下推式动态磁悬浮试验论文
磁悬浮科技小作文
磁悬浮科技小作文
我听妈妈说，世界上有一种列车，叫做磁悬浮列车。
我心想：什么是磁悬浮列车呢？磁悬浮列车与普通列车有什么不同呢？为了一探究竟，我做了一项小实验——磁悬浮。
首先，需要两根平头圆木棍、六个有圆孔的圆形磁铁、十八个小橡胶圈、两个带孔扁棒、一个尖头圆木棍、一块透明片和一把剪刀。
我分别在平头圆木棍和尖头圆木棍上各穿上两个磁铁（磁极朝向同一面），磁铁两边套上小橡皮圈固定好。
接着，把两根平头圆木棍分别插在两个带孔扁棒的圆孔中（左右两侧对齐，同极朝向同一面），做成一个四轮小车。
然后用剪刀剪一块双面胶，双面胶一面粘住透明片，一面粘在其中一个带孔扁棒的正中央，这样子透明片就像一个小旗杆一样立在了四轮小车的侧面。
最后我拿着尖头圆木棍，把它的尖头顶住透明片靠近四轮小车（尖头圆木棍上的磁铁比平头圆木棍的磁铁稍微靠左）。
我慢慢地松开手……哇！尖头木棍像被冻住似的悬浮在空中了！我顿时心花怒放，心里有一种说不出的感觉。
木棍到底是怎么浮起来的呢？原来是利用磁铁“同性相斥、异性相吸”的原理啊！“四轮小车”四块磁铁正极往上，形成了一个小型的磁场，让穿着磁铁的尖头木棍悬浮了起来。
小小的科学实验让我明白了大道理。
我终于明白磁悬浮列车的原理了！。
下推式动态磁悬浮装置
下推式动态磁悬浮装置摘要:改进了一种下推式动态磁悬浮装置。
该装置以Arduino开发板为控制元件,直流电机驱动板驱动两组线圈完成控制,首次将电位器加入装置中,从而使悬浮浮子的稳定性有非常大的提高,抗外界干扰能力也大大增强,适合实验表演和物理玩具,也期待应用。
关键词:磁悬浮下推式PID控制1 引言如今,磁悬浮技术以其独特的优越性在世界范围内快速发展,运用于经济建设的各个领域。
进行磁悬浮技术的研究可以实现物理学、自动控制等多个学科领域的交叉渗透,现实意义非常重要。
磁悬浮系统实质上来说,是一个不稳定的、非线性系统,因此该装置的稳定控制,一直都受到广泛的关注和研究。
为实现稳定的磁悬浮,使用控制的方法有很多,但大多比较复杂,且成本较高,难以用于实际应用。
目前,已经有了一定应用的磁悬浮装置多采用上拉式的设计,即用通电线圈提供向上的磁力,霍尔元件作为传感器,用于控制线圈磁力,使浮子受到磁力与重力平衡,达到悬浮的目的。
但是上拉式的控制方式中,浮子的浮力完全由线圈提供,系统的功耗相对较大,装置的体积也较大。
而且这样的系统控制方式比较简单,但是由于只提供了一个方向的约束,又是开环控制,稳定范围较窄,这些都限制了其应用的范围。
针对以上问题,本文设计的下推式动态磁悬浮装置采用改进型PID控制,算法简易高效,能够有效改善系统的动态品质,整个装置立体性强,集成度高,体积较小便于携带,更重要的是稳定性非常好。
2 原理2.1 装置原理根据悬浮的实现形式,磁悬浮现象可以分为静态磁悬浮与动态磁悬浮。
1842年,数学家山姆·恩绍(Samuel Earnshaw)用数学方法证明,单靠宏观的静态古典电磁力,磁悬浮是不可能实现的,即恩绍大定理。
在该定理的条件下,物件处于不平衡稳定,引力、静电场及静磁场等会使物件变得很不稳定。
但是,如果利用物质的抗磁性,则能够实现永磁悬浮系统中浮子的稳定悬浮。
目前,该静态磁悬浮现象的研究与应用主要集中在超导体与磁材的磁悬浮上。
关于磁悬浮列车小实验的作文
关于磁悬浮列车小实验的作文
得嘞，咱今儿就来聊聊这磁悬浮列车小实验的事儿。
咱们都知道啊，磁悬浮列车那可是高科技玩意儿，跑起来快得跟飞似的，还不沾地儿。
但您知道这是咋做到的吗？今儿咱就动手做个小实验，让您瞧个明白。
咱得准备点啥材料呢？嗯，得有磁铁、小铁片、细线，还有个小车模型儿，就像玩具车那种。
材料备齐了，咱就开始动手。
首先啊，咱得把磁铁固定在桌面上，一个在上头，一个在下头，得让它们面对面，还得是同样的磁极对着，这叫同极相斥。
再把小车模型儿搁在两磁铁中间，这时候小车就能浮起来了，为啥呢？就是因为那磁铁同极相斥的劲儿。
然后咱拿细线拴在小车上，轻轻拉动一下，您瞧那小车，它就像磁悬浮列车一样，滑溜儿地就往前走了。
这就是模拟磁悬浮列车的基本原理。
咱这个实验虽小，但道理可不小。
它告诉咱们，科技改变生活，连咱们出行的方式都能变得这么高科技。
想想看，以后咱们要是坐上真正的磁悬浮列车，那得有多快啊，从北京到上海，眨眼就到了。
所以啊，咱得好好学习，掌握这些科技知识，将来才能为国家的发展做出贡献。
