The magnetic levitator is the device which can float a magnetic material at the midair by electromagnetic force and it's principle can be applied to the high speed magnetic bearing or magnetic levitation train. There are many difficulties to control, because the magnetic levitator is basically a nonlinear and unstable system. In this paper, this system is modeled assuming that it is a linear system nearby an operating point, and a proportional and derivative(PD) position controller is designed to carry out the variable position control. The performance of position control response is shown through simulation and experiment. A prototype magnetic levitator is constructed using PWM converter and DSP(Digital Signal Processor) based control board.
자기부유기는 전자력을 이용해서 자성재료를 공중에 떠있게 할 수 있는 장치로 고속회전기에 사용되는 자기 베어링과 자기 부상 열차의 부상원리 등에 응용될 수 있다. 하지만 자기 부유기는 근본적으로 비선형이며 불안정한 시스템으로서 제어에는 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 비선형 시스템인 자기부유기를 국부적으로 선형화해서 모델링하고, 가변 위치 제어를 수행할 수 있도록 비례미분 위치제어기를 설계하였다. 또한 PWM 컨버터와 DSP기반 제어보드를 이용한 자기 부유기를 제작하고, 시뮬레이션과 실험을 통하여 위치제어 응답성능을 검증하였다.