实验室用电磁铁通过控制什么控制磁力大小来实现对钢珠的悬浮控制

Question

我做毕设呢，题目是基于单片机的磁悬浮控制系统，我主要实现通过单片机控制电磁铁的磁力大小控制钢球位置，使之悬浮就可以，但是电磁铁的输入输出关系找不到，是只要控制电压就行还是控制占空比什么的啊，，，球大神指点啊，，，，

Answer 1

通过控制电压来调节电流，以调节磁场强度。
电磁铁是执行元件，本身是接受端，谈不上输入输出，一定要说的话，可以理解为，输入的是电流，输出的是磁场。
如果电磁铁是由开关电源供电的话，你调节开关电源的占空比，就可以达到调节输出电压，也就是调节了磁场强度。过去是因为没有开关电源，所以才设置损耗性分压电阻来降压。

至于电流和磁场强度的关系按以下基本公式计算：

磁场强度的计算公式：H = N × I / Le
式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位为A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。

磁感应强度计算公式：B = Φ / (N × Ae)
式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m²；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m²。追问

电磁铁作为一个输出，用单片机控制，电磁铁前加一个功放，我主要是不知道用什么功放，我用电压放大电路老师说不行，最好用功率放大，但用什么功放，放大什么信号来控制电磁铁我不明白，老师说matlab仿真实例里有电磁铁的一个输入输出关系什么的，可我也找不到，，，自己也有点糊里糊涂的，

追答

老师要求加功放，那就得按老师的思路来设计了。
推荐一篇文章，应该可以参考。
http://wenku.baidu.com/view/19a2e2ed172ded630b1cb669.html
周边还有许多资料可以借鉴。

Answer 2

电磁铁的磁性与线圈匝数，有无铁芯、电流大小有关，一般能控制的就是电流大小，因此只要控制电压就行；或者电压保持不变，连接一个可变电阻，通过控制电阻大小来改变电流，以控制电磁铁的磁性。追问

我做的是通过单片机对他的一个控制，就是电磁铁可以是确定的，通过什么来控制，电磁铁的输入输出是个什么关系，最好有具体参数的那种

追答

电磁铁的磁力大小F=B^2S/2μ0，其中μ0是常数，大小为4π*10^-7，S应该是电磁铁的吸附面积，B是磁感应强度，也即吸力与磁感应强度的平方成正比；至于磁感应强度的计算比较复杂，一般认为其与电流大小成正比，与电磁铁截面半径的平方成正比，在电磁铁形状确定的情况下，可以认为磁感应强度与电流大小成正比，即吸力F与电流I的平方成正比。对于直流电磁铁来说，线圈可以看成稳定的电阻r，因此对于固定的电动势E，只要串联一个可变电阻R，可知F∝[E/(R+r)]^2，关于磁感应强度的具体公式可参见http://wenku.baidu.com/view/d34871c24028915f804dc276.html和http://wenku.baidu.com/view/14759fbc960590c69ec3765c.html