本文以沈阳市科学宫的磁悬浮展品车为研究背景,对磁悬浮系统进行了详细的分析并建立较为准确的数学模型,在平衡点处进行了合理的线性化,得到了磁悬浮系统的状态方程和传递函数。在此基础上,对磁悬浮控制器的设计方法、性能指标等问题进行了深入的研究,详尽阐述了各种控制方案,包括PID控制、线性增益状态反馈控制、PI状态反馈控制,比较了各种控制方案的优缺点。 设计并实现了模拟PID控制器对单个电磁铁的悬浮控制,系统响应快、抗扰性强,稳定性好,位移误差变化范围为±0.05mm,没有明显的振动,示波器位移曲线和电流曲线平滑,超调小,具有理想的控制效果。 随着低价、高速、高精度超大规模数字器件的出现,数字控制正在取代广泛使用的模拟技术成为磁悬浮控制一个新的发展方向。所以本文使用数字信号处理器DSP作为微处理器,开发出磁悬浮控制系统。系统采用电动机控制专用DSP芯片TMS320LF2407A,该芯片集成了许多控制所需的功能模块,减少了外围电路的设计工作;功率器件采用智能功率驱动模块,其内置的保护电路大大提高了系统的可靠性。系统的软件部分是利用在C语言中嵌入汇编语句的方法设计,这种方法使得所设计的软件具有可读性好、可移植性强的特点。论文在对硬件各个部分和软件部分进行分别调试后,对部分系统进行了试验,分析了试验结果。论文最后,总结了整个系统的成功和不足,并展望了磁悬浮控制今后的发展。