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一、磁悬浮技术的发展与现状 磁悬浮技术的发展始于上世纪，恩思霍斯(Eamshanws)发现了抗磁物体可以在磁场中自由悬浮，此现象于1939年由布鲁贝克(Braunbeck)进行了严格的理论证明，但是它的实际应用研究直到最近二十年才广泛开展。近年来，磁悬浮技术得到了迅速发展，并得到越来越广泛的应用。由于现代科学技术的发展，如传感器、控制技术(尤其是数字控制技术)、低温和高温超导技术，使得磁悬浮技术迅速崛起，各国都投入大量的人力、物力、进行研究。 磁悬浮由于无接触的特点，避免了物体之间的摩擦和磨损，能延长设备的使用寿命，改善设备的运行条件，因而在交通、冶金、机械、电器、材料等各个方面有着广阔的应用前景。 二、磁悬浮的应用 磁悬浮技术的应用范围从高速磁轴承到高速悬浮列车，以及大气隙的风洞磁悬浮模型等各个领域。磁悬浮轴承的研究是国外一个非常活跃的研究方向，典型对象是发电机的磁悬浮轴承(又称磁力轴承)。主动式磁悬浮轴承(AMB)以其无机械磨损、无噪声、寿命长、无润滑油污染等特点而广泛应用于航空、航天、核反应堆、真空泵、超洁净环境、飞轮储能等领域。 高速磁悬浮电机(Bearingless Motors)是近年提出的一个新研究方向，集磁悬浮轴承和电动机于一体，具有自悬浮和驱动能力，不需要任何独立的轴承支撑，具有体积小、临界转速高等特点，更适合于超高速运行的场合，也适合小型乃至超小型结构。国外自上世纪90年代中期开始进行研究，相继出现了永磁同步型磁悬浮电机、开关磁阻型磁悬浮电机、感应型磁悬浮电机等各种类型。其中感应型磁悬浮电机具有结构简单、成本低、可靠性高、气隙均匀、易于弱磁升速，是最有前途的方案之一。传统的电机由定子和转子组成，定子与转子之间通过机械轴承连接，在转子运动过程中存在机械摩擦，增加了转子的摩擦阻力，佼运动部件磨损，产生机械振动和噪声，使运动部件发热，润滑剂性能变差，甚至会使电机气隙不均匀，绕组发热，温升增大，从而降低电机效能，最终缩短电机使用寿命。磁悬浮电机利用定子和转子励磁磁场间“同性相斥，异性相吸”的原理使转子悬浮起来，同时产生推进力驱使转子在悬浮状态下运动。磁悬浮电机的研究越来越受到重视，并有一些成功的报道。如磁悬浮电机应用在生命科学领域，国外已研制成功的离心式和振动式磁悬浮人工心脏血泵，采用无机械接触式磁悬浮结构不仅效率高，而且可以防止血细胞破损引起溶血、凝血和血栓等问题。磁悬浮血泵的研究不仅可以解除心血管病患者的疾苦，提高患者生活质量，而且对人类延续生命具有深远意义。 三、磁悬浮球控制系统的工作原理 图1 磁悬浮球控制系统功能图 电磁铁绕组中通以一定的电流，产生电磁力，只要控制电磁铁绕组中的电流，使产生的电磁力与钢球的重量相平衡，钢球就可以悬浮在空中，处于不稳定的平衡状态。这是由于电磁铁与钢球之间的电磁力大小与相互之间的距离成反比，只要平衡状态稍微受扰动，就会导致钢球掉下来或被电磁铁吸住，为此必须实现闭环控制。采用电光源和传感器组成的测量装置测量钢球与电磁之间的距离y的变化，当钢球受到扰动下降，与电磁铁之间的距离增大时，控制电磁铁控制绕组中的控制电流相应增大，则钢球又被吸回到品衡状态，反之亦然。 以上讨论的是钢球在垂直方向的控制，为了使钢球能稳定地在空中悬浮，钢球在水平方向上也应有一定的稳定范围。为了解决这个问题，将电磁铁铁心指向钢球的一端呈锥体形，如图1示。当钢球在水平方向上偏离中心平衡位置时，电磁力重新指向钢球表面的发向方向。此力可分解为垂直方向和水平方向两个分量，水平方向分量使钢球恢复到原中心平衡位置。 四、对磁悬浮球控制器进行理论设计 首先建立数学模型得到钢球的数学模型为: 选取模型参数 通过对磁悬浮球控制系统的性能分析最终确立系统数学模型。 所以，磁悬浮球控制器校正后的传递函数为: 五、传递函数G(s)的性能分析 由图2示可以知道，该系统由较宽的带宽，截至频率比较大，所以控制系统有较快的快速性;相角裕度越小，系统的阻尼特性越好，动态过程较为平稳;高频斜率大，控制系统有较强的抗干扰能力，钢球能稳定地悬浮。希望采纳 
技术革命中科学的发展对技术进步促进作用的论 肯定知道更多
