个图片的制作用了哪种求助方式,通过求助得到了哪些资料,于是什么是等腰三角形,什么是圆,怎样画圆,什么是梯形,怎样画一个梯形?甚至各部位的比例怎样确定以及在遇到问题时是怎么克服的,自己的感受等等,许多数学知识学生在不知不觉中都学会了。 接下来就是作品展览,老师将全班学生的作品在板报上展出,学生们在对比评价中对特别好的作品产生了极大的兴趣,他们很自然的就会去关注这幅作品的说明,同学们在互相交流中进一步巩固了知识,印象更深刻。 第二次制作,全班采取一帮一的方式,全班作品得分前十八名的同学和后十八名的学生搭配成合作伙伴,在数学活动课上共同探讨双方的优点和不足,以及应该如何改善,边商量边填写“修改后方案表格”。然后二人共同制作一份新的作品。 第二次制作可以在一节数学活动课上完成,通过这种方式学生们对知识的学习是主动的,学生们在互相合作工程中体会合作的力量与乐

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