无线传输灯具控制系统设计软件部分
随着科技的发展，磁悬浮技术和无线电能传输技术越来越深入应用到现实生活中的各个领域，基于这两大技术应用于一体的无线传输灯具也应运而生。磁悬浮灯具作为一种创意产品现在正走进千家万户。磁悬浮灯具主要由以下两部分组成：基座以及悬浮于该基座上的悬浮体。本课题所设计的磁悬浮灯具相较之以往磁悬浮灯具优点在于创新运用了无线输电技术，其基座可以向悬浮体进行无线电能传输，使悬浮体上的灯具发光，这使得该磁悬浮灯具更加安全可靠。本文从研究磁悬浮技术和无线电能传输技术的发展历史以及发展前景开始，逐渐深入研究本课题所涉及到的相关理论知识，编写程序，调试仿真。
关键词 磁悬浮技术，无线电能传输技术，灯具
目 录
1 绪论01
1.1 课题背景01
1.2 课题现状及发展前景01
1.3 本课题设计的主要任务04
2 系统总体设计05
2.1 磁悬浮技术部分05
2.2 无线电能传输部分05
3 硬件设计06
3.1磁悬浮系统工作原理06
3.2 主要元器件介绍07
3.3 硬件电路原理图10
4 软件设计11
4.1 软件设计思路与主流程图11
4.2 ADC采样12
4.3 定时中断13
4.4 PID调节控制15
4.5 PWM输出18
4.6 系统仿真21
5 运行调试与结果分析24
5.1 运行调试24
5.2 结果分析29
结论31
致谢 32
参考文献33
附录 软件程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
序34
1 绪论
1.1 课题背景
随着时代的不断进步，磁悬浮灯具已经使用，作为一种创意产品走进家家户户。磁悬浮灯具主要由两大部分构成：基座以及悬浮于该基座上的悬浮体。现有磁悬浮灯具的实用性并不强，因为它们的悬浮体仅用于装饰，而光源大部分都是安装于基座上；虽然也有一部分磁悬浮灯具的悬浮体安装有光源或其他发光组件，但是其悬浮体大都通过内部现有的电池来提供光源或者发光组件所需的电能，因而需要频繁地更换电池，极易造成环境污染，除此之外电池还会增加悬浮体的重量。此设计相较之以往磁悬浮灯具优点在于克服了现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、技术创新、安全可靠的磁悬浮灯具，该磁悬浮灯具的基座可以向悬浮体进行无线电能传输，使悬浮体上的灯具发光。
1.2 课题现状及发展前景
要分两部分进行研究，即：磁悬浮部分和无线电能传输部分。
1.2.1 磁悬浮部分
1.2.1.1 发展历史
磁悬浮技术的研究开始于19世纪早期,如是是静态的悬浮的电磁力，则该悬浮称为无源磁悬浮，也叫做被动磁悬浮；如果悬浮的电磁力是动态的,则叫做有源(可控)磁悬浮。无源磁悬浮方面是科学家初期的考虑的重点方向,多应用于没有接触的场合,如工业科技，交通导航等方面。然而，由于低刚度和响应速度慢，磁悬浮技术大大限制。随着电子控制等技术的飞快发展, 各工业发达国家在上世纪中晚期之后,相继投入大量的人力物力，致力于有源磁悬浮的研究。 其中,西方发达国家如英国、美国、法国等，其研究在军事、医疗、交通、宇航等领域遥遥领先,研究成果也获得了大量应用。可控磁悬浮技术的专研在上世纪中晚期之后,进一步扩大，向着一般的工业应用转化, 并获得了初步应用。
1.2.1.2 发展前景
由于磁悬浮没有直接触碰, 所以拥有如下益处：
a）零磨损、零污染,在真空或者腐蚀性的介质中可以长期使用。
b）可以用于高速工程,因为不需要润滑密封,因此有效解决高速机械设计中存在的润滑问题。又因为功耗小、噪声低、效率高、没有机械摩擦的原因，其技术有可以 很好地解决能耗问题。
1.2.2.2 发展前景
在一些特殊的场合,无线电能传输技术被广泛应用，应用前景极为广阔。
a) 供应电能到许多难以直立线路和危险区域
