【概述】
振幅不稳定核心诱因：电磁线圈电流纹波、气隙磁场漂移及反馈信号延迟。方案以“磁场-电流-位移”三参数协同闭环为核心，通过FPGA高速处理单元联动可调磁钢与精密驱动电路，实时修正电磁参数偏差，振幅波动。
【实验/设备条件】
实验环境：抗电磁干扰实验室（电磁屏蔽效能≥80dB），温度23±1℃。核心设备：小型电磁振动台（10-3000Hz，推力30N）、激光位移传感器（精度0.0005mm）、高精度电流源（纹波≤0.1%）、磁场强度计（量程0-2T，精度0.001T）、FPGA控制器（主频500MHz）。
【样品提取】
选取4组关键组件样品：1. 控制模块（传统PID、模糊PID各5套）；2. 电磁线圈（普通漆包线、高导电铜线各8个，匝数1000匝）；3. 传感器（激光位移、电容位移传感器各5个）；4. 可调磁钢（钕铁硼材质，规格φ30mm×20mm，10件），均经性能校准。
【实验/操作方法】
1. 基准测试：用传统PID控制，100Hz/2mm振幅下运行1h，记录振幅波动数据；2. 闭环参数优化：FPGA加载模糊PID算法，联动磁场计与电流源，实时调节磁钢电流；3. 多工况验证：在50-2000Hz、0.1-5mm振幅范围测试；4. 稳定性测试：满载连续运行72h，每小时记录数据。
【实验结果/结论】
优化后振幅波动显著改善：100Hz/2mm工况下波动从±4.2%降至±0.8%，2000Hz高频下从±5.8%降至±1.1%；模糊PID响应速度较传统PID快60%，磁场调节精度达0.002T。结论：三参数协同闭环控制可有效电磁参数扰动，满足精密测试要求。
【仪器/耗材清单】
1. 测试仪器：激光位移传感器（2台）、电容位移传感器（2台）、磁场强度计（1台）、高精度电流源（2台）、FPGA控制器（2套）、示波器（1台）；2. 耗材组件：模糊PID控制模块（5套）、高导电铜线线圈（10个）、钕铁硼可调磁钢（10件）、电磁屏蔽线（50米）、校准砝码（1套）、导热硅脂（5支）。
标签：PID控制闭环参数优化控制系统
在线留言
沪公网安备 31011502008050号
参与评论
登录后参与评论