一种基于磁悬浮平面电机的物流装置及其控制方法

摘要

本发明属于高端装备制造领域与物流领域，具体地说，是一种基于磁悬浮平面电机的物流装置及其控制方法，该装置中每一个磁悬浮平面电机即为一个单元模块，通过对模块的任意组合可以实现不同工况下的运输要求。本发明针对这种新型物流装置提出一种采用自适应收缩反步控制浮子的位移、姿态进行控制，这种控制方法响应速度更快，鲁棒性更强，具有较强的抗扰动能力。

权利要求

1.一种基于磁悬浮平面电机的物流装置，其特征在于，由控制系统和若干个磁悬浮平面电机执行机构组成，所述控制系统包括运动控制器、功率放大器、测量系统、供电系统，所述磁悬浮平面电机执行机构由Halbach阵列排布的磁钢定子和线圈电流可控的浮子组成，浮子平台置于固定不动的定子上，所述控制系统采用全闭环结构，对浮子托盘的运动轨迹进行控制，包括对托盘的位置、速度和加速度做出规划并通过上位机发出运动指令；运动控制器则根据当前采样周期内托盘的实际位置与预期位置完成坐标转换、自适应收缩反步控制、误差补偿、控制力计算、电流解耦任务，设定点与测量系统位置测量数据，按照设计的运动控制算法，进行控制器输出力的运算，输出解耦后的控制指令。

2.根据权利要求1所述的基于磁悬浮平面电机的物流装置，其特征在于，所述控制系统的测量系统包括激光尺、电涡流传感器、霍尔传感器，完成工作台的位置测量并将数据输入到运动控制器，电流传感器测量线圈电流接入功率放大器作为电流环，实现对电机电流的精密控制，跟踪运动控制器的指令，所述功率放大器驱动电机线圈，输出控制器要求的作用力，以带动平面电机工作台执行机械运动。

3.根据权利要求2所述的基于磁悬浮平面电机的物流装置，其特征在于，所述平面电机执行机构的定子为Halbach结构的永磁阵列，所述浮子由若干个线圈组组成，每个线圈组由多个线圈绕制而成。

4.根据权利要求3所述的基于磁悬浮平面电机的物流装置，其特征在于，组成定子的二维Halbach型永磁阵列由主磁钢和副磁钢组成，所述主磁钢为正方形，所述副磁钢为矩形，所述主磁钢和副磁钢的磁化方向均平行于水平面，所述主磁钢与所述副磁钢厚度相同，所述主磁钢和副磁钢充磁强度相同，所述主磁钢和副磁钢均匀磁化。

5.一种基于磁悬浮平面电机的物流装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：提出一种磁悬浮平面电机的物流装置，该装置采用平面电机作为最小模块，可根据需要任意组合，装置分别控制每个模块的转速与旋转方向，可以将物品按照预期的轨迹进行传送；

步骤二：基于磁悬浮平面电机，分析其工作原理，考虑其受到扰动引起被抬升物的偏移和转动，建立运动学方程和转动方程；

步骤三：基于磁悬浮平面电机，根据其力/电流关系，考虑不确定参数与负载扰动对系统的影响，建立磁悬浮平面电机六自由度运动系统的解耦控制模型，以浮子在x，y，z轴上的位移和转角为状态变量和输出，x，y，z轴的电流为输入，建立状态方程，从而实现系统对被抬升物的姿态进行控制，维持其平衡；

步骤四：基于磁悬浮平面电机控制系统，设计其自适应收缩反步控制器，消除非线性模型的不确定扰动，实现系统的稳定控制；

步骤五：基于磁悬浮平面电机控制系统，给出自适应收缩反步控制器对不确定参数 的估计值，将其更新率定义为

步骤六：基于磁悬浮平面电机的物流控制系统，设计系统结构，并给出硬件选型，最终给出完整的磁悬浮平面电机物流控制系统与物流装置。

说明书

一种基于磁悬浮平面电机的物流装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明属于高端装备制造领域与物流领域，具体地说，是一种基于磁悬浮平面电机的物流装置及其控制方法。

背景技术

[0002] 随着科技的进步，公路交通、铁路交通、空中交通越来越发达，运输速度越来越快，人们的生活已被现代物流紧密连接在一起。现代物流在地区经济发展中的重要作用，也越
来越被人们所认识，不少省市把发展现代物流列入了重要议事日程。物流现代化和经济发
展是密切相关的，预计在今后相当长的时期内中国的经济将保持稳定快速增长，和世界经
济接轨的趋势也将加强，物流产业也必定得到快速稳定的发展。但是目前，相比国外物流市
场，我国物流行业还不是很成熟，仍存在松散弱小、自动化程度低、周转速度慢的问题。