某些特殊区域的台站频繁碰到的问题是难以树立铁塔，电线杆, 如高山、沙漠、森林、海岛等地。而在此类区域设立的卫星监控站、边境值班所、无线信号导航台、天文观测点等需要生活和设备运行用电,此时用无线电能传输技术进行输电可有效解决电力不足的难题。除此之外,无线电能传输科技还能够给放牧的人们等栖身错错落落的乡村进提供电力以及给用于挖掘发出某些射线危害人体健康的矿石，还包括能够在偏僻深林里砍伐树木的机器人进行无接触供电。
1 绪论01
1.1 课题背景01
1.2 课题现状及发展前景01
1.3 本课题设计的主要任务04
2 系统总体设计05
2.1 磁悬浮技术部分05
2.2 无线电能传输部分05
3 硬件设计06
3.1磁悬浮系统工作原理06
3.2 主要元器件介绍07
3.3 硬件电路原理图10
4 软件设计11
4.1 软件设计思路与主流程图11
4.2 ADC采样12
4.3 定时中断13
4.4 PID调节控制15
4.5 PWM输出18
4.6 系统仿真21
5 运行调试与结果分析24
5.1 运行调试24
5.2 结果分析29
结论31
致谢 32
参考文献33
附录 软件程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
序34
1 绪论
1.1 课题背景
随着时代的不断进步，磁悬浮灯具已经使用，作为一种创意产品走进家家户户。磁悬浮灯具主要由两大部分构成：基座以及悬浮于该基座上的悬浮体。现有磁悬浮灯具的实用性并不强，因为它们的悬浮体仅用于装饰，而光源大部分都是安装于基座上；虽然也有一部分磁悬浮灯具的悬浮体安装有光源或其他发光组件，但是其悬浮体大都通过内部现有的电池来提供光源或者发光组件所需的电能，因而需要频繁地更换电池，极易造成环境污染，除此之外电池还会增加悬浮体的重量。此设计相较之以往磁悬浮灯具优点在于克服了现有技术的缺陷，提供了一种结构简单、技术创新、安全可靠的磁悬浮灯具，该磁悬浮灯具的基座可以向悬浮体进行无线电能传输，使悬浮体上的灯具发光。
1.2 课题现状及发展前景
要分两部分进行研究，即：磁悬浮部分和无线电能传输部分。
1.2.1 磁悬浮部分
1.2.1.1 发展历史
磁悬浮技术的研究开始于19世纪早期,如是是静态的悬浮的电磁力，则该悬浮称为无源磁悬浮，也叫做被动磁悬浮；如果悬浮的电磁力是动态的,则叫做有源(可控)磁悬浮。无源磁悬浮方面是科学家初期的考虑的重点方向,多应用于没有接触的场合,如工业科技，交通导航等方面。然而，由于低刚度和响应速度慢，磁悬浮技术大大限制。随着电子控制等技术的飞快发展, 各工业发达国家在上世纪中晚期之后,相继投入大量的人力物力，致力于有源磁悬浮的研究。 其中,西方发达国家如英国、美国、法国等，其研究在军事、医疗、交通、宇航等领域遥遥领先,研究成果也获得了大量应用。可控磁悬浮技术的专研在上世纪中晚期之后,进一步扩大，向着一般的工业应用转化, 并获得了初步应用。
1.2.1.2 发展前景
由于磁悬浮没有直接触碰, 所以拥有如下益处：
a）零磨损、零污染,在真空或者腐蚀性的介质中可以长期使用。
b）可以用于高速工程,因为不需要润滑密封,因此有效解决高速机械设计中存在的润滑问题。又因为功耗小、噪声低、效率高、没有机械摩擦的原因，其技术有可以 很好地解决能耗问题。
1.2.2.2 发展前景
在一些特殊的场合,无线电能传输技术被广泛应用，应用前景极为广阔。
a) 供应电能到许多难以直立线路和危险区域
某些特殊区域的台站频繁碰到的问题是难以树立铁塔，电线杆, 如高山、沙漠、森林、海岛等地。而在此类区域设立的卫星监控站、边境值班所、无线信号导航台、天文观测点等需要生活和设备运行用电,此时用无线电能传输技术进行输电可有效解决电力不足的难题。除此之外,无线电能传输科技还能够给放牧的人们等栖身错错落落的乡村进提供电力以及给用于挖掘发出某些射线危害人体健康的矿石，还包括能够在偏僻深林里砍伐树木的机器人进行无接触供电。
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