CN110716163A - 一种研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法及***，方法包括：构建一竖向的电磁场，电磁场中设置有处于初始平衡状态的悬浮体；测量出该状态下的电磁铁的初始励磁电流及悬浮体与电磁铁之间的初始悬浮间隙及悬浮体与检测器之间的距离,所述检测器位于悬浮体的下方；改变电磁铁的励磁电流，确保悬浮体与检测器之间距离不变的情况下，改变悬浮体与电磁铁之间悬浮间隙，使悬浮体处于新的平衡状态；测量出新平衡状态下电磁铁的励磁电流及悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙值；本发明实施例通过检测悬浮体与检测器之间的位置动态生成平衡电流，进而实现电磁铁磁力、检测器位置以及悬浮体与电磁铁之间位置的闭环动态调整。

Description

一种研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法及***

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，特别涉及一种通过磁悬浮研究磁力的方法及***。

背景技术

磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、动力学等为一体的机电一体化技术。随着电子技术、控制工程、信号处理、电磁理论及新型电磁材料的发展，磁悬浮技术得到了长足的发展，已经在很多领域得到广泛的应用，如磁悬浮列车、主动控制磁悬浮轴承、磁悬浮天平、磁悬浮传输设备、磁悬浮测量仪、磁悬浮机器人手腕等，其中尤以磁悬浮列车最具代表性。

为了便于对磁悬浮技术的理解，现有技术中设计出了磁悬浮演示装置及磁悬浮实现***等设备。但是，这些磁悬浮实验装置大多是单点的磁悬浮演示装置，磁悬浮控制稳定性较差；或这些装置/***存在磁悬浮可控行程较小的问题。另外，在常见的磁悬浮控制中，悬浮易受外界干扰，进而导致测试结果的准确性降低。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例希望提供一种通过磁悬浮研究电磁力的方法及***，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，包括：

S100:构建一竖向的电磁场，所述电磁场中设置有处于初始平衡状态的悬浮体，所述悬浮体的重力为已知的；

S200:测量出该状态下的电磁铁的初始励磁电流i₀及悬浮体与电磁铁之间的初始悬浮间隙x₀及悬浮体与检测器之间的距离,所述检测器位于悬浮体的下方；

S300:改变电磁铁的励磁电流，确保悬浮体与检测器之间距离不变的情况下，改变悬浮体与电磁铁之间悬浮间隙，使悬浮体处于新的平衡状态；

S400:测量出新平衡状态下电磁铁的励磁电流i及悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙值x；