您说是不是这个理儿？。
磁悬浮列车作文（精选8篇）
磁悬浮列车作文磁悬浮列车作文（精选8篇）磁悬浮列车作文篇1吾人对于空间的磁力作用会产生幻想与兴趣，其中磁浮列车亦在人们生活中存着神秘与好奇的面纱。
现在中小学课本中皆会学到磁铁原理，即异性相吸、同性相斥的道理。
磁浮铁路技术就是应用这个原理，加上电力电子的操作与回授控制原理，驱使列车浮上轨道及推进力量在空中运转。
高中物理课本中教导我们的法拉第(Faraday)定律，这是电场与磁场间之电与力的相互磁力作用，也是磁浮列车应用浮力与推进力的基本原理。
磁浮列车系利用电磁吸引力与推进力，将列车悬浮在轨道上方约0.9公分至10公分不等高度，其中以德日磁浮列车最著名及成熟，韩中亦有轻轨成型。
德国高速磁浮列车已经在上海浦东机场正式运转，它是使用电磁铁之磁力，可以在静止状态下悬浮，该列车之最高时速为430公里，日本高速磁浮列车则利用超导体，以速度感应及诱导浮力方式，在列车时速加速到60~70公里以上时使列车悬浮，该列车最高速度在20xx年12月载客试车时速已达581公里，为世界最高速度。
另外磁浮捷运系统于20xx年3月在日本东部丘陵线已正式营运，长度为8.9公里，该系统列车速度为100公里/小时，该系统属于都会区型，为车站静止悬浮，具有小回转半径、急昇降、短距离车站等特性。
磁浮列车在德日已投入40年研发，因磁浮轨道建设在各国持正反面意见看法专家皆有，尤其在上海之磁浮列车试运转期间发生了不少工程及技术问题，就工程技术观点而言任何问题皆可以解决，这是工程上的处理方法。
惟高速磁浮系统系为城际交通工具，并不具有都会区捷运之运输特性，且转乘系统的考量相当重要，这是上海高速磁浮营运不佳之主要原因。
当然，磁浮铁路也有很多的优点，如减少振动、减少噪音、速度快及环保等。
只要在该系统可靠度与稳定度各项运转中获得改善及肯定，相信将会带来更快速且舒适的大众运输系统，这也是世界人类的福气。
磁悬浮列车作文篇2磁悬浮列车是一种现代轨道交通中的高科技列车。
磁悬浮原理的应用论文
磁悬浮原理的应用论文摘要本文主要介绍了磁悬浮原理及其在不同领域的应用。
首先，我们简要介绍了磁悬浮的基本概念和原理，包括磁力和重力之间的平衡关系。
然后，我们探讨了磁悬浮技术在交通运输、工业制造和医疗设备等领域的应用情况。
最后，我们分析了磁悬浮技术的优势和挑战，并展望了其未来的发展前景。
引言磁悬浮技术是一种通过利用磁力和重力平衡的原理来实现物体悬浮的技术。
它与传统的接触式悬浮技术相比具有许多优势，不仅能够降低能量损耗和摩擦，还能够提高系统的精度和稳定性。
因此，磁悬浮技术在交通运输、工业制造和医疗设备等领域的应用越来越广泛。
磁悬浮原理磁悬浮原理是基于磁力和重力之间的平衡关系。
通过在物体上施加磁力，可以使其悬浮在磁场中，达到减少接触摩擦和能量损耗的目的。
磁悬浮原理可以分为两种类型：主动磁悬浮和被动磁悬浮。
•主动磁悬浮：主动磁悬浮通过使用电磁铁和传感器来控制磁场的强弱和位置。
通过改变磁场的强度和方向，可以实现物体的悬浮和稳定。
•被动磁悬浮：被动磁悬浮通过使用永磁体和传感器来控制磁场的强弱和位置。
与主动磁悬浮不同，被动磁悬浮的磁场是固定的，通过改变永磁体和物体之间的距离来实现悬浮和稳定。
磁悬浮在交通运输领域的应用磁悬浮技术在交通运输领域有着广泛的应用前景。
磁悬浮列车是其中最具代表性的应用之一。
磁悬浮列车利用磁悬浮原理，通过在轨道和列车之间产生磁力来实现列车的悬浮和推进。
相比传统的轮轨接触方式，磁悬浮列车具有更高的速度和平稳性，可以实现超高速运输。
此外，磁悬浮技术还可以应用于城市轨道交通系统的构建。
通过在城市中建设磁悬浮轨道，可以缓解现有交通拥堵问题，提高交通运输的效率和便捷性。
磁悬浮技术还可以应用于货物运输系统，提高货物的运输效率和准确度。
磁悬浮在工业制造领域的应用磁悬浮技术在工业制造领域也有着广泛的应用。
磁悬浮技术可以用于高精度加工设备的悬浮和定位，提高加工的精度和效率。
磁悬浮机械手臂可以实现对物体的精确操控，广泛应用于电子、汽车和航空等行业。
磁悬浮列车小实验作文
磁悬浮列车小实验作文从小我就对各种科学实验充满了好奇，那些神奇的现象总是能让我瞪大双眼，满心欢喜。
这次，我决定自己动手做一个磁悬浮列车小实验，来亲身感受一下磁力的奇妙。