[0003] 现在国内物流主要有以下方案：

[0004] (1)皮带轮传动系统

[0005] 皮带轮传动也被称为“带传动”，属于机械传动的一种。由一根或几根皮带紧套在两个轮子(称为“皮带轮”)上组成。两轮分别装在主动轴和从动轴上，利用皮带与两轮间的
摩擦，将物品在皮带上传动。皮带轮传动依靠静摩擦力传送物品，皮带大多数由橡胶制成，
一段时间后会发生老化现象，需要及时更换。

[0006] (2)轧辊传动系统

[0007] 轧辊传动是指利用安装在机架中多个轧辊的自身旋转，将物品在机架中传动。轧辊具有光滑或带轧槽的表面，辊颈安装在轴承中，通过轴承座上的电机拖动装置带动轧辊。
与皮带轮传动相比，轧辊传动装置不存在主动、从动轮，每一个轧辊都具有自己的动力源，
因此轧辊传动装置可以传送较重的物品。

[0008] (3)基于传送模块的传送系统

[0009] 德国不莱梅生产与物流有限公司研究中心在智能物流会展中发布了最新的模块化的万向细胞传送带Celluveyor。其是由正六边形组成的物流传送带模块，每个模块具有3
个传送轮，每个传送轮都可以独自控制，将这些传送带模块组合之后，系统控制每个模块传
送轮的转速与旋转方向，可以将物品按照预期的轨迹进行传送。

[0010] 皮带轮传送系统，结构简单，不可以随意组合，由于橡胶皮带的寿命与传动方式可靠性较差，只有主动轮提供动力，因此故障后容易确定故障位置；轧辊传送系统结构相比皮
带轮传送系统复杂，也不能随意组合，使用轧辊传送可靠性一般，每个轧辊都具有独立的动
力源，一旦故障后，难以确定故障源，维修较为困难，但是该系统能够传送较重的物件。

发明内容

[0011] 本发明设计一种基于磁悬浮平面电机技术的物流转送装置，每一个磁悬浮平面电机为一个单元，通过组合可以完成整个物流系统。同时设计了对于磁悬浮平面电机解耦模
型的收缩自适应反步(ACB)控制器，与控制系统配合完成对平面电机的控制。

[0012] 本发明采用的具体技术方案如下：

[0013] 一种基于磁悬浮平面电机的物流装置，由定子和浮子两部分组成，所述定子为二维Halbach型永磁阵列，所述浮子由若干个线圈组组成，每个线圈组由多个线圈绕制而成。

[0014] 在上述技术方案中，组成定子的二维Halbach型永磁阵列由主磁钢和副磁钢组成，主磁钢为正方形，副磁钢为矩形，主磁钢和副磁钢的磁化方向均平行于水平面，主磁钢与副
磁钢厚度相同，主磁钢和副磁钢充磁强度相同，主磁钢和副磁钢均匀磁化。

[0015] 一种基于磁悬浮平面电机的物流装置的控制方法，包括以下步骤：

[0016] 步骤一：提出一种磁悬浮平面电机的物流装置，该系统采用平面电机作为最小模块，可根据需要任意组合，系统分别控制每个模块的转速与旋转方向，可以将物品按照预期
的轨迹进行传送；

[0017] 步骤二：基于磁悬浮平面电机，分析其工作原理，考虑其受到扰动引起被抬升物的偏移和转动，建立运动学方程和转动方程；

[0018] 步骤三：基于磁悬浮平面电机，根据其力/电流关系，考虑不确定参数与负载扰动对系统的影响，建立磁悬浮平面电机六自由度运动系统的解耦控制模型，以浮子在x，y，z轴
上的位移和转角为状态变量和输出，x，y，z轴的电流为输入，建立状态方程，从而实现系统
对被抬升物的姿态进行控制，维持其平衡；