S500:重复步骤S300及S400，记录多组数值，得出电磁力F、励磁电流i、悬浮间隙x的关系。

优选地，在一个实施例中，所述改变电磁铁的励磁电流包括：

改变所述检测器的位置；

当所述检测器位置改变时，与所述检测器当前位置相对应的当前电压跟随改变，所述电磁铁的电流发生改变。

优选地，在一个实施例中，所述电磁铁的电流发生改变包括：

检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；

若存在，检测器根据差值生成位置反馈信号并输送至控制装置；

控制装置根据位置反馈信号，生成控制信号并输送至电流源装置；

电流源装置根据控制信号，生成励磁电流并输送至电磁铁。

优选地，在一个实施例中，检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值，包括：

在悬浮体处于非稳定悬浮状态的情况下，检测器确定当前电压值；

检测器比较当前电压值与预设电压值是否一致；

根据比较结果检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；

其中，当前电压值用于表示悬浮体与检测器之间的当前距离；预设电压值用于表示悬浮体与检测器之间的预设距离。

优选地，在一个实施例中，电流源装置根据控制信号生成励磁电流并输送至电磁铁，包括：

电流源装置根据控制信号生成附加电流；

基于附加电流和上一平衡状态下控制电磁铁的励磁电流，生成新的励磁电流；

将新生成的励磁电流输送至电磁铁。

基于同样的发明构思，本申请还提供了一种研究磁力、电流、悬浮间隙的***，该***用于实施前述的方法。

该***包括：磁悬浮装置、控制装置、电流源装置；所述的磁悬浮装置具有安装架、电磁铁、升降机构及检测器；其中，

所述电磁铁设置在所述安装架的上部，所述升降机构设置在所述安装架的下部，所述检测器与所述升降机构连接，所述检测器用于检测悬浮体的位置；

所述控制装置与所述检测器相连接，所述控制装置用于根据接收到的所述检测器生成的位置反馈信号生成控制信号；

所述电流源装置与所述电磁铁及所述控制装置连接，所述电流源装置用于根据接收的所述控制信号生成励磁电流，并将所述励磁电流输入所述电磁铁。

优选地，在一个实施例中，所述控制装置为电激励磁悬浮控制仪；所述检测器为电涡流传感器。其中，所述的电激励磁悬浮控制仪根据来自检测器的位置电压信号，依据PID控制方式，生成控制信号并输送到电流源装置。

优选地，在一个实施例中，所述电磁铁通过连接座与所述安装架连接，所述连接座上设置有水平仪。

优选地，在一个实施例中，该***还包括一承托件，所述承托件可活动地与所述安装架连接，且位于所述电磁铁与所述升降机构之间，所述承托件用于承托处于未悬浮状态的悬浮物。

优选地，在一个实施例中，所述电磁铁靠近所述检测器的一端设置有防撞板。

在实施上述方法过程中，本发明改变的是检测器的位置，在检测器位置改变过程中，悬浮体的位置会跟随改变。此过程中，悬浮体在一个极短的时间内，从平衡状态变化到非平衡状态再变化到新的平衡状态，达到新的平衡后，新平衡状态与前平衡状态相比，悬浮体与检测器之间的间距始终保持不变，为一个定值，而悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙随着检测器位置的改变而改变，为一个变量值。在实现新的平衡控制过程中，检测器检测悬浮体的位置，实时生成控制信号，并根据控制信号动态生成励磁电流，励磁电流改变的同时，悬浮间隙值随同改变，励磁电流、悬浮间隙的变化始终使得电磁铁的电磁力与悬浮体的重力相等，该变化调整过程通过闭环控制实现，避免了外界因素对悬浮状态下的悬浮体的干扰，便于更准确的研究电磁力与电流、悬浮间隙的关系。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例的流程图。

图2为本发明实施例步骤s300中电磁铁的电流发生变化时的流程图。

图3为本发明实施例步骤s310中检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值的流程示意。

图4为本发明实施例步骤S320中电流源装置根据控制信号生成励磁电流并输送至电磁铁的流程示意图。

图5为本发明实施例所述***的结构简图。

图6为本发明实施例的磁悬浮控制方法的应用示例的流程框图。

图7为本发明实施例的所述***的结构图。

附图标记：

1：安装架； 2：电磁铁； 3：升降机构；

4：检测器； 31：升降件； 32：缸体；

11：底座； 111：第一支撑板； 112：第二支撑板；

113：第三支撑板； 12：支架； 121：第一立柱；

122：第二立柱； 123：第一安装件； 124：第二安装件；

41：信号传输接口； 21：电流输入接口； 5：连接座；

6：水平仪： 7：承托件； 22：防撞板；

42：承托板； 8：钢球； 10：磁悬浮装置；

20：控制装置； 30：电流源装置； 9：调平脚垫；

23：绕组； 24：铁芯。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

本发明实施例提供了一种研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，如图1所示，该方法包括：

S100:构建一竖向的电磁场，所述电磁场中设置有处于初始平衡状态的悬浮体，所述悬浮体的重力为已知的；

S200:测量出电磁铁的初始励磁电流i₀及悬浮体与电磁铁之间的初始悬浮间隙x₀及悬浮体与检测器之间的距离,所述检测器位于悬浮体的下方；

S300:改变电磁铁的励磁电流，确保悬浮体与检测器之间距离不变的情况下，改变悬浮体与电磁铁之间悬浮间隙，使悬浮体处于新的平衡状态；

S400:测量出新平衡状态下电磁铁的励磁电流i及悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙x；