说干就干，我先把实验需要的材料准备齐全：几块小磁铁、一节电池、一些铜线，还有一个小小的玩具车模型。
看着这些材料，我心里既兴奋又紧张，不知道自己能不能成功。
我按照之前在网上查到的步骤，开始小心翼翼地操作起来。
第一步，是把铜线一圈一圈地缠绕在电池上，这可真是个细致活。
我全神贯注地绕着，生怕一不小心就绕乱了。
铜线细细的，有点不太听话，总是想要从我的手指间溜走，但我可不会轻易让它得逞，紧紧地捏住，慢慢地，终于绕好了。
接下来，就是关键的一步——让磁铁和电池产生的磁力推动玩具车前进。
我把两块磁铁分别放在玩具车的底部和桌面上，然后把缠好铜线的电池放在磁铁上方。
这一刻，我的心都提到了嗓子眼，眼睛一眨不眨地盯着玩具车，心里默默祈祷着：“一定要成功啊，一定要成功啊！”可是，事情并没有我想象中的那么顺利。
玩具车只是在原地晃了晃，就不动了。
“哎呀，这是怎么回事？”我急得直挠头，心里充满了疑惑。
我仔细地检查了一遍自己的操作步骤，没有发现什么问题呀。
难道是磁铁的位置不对？还是铜线绕得不够紧？我决定重新调整一下磁铁的位置，再试一次。
这一次，我更加小心，轻轻地移动着磁铁，一点点地寻找着最佳的位置。
“哇！动了，动了！”玩具车终于缓缓地向前移动了起来，虽然速度很慢，但那一瞬间，我高兴得差点跳起来。
不过，这还不够，我还想让它跑得更快更稳。
于是，我又开始琢磨起来，是不是电池的电量不够了？还是铜线的长度影响了磁力？我决定换一节新电池，并且把铜线再绕长一些。
经过一番折腾，我的磁悬浮列车终于有了比较满意的效果。
玩具车在桌面上快速地奔跑着，就像真的磁悬浮列车一样，那感觉真是太棒了！在这个小小的实验过程中，我遇到了不少困难，也有过想要放弃的时候。
但是，每次看到那些材料，想到磁悬浮列车那神奇的原理，我就又鼓起了勇气。
高铁动态磁悬浮系统性能分析与测试研究
高铁动态磁悬浮系统性能分析与测试研究摘要：随着高铁技术的快速发展，高铁动态磁悬浮系统作为一种创新的轨道交通技术受到了广泛关注。
本文针对高铁动态磁悬浮系统的性能进行了分析与测试研究。
首先，介绍了高铁动态磁悬浮系统的原理和结构，然后对其性能进行了详细分析，包括悬浮力、稳定性、运行速度等方面。
接下来，针对这些性能指标，我们进行了实验测试，并通过数据分析的方法，对其性能进行了量化评估和比较。
最后，根据测试结果，提出了一些改进措施和建议，以进一步优化高铁动态磁悬浮系统的性能。
1. 引言高铁动态磁悬浮系统作为一种新型的交通运输技术，具有运行速度快、安全性高、乘坐舒适等诸多优点。
其主要原理是利用磁力与轨道之间的相互作用，实现列车的悬浮和运行。
然而，为了确保系统的安全和可靠性，对高铁动态磁悬浮系统的性能进行详细的分析和测试是非常必要的。
2. 高铁动态磁悬浮系统的原理和结构高铁动态磁悬浮系统主要包含磁悬浮导轨、磁悬浮车辆和控制系统三个部分。
其中，磁悬浮导轨包括固定磁悬浮体和动态磁悬浮体两种，通过控制电磁铁的磁场变化，实现列车的悬浮和运行。
磁悬浮车辆通过磁悬浮导轨上的传感器和电磁驱动器实现悬浮和行驶。
控制系统则负责监测和控制整个系统的运行状态。
3. 性能分析3.1 悬浮力悬浮力是衡量高铁动态磁悬浮系统性能的重要指标之一。
悬浮力的大小直接影响着列车的悬浮高度和稳定性。
通过调整电磁铁的磁场强度和电流，可以实现对悬浮力的控制和调整。
我们通过实验测试和数据分析，得出了不同工况下的悬浮力大小及其变化规律。
3.2 稳定性稳定性是衡量高铁动态磁悬浮系统性能的另一个重要指标。
列车在运行过程中，要保持稳定的悬浮高度和运行轨道。
通过对传感器数据的实时监测和反馈控制，可以实现对列车稳定性的调整和维持。
我们通过实验测试，得出了不同运行速度下系统的稳定性指标，并对稳定性的影响因素进行了分析。
3.3 运行速度高铁动态磁悬浮系统能够实现高速运行是其重要特点之一。
下推式磁悬浮系统软件设计
下推式磁悬浮系统软件设计摘要磁悬浮系统能够创造一个无接触、无摩擦、无润滑的特殊空间环境，磁悬浮技术可以用于实现零部件间无摩擦相对运动，不仅提高了运动速度与精度，而且还能延长零部件使用寿命。
由于磁悬浮系统的这些优点，目前它不仅在电气等工业领域得到广泛应用，而且在人类生活中也开始得到应用，充分显示了磁悬浮技术在国民经济发展和人们生活质量提高方面具有广阔的发展前景，因此对它进行设计或研究具有十分重要的理论意义和现实意义. 其中对磁悬浮系统的控制成为目前的首要问题。