[0019] 步骤四：基于磁悬浮平面电机控制系统，设计其自适应收缩反步控制器，消除非线性模型的不确定扰动，实现系统的稳定控制；

[0020] 步骤五：基于磁悬浮平面电机控制系统，给出自适应收缩反步控制器对不确定参数 的估计值，将其更新率定义为

[0021] 步骤六：基于磁悬浮平面电机的物流控制系统，设计系统结构，并给出硬件选型，最终给出完整的磁悬浮平面电机物流控制系统与物流装置。

[0022] 本发明的有益效果：与现有技术方案相比，磁悬浮技术定子采用电能产生磁场托举Halbach永磁体浮子是动圈式的运载托盘，具有托举力强，传送效率高等优点；类似于
Celluveyor传动系统，本发明披露的基于磁悬浮技术的物流装置也是一种模块化设备，整
体系统易于快速检修；相比整体式传送托盘，本发明中采用分散式托盘设计，每个托盘都具
有一个永磁体，励磁绕组可以单独控制每一个永磁体，即分散式托盘每个托盘不一定在同
一水平线，因此适合运送形状、重心不规则物品。

附图说明

[0023] 图1为本发明实施例中磁悬浮平面电机结构示意图。

[0024] 图2为本发明实施例中线圈组结构示意图。

[0025] 图3为本发明实施例中基于自适应收缩反步控制器的磁悬浮控制系。

[0026] 图4为本发明实施例中磁悬浮平面电机原理示意图。

[0027] 图5为本发明实施例中控制系统方案。

[0028] 图6为六自由度平面电机控制解耦框图。

具体实施方式

[0029] 为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

[0030] 实施例：

[0031] 磁悬浮平面电机的结构原理

[0032] 本实施例中的动圈式磁悬浮平面电机由定子和浮子两部分构成。磁悬浮平面电机结构如图1所示，浮子为动圈式结构，由4个线圈组组成。线圈组由3个线圈组合而成。图1中
线圈组及线圈组中线圈的配置均为方便说明其工作原理，实际应用中，线圈组数目与排布
及线圈组中线圈的配置均可根据悬浮斥力需求进行自定义设计。二维Halbach型永磁阵列
可以提供三维分布的空间磁场，二维Halbach磁阵列由主磁钢和副磁钢组成，主磁钢为正方
形，副磁钢为矩形，其磁化方向均平行于水平面，主磁钢与副磁钢厚度相同，充磁强度相同，
且均匀磁化。

[0033] 图1中，线圈的宽度长度定义为2a、2b，Halbach磁阵列的极距记为τn，线圈组中两邻近线圈的中心距，记为d，以顺时针的顺序定义4个线圈组的组号为1、2、3、4。线圈组产生
的推力记为Fx1、Fx2、Fy1、Fy2、Fz1、Fz2、Fz3、Fz4。磁场中的通电线圈可以同时产生竖直与水平方
向的电磁力，从而提供磁悬浮平面电机浮子运行过程中的悬浮力和驱动力。

[0034] 磁悬浮平面电机的数学建模

[0035] 以线圈组作为磁悬浮平面电机的基本驱动单元建立磁悬浮平面电机的数学模型，Halbach型永磁阵列空间磁感应强度B具有如下分布：

[0036]

[0037] 式1中，Bx、By和Bz是沿x、y、z三个方向的磁通分量，B0是当z＝0时磁通密度的一次谐波的有效幅值，τn是两相邻同向磁钢中心距的一半定义为极距。已知磁感应强度的空间
分布和线圈的形状尺寸，由洛伦兹力公式计算其推力及转矩

[0038]

[0039] 式2中，JV表示线圈面电流密度，B表示磁感应强度，r表示体积微元对应的力臂，V表示线圈体积。以线圈组1为例，其在Halbach型永磁阵列中受到的推力，可由式(3)描述：

[0040]

[0041] 其中，Fx1、Fy1、Fz1为线圈组1的推力，KFx为考虑到线圈直径厚度特征尺寸等因素的推力影响系数。d是两邻近线圈的中心距。线圈组相对于质心转矩用来提供偏转时所需的控
制力从而实现多自由度控制，关于通电线圈在Halbach型永磁阵列中的转矩，可描述为：

[0042]

[0043]

[0044]

