[实用新型]一种多功能磁悬浮电梯控制示教仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学仪器，特别涉及一种多功能磁悬浮电梯控制示教仪，该示教仪可用于磁悬浮电梯运行控制原理演示，提供学生进行控制算法调试的实物仿真平台。

背景技术

磁悬浮电梯基于电磁感应原理，由于免除了钢丝绳等磨损部件，受到广泛关注。电梯属于特种设备，难以搬进教学课堂。现场调试机会缺乏使得学生在掌握磁悬浮电梯控制原理时，仅能通过课本或软件仿真进行，老师讲解困难，学生缺乏实践动手机会。目前，关于磁悬浮电梯控制设备的报道较少，市场上也没有相关磁悬浮电梯控制示教产品销售。基于上述现状，有必要研发一套实物仿真设备，能够用于磁悬浮电梯控制原理讲解与演示，提供学生控制算法设计与调试的实物仿真平台，由此引出了本实用新型技术方案。

发明内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种多功能磁悬浮电梯控制示教仪，该示教仪可以向学生演示磁悬浮电梯控制原理，提供学生进行控制算法设计与调试的实物仿真平台。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种多功能磁悬浮电梯控制示教仪，主要包括内容如下：

(1)该示教仪包括单相异步直线电机、电梯导轨、仿真轿厢、梯井支架以及传感器检测与控制单元等主要部件，电梯导轨被法兰座固定在梯井支架。

(2)加速度(速度)检测模块可以检测仿真轿厢的运行加速度和速度；基于霍尔元件的位置检测模块可以检测轿厢的运行位置；质量检测模块可以获得仿真轿厢的载重。

(3)轿厢载重信息、位置信息通过(信号)导线发送到控制处理模块，加速度(速度)信息通过无线通信模块发送到控制处理模块。

(4)控制单元的控制算法，能够结合传感器检测信息对直线电机进行控制，模拟电梯完成加减速、匀速、悬停运行，实现模拟磁悬浮电梯运行控制演示。

(5)控制处理模块支持程序上传调试，为学生提供算法调试平台，控制处理模块具有数据存储功能，可以存储仿真轿厢的运行数据。控制处理模块具有控制算法评估功能可根据运行数据，对不同控制算法进行性能比较。

本实用新型的效果是：能够实现仿真轿厢沿导轨在模拟电梯井道内进行匀速运行，模拟电梯加减速、匀速运行并在不同楼层停靠，完成悬停。对单相异步直线电机的反馈控制、磁悬浮电梯的运行控制机理进行演示。质量检测模块、霍尔元件、加速度(速度)传感器的检测分别能够提供控制处理模块轿厢的载重信息、运行位置信息和速度、加速度信息。多类传感器的使用有助于教学活动对传感器的讲解演示。控制处理模块能够对仿真电梯运行过程信息(速度、加速度)和轿厢载重信息进行记录存储，并设计有控制算法评估部对控制算法性能进行评估，控制程序可上传，方便学生基于该仿真实物平台设计、调试控制算法。本实用新型可用于传感器教学、磁悬浮电梯控制演示、电机控制演示、电机控制算法设计与调试等教学活动中，有效提升教学效果。

附图说明

图1是本实用新型的示教仪系统立体结构图。

图2是本实用新型的示教仪控制处理模块功能框图。

具体实施方式

下面结合具体附图1、和附图2对本实用新型作进一步说明。

图1是本实施方案的示教仪系统立体结构图。

图2是本实施方案的示教仪控制处理模块功能框图。

如图1所示，示教仪结构系由电梯导轨1、无线通信模块2、加速度(速度)传感器3、磁铁块4、霍尔元件5、质量检测模块6、法兰座7、梯井支架8、仿真轿厢9、单相异步直线电机10、电机控制线11、电机驱动模块12、控制处理模块13、显示模块14、导线15、220V电源16、数据线17、按键18组成。

电梯导轨1、法兰座7、梯井支架8、仿真轿厢9、单相异步直线电机10构成示教仪基本物理结构，法兰座7用于将电梯导轨1固定于梯井支架8上。示教仪在运行过程中，220V电源16对电机驱动模块12进行供电。按键18发送控制指令经数据线17至控制处理模块13，产生控制信号再通过数据线17发送给电机驱动模块12，电机驱动模块通过电机控制线11驱动单相异步直线电机10，控制仿真轿厢9加减速、匀速与悬停运行。

加速度(速度)传感器3、磁铁块4、霍尔元件5、质量检测模块6用于示教仪系统运行数据采集，霍尔元件5通过感应磁铁块4测量轿厢位移量，质量检测模块6用于测量轿厢总重量(载重)，加速度(速度)传感器3用于测量轿厢运行过程中的加速度(速度)，无线通信模块2将加速度(速度)数据发送给控制处理模块13，而轿厢位移量、载重均通过导线15传输到控制处理模块13。