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 Arduino 开发板为平台，以 PID 控制和脉宽调制为原理，通过单片机编程设计出 PID 控制器对磁悬浮系统进行控制。
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，以其结构简单、易实现、适应性强等优点，处于主导地位。
本设计将创建一个基于Arduino 开发板的下推式磁悬浮系统，在分析磁悬浮系统构成及工作原理的基础上，确定控制方案，通过编写系统控制程序，不断调节PID 控制参数，并通过调节PWM 的占空比来实时控制电磁线圈的电流，从而使悬浮物体在设定位置得到与干扰力相平衡的电磁吸力，最终得到一个稳定的磁悬浮系统，此外系统还能够和 PC 机进行动态通信，由PC 机实现对该磁悬浮系统的实时控制。
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。
关键词：磁悬浮系统，Arduino 开发板，PID 控制，脉宽调制THE SOFTWARE DESIGN OFPUSH TYPE MAGNETIC LEVITATION SYSTEMABSTRACTMagnetic levitation system can create a no conta ct, no friction, no lubrication of the special space environment . Maglev technology can be used to implement parts of no friction between the relative motion, not only increases the movement speed and accuracy, but also can prolong the service life of components. Because of these advantages of maglev system, it not only in the electrical industry is widely used, but is also beginning to be used in human life. It fully shows that magnetic suspension technology has a board development prospect on improving the development of national economy and the quality of life. Therefore, it has a very important theoretical significance and practical significance on designing or researching the system, and the control of the system has become the first problem.With the extensive application of maglev technology, the control of the maglev system has become a priority. In this paper, for the principle of PID control, Arduino development board as platform, PID controller designed to control magnetic suspension system. Since PID controllers have been the process of industrial production has been most widely and most sophisticated controller by its simple structure, easy to implement, robust, etc., in a dominant position.This design will create a