磁悬浮的PID控制系统设计+MATLAB仿真(3)
(3)感应排斥力方式
这种方式主要运用于超导磁悬浮列车的悬浮装置上。此种控制方式利用了磁铁或励磁线圈和短路线圈之间的排斥力，简称为感应排斥力方式。为了得到排斥力，短路线圈和励磁线圈之间必须存在相对的运动。可是，在较低速度时由于获得不到足够的悬浮力，在低速或停止时需要用车轮来支撑车体。因此，从原理上来说，该方式很少被应用于较低速传动机构。
1.2.2 控制方式分类
迄今为止，磁悬浮控制应用技术分为模拟控制方式和数字控制方式。随着近年来现代控制理论的逐步成熟，同时随着计算机计算速度的提升，数字式控制方式得到更广泛的应用。与数字式控制相比，由于模拟式的控制部分是由硬件构成的，更容易被技术人员所理解、掌握和调试，相对价格比较低廉。更加容易实现产品化、系列化，因此在产业界得到更加广泛的应用。现在市面上的磁悬浮轴承产品大多数为模拟式控制方式。但是，模拟运算电路一旦制板，就不能再做修改，缺乏软件的灵活性，同时也无法发挥现代控制理论中 系统等理论的作用。
1.3 磁悬浮技术的应用及展望
目前，磁悬浮技术的大规模应用主要集中在磁悬浮轴承和磁悬浮列车两方面：
(1)磁悬浮列车：
目前国外在磁悬浮方面的研究工作主要集中在磁悬浮列车方面，进展很快，以从实验研究阶段转向试验运行阶段。在日本，已建成多条常导和超导型试验线路。其中大江试验线长1.53km，HSST-100低速磁悬浮列车于1991年1月开始在该线上进行为期2年的系统测试和评估，取得了令人满意的结果。德国的埃姆斯兰特试验线长31.5km，研制成功TR07型时速450km的磁悬浮列车。在取得一系列研究和试验结果后，1990年日本开始建造速度为500km/h、长48.2km的超导磁悬浮列车路线。德国则在2005年建成柏林到汉堡之间284km的常导型磁悬浮列车正式运营路线，其速度为420km/h。此外，法国、美国、加拿大等国也在这方面进行了总多项目的研制和开发。目前国内经过“七五”前期研究和“八五”联合攻关，在常导低速磁悬浮列车方面已取得许多重要成果，已经具备建设应用型低速常导磁悬浮列车试验示范的能力。国防科技大学和铁道部科学研究所合作于1995年5月成功研制出第一台吸力型单转向架磁悬浮列车YDC-III。
(2)磁悬浮轴承
磁轴承主要应用对象有低轨道地球卫星和航天器中的超真空泵、中子粉碎机、卫星惯性飞轮和能量存储飞轮、姿态控制飞轮、火箭引擎透平泵、制冷透平泵、环状悬浮定位系统以及反射镜的驱动机械装置等。
随着现代工业对加工精度要求的不断提高以及机床转速的增加，传统的滚动轴承和静压轴承均已明显地不能满足对支承的要求，其中尤以噪声、振动、发热及使用寿命的问题更为突出。另外，在传统的轴承中，供油系统是必不可少的。这不仅使结构更趋复杂，同时又产生了诸如污染等问题。可幸的是上述问题在采用了磁轴承以后，均能获得圆满解决。法国的S2M公司在数百台机床上成功地应用了磁轴承，包括各种高精度车床、铣床和磨床，而磨床方面的应用尤为突出。
在一般工业生产中第一个装有磁轴承的是德国Leybol-Heraeus公司发明的涡轮机驱动的真空泵，其额定转速达30,000r/min，工作气隙直径90mm，转子重7kg，高真空、高转速、长寿命。在轻工业中，磁轴承主要应用于涡轮分子真空泵、离心机液态泵、纺织机主轴、小型低温压缩机、旋转光学境主轴、旋转阳极射线管、中子分选器等。法国研制成功一台冶金实验用的小型超高速离心机，其转速达800,000r/min。在重工业中，磁轴承也得到了应用。德国ABB公司采用磁轴承系统研制成功第一台大型核能用部件，即MALVE实验循环器，其转子重2吨，功率400kw，外伸推进器直径1.25m。由于磁轴承具有独特的优良性能，在能源工业中，特别是核能技术的研究中，它将发挥越来越大的作用。此外，磁轴承在航海技术、纺织技术、医疗器械、电动机、发电机、喷气机、电度表、机器人技术、振动控制等方面都得到了应用。