拿来看看吧。 物理小论文1 摩擦力普遍存在于生活之中：行走、吃饭、写字、拿东西……最早提出“摩擦力”的是伽利略和牛顿，他们认为，物体减速的原因是有“摩擦力”作用在物体上，并声称如果能够去除摩擦力，运动中的物体不需要任何推力就可以不停地运动。 我曾经做过一个有趣的实验——用26张纸牌拼搭“A”字型的扑克屋。这个考验耐心的游戏其实全靠摩擦力。只要控制好牌与牌之间的角度，就能成功搭起高约半米的扑克屋。同样道理也适用于梯子。不论是扑克牌还是靠在墙上的梯子，它们与水平面所成的角度太小就会倾倒。这个角度的大小，由物体接触面能产生的最大摩擦力，也就是“最大静摩擦力”来决定。公元1781年，法国物理学家库仑发现最大静摩擦力与接触面的表面积无关，只和物质种类及表面间的正压力有关。同时他还提出了“摩擦系数”的概念。 摩擦力还可以产生电和热。17世纪的一位英国皇家学会非正式实验评议员制造出了世界上第一台摩擦起电机。这架起电机有4对紧靠着玻璃圆盘的固定丝布垫。旋转玻璃盘时，盘上就会产生电荷，然后电荷再被4个末端接有金属线的臂状物带走，累积在左方金属管的表面。调整左方金属棒与金属管之间的距离，就可以使电荷在固定的电压下放电。而摩擦生热的普遍利用是划火柴。摩擦力使火柴头上的化学物质发热而燃烧。 然而，正因为摩擦能生热和电、摩擦力对运动物体的阻碍作用，人们有时会想方设法减少摩擦力。气垫船、磁悬浮列车就是人们为了提高速度减小摩擦而发明的高速交通工具。工业上的滚珠轴承、润滑油也是为了减小摩擦而生产的。被人们称为“流线型”的海豚、鲨鱼能在水中迅速游动，也靠的是它们身体后端逐渐变小最后成尖点状的外形。人们也模仿它们做出了流线型的船舶、潜水艇、赛车、飞机，给交通带来了无穷便利。 物理小论文2 生活中有很多的物理现象，许多简单的现象可以用所学知识去解答。 现象一：飞快的火车有一个安全距离，当我们在公路上步行时，不宜靠中太近，除 了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因，对此本文将作出解答。 现象二：取两片很薄的纸，将他们贴近，用力的吹，我们并不能将纸吹开，反而出 现被“吹拢”的情况。 现象三：，对于相同流量的水而言，口径大的水龙头，水的流速很慢，但是对于口径 小的水龙头，可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢？ 总结来看，空气和水都是流体，在两者之间有着一定的共同点，都遵循流体的基本性 质，在流体的学习中有两个很重要的方程叫：伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很 简单的解释上面三个现象。首先，伯努里方程的基本表达式为：P+1/2pv+pgh=恒量。P指流 体周围的压强大小，p指流体本身的密度，v指流体的速度。在上述但现象中，可把水和空 气近似的看作理想流体，且它们作常流动。在以上前两种情况中，都可以将pgh看作是不变 的，所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个 现象作出具体的解释。 解释现象一：其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车 而发生意外。为什么这么说？当车飞快的从我们身边开过的时候，对周围的空气造成了影响： 使它们的速度加快，在这样的情况下，根据上面的推倒易知：速度过快造成周围空气的压强 减小，在汽车周围形成一个压强差，在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险 的，所以步行要尽量的靠边走。 解释现象二：当两片薄纸靠近，我们将它们看成和外面的空气分开，当我们吹气时， 使得两纸间少量的空气流速加大，压强减小，外围的空气使得纸片贴在一起。 解释现象三：同流量即体积相同，所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。 它表示理想流体作定常流动时，流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知，当 我们将口径边小时，必然导致流速加快。根据这个原理在科技上也有很大的运用，比如切割 水枪，对于一样的出水量，这种水枪的口径很微小，使得出水的速度极快，所含动能极大， 在生产上有很大的运用。 最后，要介绍一个很实用的方法：取水。在家中，看到大人用一根管子插到水里， 用嘴在管口吸气，水就会自己流出来，我也试过，但没有成功，现在我目标了原因：必须保 证吸气的一端低于出水的一端，为什么呢？这是利用了大气压的原理。当吸气后管子里成为 真空，水就被外界大气压压倒了出水端。 物理在我们的生活中有很大的作用，我们可以借着生活来学习物理，再利用物理来服务 生活。采纳哦
