본 연구는 PID 제어 기반의 1축 자기부상 시스템에 관한 연구로서 저가의 교육용 전자기 제어 시스템을 개발하는 것이다. 개발된 시스템의 전원으로 저가의 전압 고정형 SMPS를 사용한다. 본 연구에서는 구동 코일의 전류를 제어하기 위하여 펄스폭변조방식(PWM)을 사용한다. PWM 제어는 전압, 저항이 고정되어 있어도 코일에 흐르는 전류를 조절할 수 있는 방법이다. 영구자석부상체의 위치검출을 위하여 홀센서를 사용하여 피드백 시스템을 구현하였다. 부상체 검출을 위한 단일 홀센서의 문제점을 해결하기 위하여 두 개의 홀센서의 차동출력을 계측함으로서 정확한 위치정보를 획득하여 오차를 최소화하였다. 개발한 시스템을 검증하기 위해 전자기 시뮬레이션과 다양한 실험을 하였다.

In this study, we introduce PID control-based 1-axis magnetic levitation system. Our goal is to develop a low cost educational system. We use SMPS instead of variable DC power supply. If the DC resistance of the coil does not change, the current or voltage cannot be adjusted when SMPS is used. In this study, the current of the driving coil is controlled by using the pulse width modulation (PWM). PWM control is a method that can control the current flowing in the coil even if voltage and resistance are fixed. The problem of using the Hall sensor for position detection and a method for solving it are suggested. In order to verify the proposed
method, various simulations and experiments were conducted. The distance between the magnet and the coil to be floated is within 3 cm and it is driven by 7A maximum.