[0045] 其中，Tx1、Ty1、Tz1为线圈组1的转矩，KTx，KTa表示考虑到线圈直径厚度特征尺寸等因素的转矩影响系数。

[0046] 磁悬浮平面电机的力/电流模型

[0047] 如图1所示线圈组1、3提供x向推力分量，线圈组2、4提供y向推力分量，4个线圈组均可提供z轴竖直方向推力分量。浮子的线圈组作为驱动整体，z轴合力表示为Fz＝Fz1+Fz2+
Fz3+Fz4，x轴与y轴合力表示为Fx＝Fx1+Fx2，Fy＝Fy1+Fy2，线圈转矩表示为Tz＝‑lx1Fx1‑ly2Fy2+
lx3Fx3+ly4Fy4，Tx＝lx1Fx1+lx2Fx2‑lx3Fx3‑lx4Fx4，Ty＝‑ly1Fy1+ly2Fy2+ly3Fy3‑ly4Fy4。其中Fx，Fy，Fz，
Tx，Ty，Tz是整个浮子受到的推力和转矩，lx、ly表示各推力分量作用点到浮子质心的x向力臂
和y向力臂。

[0048] 确定线圈组的推力分配方式后，给各线圈施加电流来获得所需大小的推力分量。电流分配方式与两个参数有关，一是该线圈组包含的线圈个数，记为N，二是线圈组中两邻
近线圈的中心距d。x轴方向与y轴方向的力/电流模型原理相同，仅电磁力方向有所差异，因
此只以x轴为例进行说明。

[0049] 如图2所示，设线圈组中的中心线圈中心位置坐标为(xc,yc,zc)，并以此来表征线圈组在全局坐标系中的位置。包含N个线圈的线圈组1，N为奇数。线圈组中各线圈的位置坐
标分别为(xc,yc,zc)、(xc+d,yc,zc)和(xc+(N‑1)d,yc,zc)。

[0050]

[0051] 式中，I1、I2和IN分别表示线圈组中线圈实际通入的电流，幅值均相同。Fx1与Fz1是此线圈组提供的x与z轴的推力分量。Q为矩阵

[0052]

[0053] 推力所需的等效电流矩阵为：

[0054]

[0055] 其中Iq和Id为提供水平推力分量和竖直推力分量所需的等效电流，一般将Iq称为交轴电流，将Id称为直轴电流。取d为4τn/3，则三线圈相位正交时，可以保证各线圈组提供的
推力分量达到最大值。因此线圈组的电流分配方式如下，当线圈组1仅产生沿x水平方向的
推力时

[0056]

[0057] 式中，I1、I2和IN分别表示线圈组中线圈通入的电流。则线圈组1产生沿x轴水平方向推力Fx1，线圈组1所受分布力产生的绕y轴的转矩Ty1和绕z轴的转矩Tz1均不为零。

[0058] 线圈组1仅产生沿z轴垂直方向悬浮力时

[0059]

[0060] 则线圈组1产生的沿z轴垂直方向悬浮力Fz1，线圈组1所受分布力产生的绕x轴的转矩Tx1和绕y轴的转矩Ty1均不为零。

[0061] 另外，如果令线圈组1、3沿x、y轴水平方向的推力大小相等，方向相反，相互抵消。两组线圈组所产生绕x、y轴的转矩为零，绕z轴的转矩相同，相互叠加，此时浮子仅产生绕z
轴的转矩；令线圈组1、3沿y、z轴垂直方向悬浮力大小相等，方向相反，相互抵消，两组线圈
组所产生绕y、z轴的转矩为零。绕x轴的转矩相同，相互叠加，此时浮子仅产生绕x轴的转矩。

[0062] 磁悬浮平面电机的自适应收缩反步控制

[0063] 磁悬浮平面电机的动力学模型

[0064] 磁悬浮平面电机浮子受到的作用力除重力外还包括永磁阵列与浮子线圈之间的电磁推力，将其刚性扰动归结为负载的变化，将其柔性扰动归结为阻尼项，扰动力可以通过
运动控制器来抑制，在建立磁悬浮平面电机动力学模型的过程中，仅考虑重力与电磁力对
系统的影响，其动力学模型如下

[0065]

[0066] 式(11)中，Fx、Fy、Fz、Tx、Ty和Tz表示推力和电磁转矩，hx、hy、hz、htx、hty、htz表示刚性扰动产生的负载力，m表示浮子质量，Jx、Jy和Jz表示浮子绕各转轴的转动惯量，x、y、z表示浮
子沿各方向的平动位移，θx、θy、θz表示浮子绕各转轴的转角位移，g表示重力加速度。

[0067] 结合磁悬浮平面电机的动力学模型与公式(3)‑(6)建立磁悬浮平面电机运动系统的动力学方程：

[0068]

