A Study on the Development of Magnetic Levitation Experiment Kits

자기 부상 실습 장치의 개발에 관한 연구

This paper describes the design and fabrication of magnetic levitation kits for use in the hands on experiments of automatic control, digital control and microprocessor applications in the division of mechatronics in Samcheok university. The kits are developed inspired by MIT's design, but it is designed on the digital basis, whereas MIT's is designed on the analog basis. As a result, the kits can be monitored and controlled on the analog and digital control techniques. Furthermore, the cost of kit components is comparable or lower to that of MIT design. And the kits can be controlled with magnetic hall sensors and/or infrared sensors, which provides more versatile experience on the use of sensors and signal filtering to the students. The design is fabricated and tested by authors and will be provided to the students as lab projects. The kits will be intentionally presented with a device that is poorly instrumented and poorly compensated. And the students are expected to analyze sensor signal and controller performance, and then, perform compensator design and signal filtering.

이 논문은 삼척대학교 메카트로닉스 공학부에서 자동제어, 디지털제어, 마이크로 프로세서응용의 실습을 위해 사용되는 자기 부상실습장치의 설계와 제작에 관한 것이다. 이 장치는 MIT 대학의 설계에서 영감을 받아 개발되었으나, MIT의 장치가 아날로그형임에 비해 디지털형으로 개발하였다. 이 실습장치는 아날로그와 디지털 방식으로 동시에 제어하고 모니터할 수 있다. 더구나 부품의 가격은 MIT의 것과 비슷하거나 더 싼 편이다. 그리고 이 장치는 자기 홀 센서나 적외선 센서를 이용하여 제어할 수 있어서 학생들에게는 센서의 사용과 신호처리를 위한 다양한 경험을 얻을 수 있도록 되어있다. 이 설계는 저자들이 제작하여 시험해 보았으며, 학생들에게 실험 프로젝트 형식으로 제공될 것이다. 이 장치는 의도적으로 덜 보상되어지고, 적당한 수준까지만 조립된 상태에서 학생들에게 제공될 것이며, 학생들은 센서신호와 제어기의 성능을 분석한 후 보상기를 설계하고 센서의 신호를 처리할 것이 기대된다.