magnetic suspension system bas ed on the Arduino development board. On the basis of analyzing of magnetic suspension system’s structure and working principle, we will get the control scheme. Through making the program of the control system, regulating the PID parameters and changing the frequency of the PWM, we can control the electromagnetic coil current in real time, and the suspended object will obtains an electromagneticforce to balance the gravity at the predetermined locations. Then we will get a stable magnetic suspension system. In addition, the system can do a dynamic communication with the personal computer, and realize the real -time control by the personal computer. At last, the key research works for further study are proposed.KEY WORDS: magnetic suspension system, Arduino development board, PID controller, Pulse Width Modulation目录前言 (1)第 1 章绪论 (2)§1.1 设计的依据与意义 (2)§1.2 国内外同类设计的概况综述 (3)§1.3 本课题设计的主要任务 (4)第 2 章磁悬浮系统的结构 (5)§2.1 磁悬浮系统的工作原理 (5)§2.2 磁悬浮系统的组成 (6)§2.3 磁悬浮系统的结构特点 (7)§2.4 磁悬浮系统的主要参数 (7)第 3 章下推式磁悬浮控制系统设计 (9)§3.1 位置检测原理 (9)§3.2 控制系统设计 (10)§3.2.1 系统数学模型 (10)§3.2.2 控制器设计 (11)§3.2.3 系统仿真 (12)§3.3 小结 (14)第 4 章磁悬浮软件设计 (15)§4.1 软件开发环境介绍 (15)§4.1.1 Arduino nano 开发板介绍 (16)§4.1.2 Arduino编程环境 (17)§4.2 软件设计思想与程序流程图 (19)§4.3 数据采集 (20)§4.4 PID调节控制 (21)§4.5 PWM输出 (24)§4.6 上位机通信 (27)§4.7 按键变化功能 (27)第 5 章运行调试与结果分析 (30)§5.1 硬件接线 (30)§5.2 程序的编译与上传 (30)§5.3 确定系统极性 (31)§5.4 PID参数整定 (32)§5.5 结果 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)前言磁悬浮技术属于自动控制技术，它是随着控制技术的发展而建立起来的。
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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cXu Rong-jin, Gu Wei, Xu Rui-qiangSchool of Information and Communication Engineering, Beijing University of Posts andTelecommunicationsAbstract: 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。
三：物质的抗磁性首先，为了实现磁悬浮，我们必须先了解实现磁悬浮的集中方式。