S500:重复步骤S300及S400，记录多组数值，得出电磁力F、励磁电流i、悬浮间隙x的关系。

需要说明的是，上述方法步骤是不断重复的，需要通过手动方式或其它方式不断地改变检测器的位置。当检测器位置改变完成时，此时，得到一个新的平衡状态。其中，实现平衡的过程是闭环动态调节的，即根据悬浮体的位置检测信号时刻调整电磁铁的电磁力F、悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙x，直到悬浮体达到平衡。

本实施例中，检测器位置的改变主要通过升降机构得以实现，升降机构的结构及工作原理参见下述磁悬浮***的结构说明。

在一个实施例中，如图2所示，当改变所述检测器的位置时；所述检测器当前位置相对应的当前电压跟随改变，所述电磁铁的电流发生改变。

具体地：

S310：检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；

S320：若存在，检测器根据差值生成位置反馈信号并输送至控制装置；控制装置根据位置反馈信号，生成控制信号并输送至电流源装置；

电流源装置根据控制信号，生成励磁电流并输送至电磁铁。

其中，位置反馈信号用于表示悬浮体的当前参数指标。

在一个实施例中，如图3所示，检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值，包括：

S3100：在悬浮体处于非稳定悬浮状态的情况下，检测器确定当前电压值。具体为，本实施例中，在手动调整升降机构后，此时上一时刻的平衡状态被打破，此时，悬浮体处于非稳定悬浮状态下，检测器确定当前电压值。

S3101：检测器比较当前电压值与预设电压值是否一致，根据比较结果检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；其中，当前电压值用于表示悬浮体与检测器之间的当前距离；预设电压值用于表示悬浮体与检测器之间的预设距离。检测器的电压值与悬浮体到检测器的距离是一一对应的。即检测器的电压值可以表示悬浮体与检测器之间的距离。当悬浮体与检测器之间的距离发生变化时，检测器的电压值也会产生变化。

预设位置为提前设置好的悬浮体应处于的目标悬浮位置。悬浮体可采用磁性材料球形结构或由磁性材料制成的其他形状结构的悬浮体。例如，钢球、铁球等。

在一个实施例中，如图4所示，电流源装置根据控制信号生成励磁电流并输送至电磁铁，包括：

S3201：电流源装置根据控制信号生成附加电流。

S3202：基于附加电流和上一平衡状态下控制电磁铁的电流，生成新的励磁电流。

S3203：将新生成的励磁电流输送至电磁铁。

在一个示例中，如图5、图6所示，展示了实现平衡过程的闭环动态调节原理，即PID控制原理，PID控制原理是工业上较常见的应用，本发明简单说明在PID在本实施例中的应用。

应当理解的是，该PID控制应用于悬浮体实现平衡的过程中，当平衡状态被打破后，PID控制继续发挥功效，参与其中。因此，上述所述的平衡是“动态平衡”、即使悬浮体看起来不动，实际上也是出于PID控制状态的。换句话说，只有和重力等大反向的磁力时，位置是非收敛的。

本实施例中，为了准确研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系，需要多个平衡状态下的多个数值，每个平衡状态的形成过程是一致的，因此，为了更简明地说明PID控制原理在本实施例中的应用，以初始状态为例说明。

根据钢球8(相当于悬浮体)的目标位置预设电压V_set以及检测器4检测的钢球8的当前位置采集电压值V_t；

检测器4生成检测信号ΔV，ΔV＝V_t-V_set；

控制装置根据检测信号ΔV生成附加电流Δi；

电流源装置根据附加电流Δi和上一平衡状态(初始平衡状态)下控制电磁铁的励磁电流i₀生成新的励磁电流i，电磁铁2根据新的励磁电流调整电磁力F。

释义：上一平衡状态这里特指的是初始平衡状态，故励磁电流表示为i₀。

该过程是一个来回反馈的闭环控制过程。闭环控制在收敛的情况下，将使电磁力F重新等于钢球的重力mg，即F＝mg，达到新的平衡状态。新平衡状态下，此时悬浮体到检测器的距离不变(所有的平衡状态下，悬浮体到检测器的距离是固定的)，检测器的电压等于预设电压Vset，但此时悬浮体到电磁铁的间距x改变了。由此可知，可得到多个平衡状态下的悬浮体到电磁铁的间距值。