[0069] 式(12)中，KF＝KFx·B0表示线圈长边推力系数与永磁阵列表面磁感应强度分布幅值B0的乘积，zc表示磁悬浮平面电机浮子的气隙高度，即竖直方向位移。IFx、IFy、IFz、ITx、ITy、
ITz为竖直各方向运动控制器输出的控制电流，由位置伺服控制算法确定，l表示线圈长度，
需要按照相应的电流分配方法计算出其在各线圈上的分量，并直轴、交轴电流分量一同施
加给各个线圈，r1q1、r2q2、r3q3、r4q4、r5q5、r6q6是干扰项及不确定参数。磁悬浮磁悬浮平面电
机运动系统x、y、z、θx、θy、θz六个自由度的运动均可视为双积分环节。

[0070] 磁悬浮平面电机的自适应收缩反步控制器设计

[0071] 从动力学方程(12)可以看出，磁悬浮平面电机的x、y、z轴位移控制以及对θx、θy、θZ的控制是完全解耦的。以z轴为例进行反步设计，基本思想是从原系统选取合适的状态变量
分解为新的子系统，然后为每一个子系统设计虚拟控制律，逐步设计最终得到系统的实际
控制律，使整个系统达到期望的性能。

[0072] 收缩反步控制器设计

[0073] 根据公式(12)中z轴动力学方程

[0074]

[0075] 定义状态变量x1＝z， 定义控制量u＝IFz，考虑二阶动力学方程

[0076]

[0077] 其中c为系数4KF/m，η是与z轴高度相关的exp(‑π·zc/τn)，u是控制器输入，ρ是一般常量g。

[0078] (1)定义跟踪误差 为参考位置，令x2＝xs+β(x1)，定义辅助变量xs＝x2‑β*
(x1)可视为子系统的误差参考值，其中x1光滑有界，β(x1)是虚拟控制输入，因此，公式(13)
可改写为

[0079]

[0080] 状态x1的轨迹随时间的指数收敛性用虚拟位移分析，虚拟位移表示空间中同一时刻两个点之间的线性微小增量，记作δx1，在式(14)中引入虚拟位移，第一个子系统的虚拟
位移可表示为

[0081]

[0082] 其中雅可比矩阵可表示为

[0083]

[0084] 为了使第一个子系统收缩到x1，即要求雅可比矩阵J11一致负定，有 成立其中，a1为正数，称为收缩率，虚拟控制量β(x1)可设计为

[0085]

[0086] 因此跟踪误差的微分形式可写为

[0087]

[0088] (2)对辅助变量xs求导后将式(16)，(17)带入可得

[0089]

[0090] 对于收缩反步控制系统，式(18)和式(19)的虚拟位移状态空间形式可表示为

[0091]

[0092] 令雅可比矩阵 需证明系统满足收缩判据μ(J)≤‑a，且能够形成分层联结，则系统指数稳定。其中

[0093]

[0094]

[0095]

[0096] (3)为了保证xs能够收缩，则实际的控制量u可设计如下：

[0097]

[0098] 将控制量u带入(18)通过调节参数使矩阵特征值λmax负定，μ(J)≤‑a＜0，因此式(21)是增量稳定的，系统收缩至期望轨迹。

[0099] 自适应收缩反步控制器设计

[0100] 在实际应用中，磁悬浮平面电机的负载扰动与系统的不确定参数不能忽略，因此将其归类为干扰项，在控制率中加入自适应项予以消除。

[0101] (1)下面考虑包含干扰项及不确定参数下的动力学模型

[0102]

[0103] 其中，r是不确定参数，q是光滑有界函数。

[0104] (2)考虑xt为包含不确定参数的误差实际值，表示为

[0105]

[0106] (3)在收缩反步(CB)法的基础上，设计自适应控制器，即

[0107]

[0108] 其中 是对不确定参数的估计值，其更新率可定义为

[0109]

[0110] 式中，xs被认为是接近于0的误差参考值，于是有qT(xt‑xs)＝qTxt，设xs＝0，可构造自适应系统为

[0111]

[0112] 因此可通过调节参数使 收缩，xt指数收敛至0，且γ有界。由此可知，控制系统是稳定的。并且通过选取k1,k2可以使系统获得较好的快速性与稳定性。

[0113] 最后如图3所示，由z轴推导的带有不确定参数的磁悬浮平面电机系统模型为

[0114]

[0115] 将状态变量推广到x、y、z轴输入控制以及对θx、θy、θZ的控制，令

[0116] [x1,x2,x3,x4,x5,x6]T＝[x,y,z,θx,θy,θz]T

[0117]