众所周知，自然界的物质有抗磁性，顺磁性和铁磁性三种特性。
其中抗磁性几乎是所有物质都有的性质，它的来源是楞次定律。
但是一般物质的抗磁性非常微弱，大部分情况下可以忽略不记，常温下抗磁性最强的物质是金属铋；还有一部分物质具有顺磁性，这种物质的主要特征是：不论外加磁场是否存在，原子内部存在永久磁矩。
但在无外加磁场时，由于顺磁物质的原子做无规则的热振动，宏观看来，没有磁性；在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，物质显示极弱的磁性，金银铝铂之类的金属貌似都是顺磁性；另外一种就是大家都很熟悉的铁磁性，一根铁钉在磁铁上蹭几下，它就变成一个小磁铁。
具有铁磁性的元素有五种：铁，钴，镍，钆，镝。
这些元素的化合物也可能具有铁磁性，咱们最常见的黑磁铁主要成分就是四氧化三铁。
四：静态磁悬浮实现问题受到从小我们就很喜欢玩的磁铁的启发，我们最初的想法是利用磁铁“同性相斥，异性相吸”的原理来实现磁悬浮，就像示意图1展现的一样，假设图中弓形磁铁上部分是N极，而悬浮的环形磁铁外部也是N极，则利用同性相斥的原理，只要使悬浮的磁铁处在适当的位置，使得各个方向的力彼此达到平衡，应该能实现磁悬浮。
对此我们一开始也是深信不疑的。
但是冷静下来一想，如果这么简单的材料就可以实现磁悬浮的话，那么磁悬浮现象早就应该深入到了我们生活的方方面面。
于是我们开始意识到了实验方案的可行性问题。
经过查阅了大量资料，我们终于找到了关键所在：早在1842年，科学家恩绍就用数学家证明了“恩绍大定理”：若单靠宏观的静态古典电磁力，稳定的磁悬浮是不可能实现的。
这是因为在物件上所承受的各种合力，包括了引力、静电场及静磁场会使物件变得很不稳定。
这就迫使我们必须放弃原有的思路，采用新的方法来实现磁悬浮。
在多方面搜集资料的过程中，我们广泛搜集各种关于磁悬浮现象的例子，其中的一种现象吸引了我们的注意力——一种叫 Levitron的玩具。
这种玩具在玩家的精心控制下，可以实现稳定的磁悬浮。
但是它的难度极大。
于是我们打算以此为出发点，探寻能否做出一种更优秀更理想的磁悬浮装置。
最后，我们了解到，借助集成电路，霍尔传感器，钕铁硼强磁等现代高科技产物的帮助，我们要实现磁悬浮并不困难，可以采用的方案也并不是唯一的：既可以从上方对悬浮物施加拉力与悬浮物的重力相平衡来实现磁悬浮的上拉式和从悬浮物下方对悬浮物施加推力的下推式悬浮。
最终我们选定了下推式悬浮。
以下就我们实验进行简单的介绍。
五：实验仪器介绍实验中我们用到的材料有Arduino Mega 开发板 1块，L298N驱动板 1块，洞洞板 1块，10K多圈电位器 2个，10K手拧式电位器 2个，3.9K电阻 2只，200K电阻 2只，LM358数字放大器 1个，UGN3503霍尔传感器 2个，LM7809稳压器 1个，20V直流电源 1个，巨大圆环形黑磁铁 1个，圆片钕铁硼强磁若干，绕线用铜丝半斤。
实验的基本原理是：霍尔传感器在浮子的正下方，当检测到浮子向左运动时，两边的线圈一个吸一个拉，把它推向右；反之如果浮子想右运动，那么两个线圈的电流都反向，把它推向左。
用前后左右共四个线圈，两个霍尔传感器配合，就可以把浮子稳定的悬浮住。
实验的实际电路图比较复杂，不利于对实验具体原理的宏观把握。
为了简化理解，可以参照示意图2。
图中介于两个（在实际的电路中有四个线圈）线圈之间标号为3503的是线性霍尔传感器，安装在了悬浮物的正下方。
线性霍尔元件可以检测其正上方的磁场变化，包括磁场的方向和大小。
当磁场强度的大小发生变化是，便会有相应的输入信号产生，使得输入电压发生变化，为了将这种变化更加明显，我们使用了一个数字放大电路，就是图的编号“放大器LM358”，之后放大的信号由ATMag8单片机采集（图中编号Arduino Mega 168，在实际实验中，我们采用了Arduino），经过一定的算法后，输出相应的控制信号。
再通过电压的变化来控制线圈磁场，从而实现对悬浮物的控制。
六：动态磁悬浮实现的基本原理至于对悬浮物的控制，其基本原理是：霍尔传感器在浮子的正下方，当检测到浮子向左运动时，两边的线圈一个吸一个拉，把它推向右；反之如果浮子想右运动，那么两个线圈的电流都反向，把它推向左。
用前后左右共四个线圈，两个霍尔传感器配合，就可以把浮子稳定的悬浮住。