本发明实施例提供了一种磁悬浮***，如图7所示，该***包括：

磁悬浮装置10，具有安装架1、电磁体2、升降机构3以及检测器4；电磁铁2设置在安装架1的上部，升降机构3设置在安装架1的下部，检测器4与升降机构3连接，检测器4用于检测位于电磁铁2与检测器4之间处于悬浮状态的悬浮体的位置。

需要说明的是，安装架1的具体结构、形状以及尺寸可根据需要进行选择，在此不做具体限定。安装架1的下部可以理解为：在安装架1的高度方向上处于较低位置的部分为安装架1的下部，处于较高位置的部分为安装架1的上部。

控制装置20，与检测器4连接，控制装置20用于根据接收到的检测器4生成的位置反馈信号生成控制信号。

电流源装置30，与电磁铁2以及控制装置20连接，电流源装置30用于根据接收的控制信号生成平衡电流，并将平衡电流输入电磁铁2。

在一个实施例中，控制装置20包括电激励磁悬浮控制仪，检测器4包括电涡流传感器。

在一个实施例中，检测器4具有信号传输接口41。信号传输接口41用于向外部控制装置20发送反馈信号。

在一个实施例中，电磁铁2具有电流输入接口21。电流输入接口21用于接收外部电流源装置30输出的平衡电流，以调节电磁铁2的电磁力。

在一个实施例中，磁铁2通过连接座5与安装架1连接，连接座5上设置有水平仪6。电流输入接口21可以设置在安装座5上且与电磁铁2的铜线连接。水平仪6用于检测电磁铁2的布置位置。

在一个实施例中，磁悬浮装置还包括承托件7，承托件7可滑动地与安装架1连接。承托件7位于电磁铁2与升降机构3之间，承托件7用于承托处于未悬浮状态的悬浮体。承托件7的结构可根据悬浮体的结构形状进行选择。

在一个示例中，当悬浮体为球形结构时，承托件7可以包括两个弧形托板，其中一个弧形托板与第一立柱121，另一弧形托板与第二立柱122连接。两个弧形拖板所围区域能够用于支撑球形悬浮体的下半部。

在一个实施例中，电磁铁2靠近检测器4的一端设置有防撞板22，检测器4靠近电磁铁2的一端设置承托板42。防撞板22用于防止悬浮体与电磁铁2直接接触，导致电磁铁2受损。承托板42用于对检测器4、升降机构3以及安装架1的下部起到保护作用，当悬浮体收到的电磁铁2的电磁力消失下落时，承托板42能够承托住悬浮体。

在一个实施例中，安装架1包括底座11和支架12。

底座11具有第一支撑板111、第二支撑板112以及第三支撑板113。其中第一支撑板111的一端与第二支撑板112的一端连接，第三支撑板113设置在第一支撑板111和第二支撑板112之间，且第三支撑板113的两端分别与第一支撑板111和第二支撑板112的中部连接，从而通过第一支撑板111、第二支撑板112以及第三支撑板113一体形成“A”字型的底座11。

支架12具有第一立柱121、第二立柱122、第一安装件123以及第二安装件124。第一立柱121竖直设置在第一支撑板111和第三支撑板113的连接处，第二立柱122竖直设置在第二支撑板112和第三支撑板113的连接处。第一安装件123的两端分别与第一立柱121的下部和第二立柱122的下部连接，且第一安装件123水平设置在第一立柱121和第二立柱122之间。第一安装件123用于安装升降机构3。第二安装件124的两端分别与第一立柱121的顶部和第二立柱122的顶部连接，且第二安装件124水平设置在第一立柱121和第二立柱122之间。第二安装件124用于安装电磁铁2。

