碰撞是我們生活中常見的一種現(xiàn)象,影響著人類社會的方方面面,對碰撞的研究有助于我們更好的掌握這一科學(xué)現(xiàn)象,從而加以利用造福人類。氣墊導(dǎo)軌和光電門是現(xiàn)在實驗室中研究碰撞規(guī)律的主要儀器,但氣墊導(dǎo)軌表面密集的氣孔在使用過程中容易堵塞,造成滑塊與導(dǎo)軌接觸摩擦甚至滑落,導(dǎo)致實驗現(xiàn)象不準(zhǔn)確。另外氣墊導(dǎo)軌只能做一維方向上兩個物體的正碰實驗,不具有一般性。本文采用電動懸浮技術(shù)來消除碰撞滑塊在運動過程中的摩擦,同時利用光電技術(shù)設(shè)計了一種測速方法,保證滑塊在碰撞過程中穩(wěn)定懸浮且實時測速,另外本系統(tǒng)為二維平面碰撞系統(tǒng),可以實現(xiàn)多個物體多角度的自由碰撞。本文的主要研究工作如下:首先,對該碰撞系統(tǒng)的研究背景及意義進行了論述,介紹了碰撞對我們?nèi)粘Ｉ畹闹匾?以及測速技術(shù)和磁懸浮技術(shù)國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。之后,介紹了該系統(tǒng)的理論基礎(chǔ),包括系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及組成,以及測速系統(tǒng)的測速原理及測速方法,并對螺線管磁場分布進行了理論分析,據(jù)此建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。對模型的穩(wěn)定性進行分析后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定,隨后引入了反饋環(huán)節(jié)并設(shè)計了PID控制器,利用試湊法和Simulink仿真結(jié)合,確定了PID的最優(yōu)參數(shù)值,經(jīng)過驗證該PID控制器具有...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1氣墊導(dǎo)軌利用氣墊導(dǎo)軌和光電門結(jié)合雖然可以做碰撞實驗，但光電門和氣墊導(dǎo)軌的缺

哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文2的距離是已知的，根據(jù)計時器記錄的時間即可計算出物體的運動速度。在導(dǎo)軌的一端，可裝彈簧或者橡皮筋，用于發(fā)射滑塊，給滑塊一個初速度。圖1-1氣墊導(dǎo)軌利用氣墊導(dǎo)軌和光電門結(jié)合雖然可以做碰撞實驗，但光電門和氣墊導(dǎo)軌的缺點也很明顯。氣墊導(dǎo)軌主要依靠氣泵注入的高壓....

圖2-2碰撞滑塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

第2章碰撞系統(tǒng)的技術(shù)理論8第2章碰撞系統(tǒng)的技術(shù)理論第一章介紹了該碰撞系統(tǒng)所用到的技術(shù)及目前的發(fā)展?fàn)顩r，本章將詳細介紹該設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成，同時介紹各個部分的工作原理，并對該系統(tǒng)磁場分布進行分析，建立磁場模型。然后分析了磁懸浮部分的力場結(jié)構(gòu)，建立了磁懸浮控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2....

圖2-1碰撞滑塊外觀圖

第2章碰撞系統(tǒng)的技術(shù)理論8第2章碰撞系統(tǒng)的技術(shù)理論第一章介紹了該碰撞系統(tǒng)所用到的技術(shù)及目前的發(fā)展?fàn)顩r，本章將詳細介紹該設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成，同時介紹各個部分的工作原理，并對該系統(tǒng)磁場分布進行分析，建立磁場模型。然后分析了磁懸浮部分的力場結(jié)構(gòu)，建立了磁懸浮控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2....

圖2-3電磁彈射結(jié)構(gòu)圖

哈爾濱師范大學(xué)碩士學(xué)位論文9如圖2-3為電磁彈射結(jié)構(gòu)圖，主要由固定支架、彈射銜鐵、以及彈射線圈組成，配合相應(yīng)的驅(qū)動電路即可完成對碰撞滑塊的彈射。圖2-3電磁彈射結(jié)構(gòu)圖圖2-4為該系統(tǒng)碰撞示意圖，碰撞滑塊被電磁彈射器彈射以后，懸浮在銅板上，銅板上面有一層黑白相間的測速網(wǎng)格，沿箭頭方....

本文編號：3906827