[0118] 定义控制量

[0119] u＝[IFx,IFy,IFz,ITx,ITy,ITz]T，

[0120] 不确定参数更新为

[0121] rq＝[r1q1,r2q2,r3q3,r4q4,r5q5，r6q6]T

[0122] 最终，考虑到应用于物流装置的包含不确定参数磁悬浮平面电机非线性运动模型，本文设计的自适应收缩反步(ACB)控制器可描述为：

[0123]

[0124] 其中

[0125]

[0126] 如图6所示，将自适应收缩反步(ACB)控制器应用到物流装置使用的磁悬浮平面电机，通过对控制电流的解耦计算，将6自由度控制电流分解为12路线圈电流，其中每3路为1
组。由此实现对平面电机的电磁力驱动，完成平面电机位置姿态的控制。通过合理的组合平
面电机模块，完成其在物流系统的应用。

[0127] 磁悬浮平面电机的物流装置控制系统

[0128] 本实施例所述的新型物流装置控制系统如图4所示，由控制系统和若干个磁悬浮平面电机执行机构组成，其控制系统主要包括运动控制器、功率放大器、测量系统、供电系
统，控制系统的受控对象——磁悬浮平面电机执行机构由Halbach磁钢阵列排布的定子和
含线圈的浮子平台组成，浮子平台置于固定不动的定子上，电机工作时浮子平台会悬浮在
空中。

[0129] 当给线圈通以一定的电流时，磁钢阵列形成的闭合磁路使其产生竖直方向(即Z自由度)的磁力分力，当其与浮子平台的重力平衡时，平台即可悬浮。结合平台的瞬时悬浮状
态，不间断地调节线圈中电流的大小可使平台稳定悬浮。其具体方法是：先由测量系统传感
器检测出磁浮平台相对于初始设置参考点的偏离位移，运动控制器获取位移信号运算后输
出控制力解耦结果给功率放大器，利用功率放大器输出线圈所应受磁力大小的控制电流，
以使数值方向的磁力与浮子平台重力随时趋于平衡，通过这种闭环控制来避免平台的悬浮
位置发生偏移。

[0130] 通过对线圈通电的组合形式和电流大小进行调节，可以使线圈受到斜方向的力，其分力则会推动磁浮平台在x，y，z向运动，还可以使平台绕x，y，z轴的微小旋转运动，这样
即可实现六自由度运动。

[0131] 平面电机运动控制系统采用全闭环结构，如图5所示。对各采样周期内的轨迹目标数据进行计算，包括位置、速度和加速度等做出规划通过上位机发出运动指令；运动控制器
则根据当前采样周期的轨迹规划完成坐标转换、自适应收缩反步控制、误差补偿、控制力计
算、电流解耦等任务，设定点与测量系统位置测量数据，按照设计的运动控制算法，进行控
制器输出力的运算，输出解耦后的控制指令。

[0132] 测量元件如激光尺、电涡流传感器、霍尔传感器完成工作台的位置测量并将数据输入到运动控制器，电流传感器测量线圈电流接入功率放大器作为电流环，实现对电机电
流的精密控制，跟踪运动控制器的指令。功率放大器驱动电机线圈，输出控制器要求的作用
力，以带动平面电机工作台执行机械运动。

[0133] 硬件方面可根据磁悬浮斥力需要自由变更。定子为Halbach阵列排布的永磁体矩阵，永磁材料可根据需要自由配置，如NdFe35，充磁方向参照Halbach结构。电机浮子由若干
个组线圈组成，每组线圈组由多个线圈绕制而成，线圈材料为高导电率材料，多个磁悬浮平
面电机模块组成一个整体采用PC+主控芯片+驱动板+平面电机+传感器的高自由度、模块化
拼装系统。

[0134] 主控芯片采用DSP28335，并将其与驱动板固定在控制箱内。定子Halbach磁钢固定在底部铝板上，线圈组固定在浮子底部，控制箱与线圈之间采用连接器连接，方便拆装。定
子磁钢两边放置两个激光传感器测量浮子位置，形成位置反馈。完成单个平面电机的控制
与系统设计后，将装置中每一个磁悬浮平面电机作为一个单元模块，通过对模块的任意组
合可以实现不同工况下的运输要求，这种模块化、分散集成的新型物流系统也是现代化物
流传送技术发展的方向。

[0135] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原
理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进
都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界
定。