在一个示例中，电磁铁2由高导磁率、高饱和、低磁滞铁芯以及其外部绕制的耐高温铜线组成。需要说明的是，电磁铁2的形状和尺寸可根据需求进行适应性选择，在此不做具体限定。

在一个示例中，检测器4与升降机构3的升降件31连接，检测器4用于检测位于电磁铁2与检测器4之间处于悬浮状态的悬浮体(图中未示出)的位置。升降机构3的升降件31能够带动检测器4沿竖直方向进行升降运动，从而使得检测器4在升降件31上升时靠近电磁铁2，在升降件31下降时远离电磁铁2。悬浮体可采用磁性球形结构，例如，钢球、铁球等。

在一个实施例中，升降件31上设置有刻度尺，用于读取升降检测器4的升降高度。

在一个实施例中，为了保证电磁铁2和检测器4保持水平设置，在安装架1的底部均布有多个调平脚垫9。

需要说明的是，升降机构3可采用现有技术中能够实现升降的任意传动机构或设备。例如，升降机构3可采用气缸、液压缸、千斤顶、齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构、皮带轮传动机构、传送带机构等。在一个示例中，如图2所示，升降机构3可以采用气缸结构，包括缸体32和可伸缩的设置在缸体32中的升降杆31(相当于升降件31)。缸体32固定在安装架1上，且升降杆31可沿安装架1的竖直方向进行升降运动。升降杆31的顶端连接检测器4，且检测器4的检测端朝向电磁铁2布置，即背离升降杆31顶端的方向。

磁悬浮装置的工作原理为，当电磁铁2的绕组23中通有电流时，铁芯24将变为电磁铁产生磁场。在外加磁场的作用下，钢球8(悬浮体)被磁化，并与电磁铁2相互作用，使钢球8受到向上的电磁拉力，当电磁力与钢球8的重力平衡时(F＝mg)，钢球即可悬浮于空中。但是磁力F＝mg并不是***的稳态，若要使钢球8稳定悬浮，需增加外部控制，使其在平衡位置收敛。因此，需要将检测器4检测钢球8位置产生的检测信号输送给外部设备，外部设备根据检测信号产生控制电流输送给电磁铁2的绕组23，使得电磁铁2能够实时调节电磁力，使得钢球8稳定悬浮。其中外部设备包括控制装置和电流源装置，通过控制装置与检测器4连接产生控制信号，以及电流源装置与电磁铁2连接基于控制信号产生控制电路，从而实现闭环PID(proportion integral differential，比例-积分-导数)的方式控制电磁铁2的绕组线圈的电流。

在一个示例中，控制信号可以为PID控制信号。实验操作中，通过PID控制的原理，积分I的作用可以消除静态误差。通过更换不同重量的、同材料的、外部尺寸差异不大的钢球，来代替不同的磁力。另外平衡电流通过电流源装置的显示表头可读出。由于磁力的非线性，不同位置根据悬浮情况需要微调PID参数。

本发明各实施例包括以下优点：本发明实施例通过检测悬浮体与检测器之间的位置实时生成控制信号，并根据控制信号动态生成平衡电流以改变电磁铁对悬浮体的电磁力，同时利用升降机构使得检测器和悬浮体之间的位置保持不变并改变悬浮体与电磁铁之间的距离，使得电磁铁的电磁力与悬浮体的重力始终保持平衡，进而实现电磁铁磁力、检测器位置以及悬浮体与电磁铁之间位置的闭环动态调整。以及避免了外界因素对悬浮状态下的悬浮体的干扰。本发明实施例由于设置有可调节高度的升降机构，因此能够调整悬浮体与电磁铁之间的距离，为悬浮体提供了足够的悬浮范围以及提供稳定的悬浮。本发明实施例通过PID的积分作用，保证在悬浮间隙(悬浮体到电磁铁的距离)改变时，悬浮体到检测器的间距不变，相当于仅使用检测器量程的中点附近区域(近似线性)，进行“单点”线性控制。由于磁力本身的非线性是不可避免的，因此通过开放且易操作的电流源装置和控制装置，能够对整个大的悬浮范围进行微调控制，实现悬浮体稳定悬浮。本发明实施例的电磁铁由高导磁率、高饱和、低磁滞铁芯以及其外部绕制的耐高温铜线组成，保证了安全使用，可承受较大电流范围的励磁驱动。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，其特征在于，包括：

