陈钢 傅吉波

摘要：为了了解单个磁体磁场分布的情况，进而探究磁悬浮系统的磁场分布，利用MATLAB的电磁场模拟功能（即运用PDE工具箱），对磁悬浮系统的磁场分布进行计算机模拟仿真，给出磁悬浮系统磁场分布图，为更好地实现磁悬浮提供参考。通过对于本课题的研究，可以帮助大家更深层次地认识磁体的磁场分布、磁悬浮稳定条件等许多课外的知识，并对于课内学的知识有更好地认识，同时也能够提高大家用MATLAB解决实际问题的能力。

关键词：磁悬浮模拟；MATLAB；PDE工具箱

1.引言

上千年来，人类一直梦想着有一天能够摆脱地球的引力束缚而飞向蓝天，人类为之也进行了如热气球、飞机等各种尝试[1]。20世纪以后，人类的目光开始转向了磁悬浮这个领域。磁悬浮技术最早出现在1922年，德国人赫尔曼·肯佩尔第一次提出了有关磁悬浮技术的概念并申请了相关的技术专利，而这就为今后磁悬浮技术的发展打下了基础[2]。

磁悬浮技术是一门多门学科交叉，且具有巨大发展前景的学科[3]。磁悬浮技术自上个世纪概念的提出以来，许许多多的大学、企业、研究机构花了大量的资金与精力来进行系统的开发与商业上的应用。随着当今电磁理论、电子技术学、控制工程学及新型材料学等学科的飞速进步，磁悬浮技术得到了长足的发展[4]。

2.磁悬浮原理

磁悬浮是指利用磁体“同性相斥，异性相吸”的原理，使物体在没有支撑的情形下能够实现空中悬浮的现象。虽然这个原理看似简单，但实现起来却并不容易，因为根据恩肖定理，稳定的磁悬浮在静止的磁系统中是不可能实现的[5]。……