为了让悬浮更加稳定，我们采用了PID控制的平衡算法，对PID算法的了解有助于我们对整个实验原理的理解，因此这里就简要介绍以下PID控制的概念。
在工程实际中，PID控制是应用最为广泛的调节器控制机制。
PID控制中得P代表比例，即proportion；I 代表积分，即integral；D代表微分，即differential；因此，PID控制，即比例-积分-微分控制。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或者得不到精确的数学模型时，其他的控制方法难以采用，那么控制器的结构和参数必须结合经验和现场调试来决定，在这种情况下采用PID调节最为方便。
首先，比例控制是一种最简单的控制方式，就像胡克公式中的比例系数一样，当控制器的输出与输入信号成比例关系，那么就可以得到一个比例系数。
其次，积分控制是指控制器的输出与输入的误差信号的积分有关。
就如同电路中的电感元件，某个时刻的电压与电流的积分有关。
类似的，有时候信号的输出必须综合之前信号的输入，而这种综合往往是求和关系，因此使用积分控制简单易行。
最后，微分控制是指控制器的输出与输入信号的微分有关。
最简单的微分关系就是速度是位矢的微分。
我们在控制悬浮物的平衡时，光知道悬浮物偏离平衡位置的位移从而采用比例控制是不够的，对于同样的偏离位移，悬浮物可能有不同的速度，那么要求我们对悬浮物有不同的处理方法，而恰恰速度是位矢的微分，于是我们可以通过对位移输入数据进行微分操作，来实现对悬浮物的精确实时控制。
可见，PID控制器是一种那个动态的控制机制。
以上就是我们实现下推式磁悬浮的基本原理，借助以上的基本原理，结合一定的计算机语言知识，我们就可以实现对悬浮物的动态控制。
由于我们对悬浮物平衡的控制是一种动态的控制机制，因此在不同的环境下进行实验，由于对实验材料搬移过程中造成的误差，以及不同环境因素的影响下也会产生不同的误差，这就要求我们每次实验下都可能需要不同的参数来实现悬浮物平衡的控制。
七：关于实验的思考与讨论在我们下推式动态磁悬浮实现的具体过程中，遇到的困难是超越了我们的想象的，首先，一个个陌生的控制电路元件就使得我们无比头疼，另外电路的连接对于我们这些动手能力相当欠缺的同学来说也是一个极大的考验。
另外，为了使得整个实验仪器有一定的整体性，我们还得兼顾部分和整体的关系。
另外一个重要的因素是美观，一堆堆导线和一个个电路板倒是可以实现我们的实验目的，但是这样的作品并不是合格成功的作品，因此我们将整个控制电路封装到了一个小盒子中，使得整个材料看起来协调美观。
另外，在对悬浮物的选择上，我们为了增加实验的趣味，特地选择了前几年风靡一时的电影《盗梦空间》的一个重要元素——陀螺，陀螺本身就是一种很容易保持平衡的物体。
它借助快速的旋转来保持自身的平衡。
这样我们的悬浮物就不仅处在悬浮状态，而且还处在高速的旋转状态。
两者相得益彰，使得整个实验有更高的观赏价值。
当然，为了配合如此精密的实验，普通的陀螺当然是不满足要求的。
一方面必须用金属材料做成，另一方面还得兼顾悬浮的要求，整个陀螺必须质地轻，有良好稳定的重心位置。
于是，我们采用了中空的方案，做出陀螺的内轴后在外层裹上纱布，然后涂上石膏来使得整个成为浑然一体的物体。
之后为了配合陀螺的旋转，我们还要保证表面的平整光滑程度。
最后我们还在表面刮齐后涂上了一层薄薄的指甲油，这样更使得整个陀螺光滑，美观。
关于类似动态磁悬浮的应用，应当结合磁悬浮的优点来考虑。
磁悬浮最大的优势在于常温无源条件下永磁体的完全无接触悬浮,不需要任何的外加辅助，因此，像一些对散热要求较高的元件，或是仪器灵敏度要求较高的元件，采用磁悬浮原理后可能会有更大的散热面积，会有更加稳定的工作环境。
这一切不仅是电子工业的一场革新，它可能会深刻地影响到我们社会的各个方面。
因此，其应用场景应该是无比广阔的。
参考文献：[1]冯慈章.静态电磁场[M].西安交通大学出版社[2]张怀武,周海涛,刘颖力.抗电磁干扰材料及元器件工艺[M].电子科技大学出版社,2001.[3]徐俊起，基于力平衡的磁悬浮控制方法，电机与控制应用，2010,37（11）.[4]徐渠，磁悬浮系统的控制研究，科技创新导报，2008，N36.[5]郭连宝，刘平，邱敏，关于抗磁性磁悬浮的探讨，科技创新导报，2009，N20，10.[6]陈武，DIY磁悬浮“盗梦陀螺”，无线电，2011，02.。