S100:构建一竖向的电磁场，所述电磁场中设置有处于初始平衡状态的悬浮体，所述悬浮体的重力为已知的；

S200:测量出该状态下的电磁铁的初始励磁电流i₀及悬浮体与电磁铁之间的初始悬浮间隙x₀及悬浮体与检测器之间的距离,所述检测器位于悬浮体的下方；

S300:改变电磁铁的励磁电流，确保悬浮体与检测器之间距离不变的情况下，改变悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙，使悬浮体处于新的平衡状态；

S400:测量出新平衡状态下电磁铁的励磁电流i及悬浮体与电磁铁之间的悬浮间隙x；

S500：重复步骤S300及S400，记录多组数值，得出电磁力F、励磁电流i、悬浮间隙x的关系。

2.如权利要求1所述的研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，其特征在于，所述改变电磁铁的励磁电流包括：改变所述检测器的位置；

当所述检测器位置改变时，与所述检测器当前位置相对应的当前电压跟随改变，所述电磁铁的励磁电流发生改变。

3.如权利要求2所述的研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，其特征在于，所述电磁铁的励磁电流发生改变包括：

检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；

若存在，检测器根据差值生成位置反馈信号并输送至控制装置；

控制装置根据位置反馈信号，生成控制信号并输送至电流源装置；

电流源装置根据控制信号，生成平衡状态下的励磁电流并输送至电磁铁。

4.如权利要求3所述的研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，其特征在于，检测器检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值，包括：

在悬浮体处于非稳定悬浮状态的情况下，检测器确定当前电压值；

检测器比较当前电压值与预设电压值是否一致；

根据比较结果检测悬浮体的当前位置和预设位置之间是否存在差值；

其中，当前电压值用于表示悬浮体与检测器之间的当前距离；预设电压值用于表示悬浮体与检测器之间的预设距离。

5.如权利要求3所述的研究电磁力、励磁电流、悬浮间隙关系的方法，其特征在于，电流源装置根据控制信号生成励磁电流并输送至电磁铁，包括：

电流源装置根据控制信号生成附加电流；

基于附加电流和上一平衡状态下控制电磁铁的励磁电流，生成新的励磁电流；

将新生成的励磁电流输送至电磁铁。

6.一种通过磁悬浮研究磁力的***，该***用于实施权利要求1～5所述的方法，其特征在于，包括：磁悬浮装置、控制装置及电流源装置；其中，所述的磁悬浮装置具有安装架、电磁铁、升降机构、检测器；

所述电磁铁设置在所述安装架的上部，所述升降机构设置在所述安装架的下部，所述检测器与所述升降机构连接，所述检测器用于检测悬浮体的位置；

所述控制装置与所述检测器相连接，所述控制装置用于根据接收到的所述检测器生成的位置反馈信号生成控制信号；

所述电流源装置与所述电磁铁及所述控制装置连接，所述电流源装置用于根据接收的所述控制信号生成励磁电流，并将所述励磁电流输入所述电磁铁。

7.如权利要求6所述的通过磁悬浮研究磁力的***，其特征在于：

所述控制装置为电激励磁悬浮控制仪；

所述检测器为电涡流传感器。

8.如权利要求6或7所述的通过磁悬浮研究磁力的***，其特征在于，所述电磁铁通过连接座与所述安装架连接，所述连接座上设置有水平仪。

9.如权利要求6或7所述的通过磁悬浮研究磁力的***，其特征在于，还包括承托件，所述承托件可活动地与所述安装架连接，且位于所述电磁铁与所述升降机构之间，所述承托件用于承托处于未悬浮状态的悬浮物。

10.如权利要求6或7所述的通过磁悬浮研究磁力的***，其特征在于，所述电磁铁靠近所述检测器的一端设置有防撞板。

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