碰撞是我们生活中常见的一种现象,影响着人类社会的方方面面,对碰撞的研究有助于我们更好的掌握这一科学现象,从而加以利用造福人类。气垫导轨和光电门是现在实验室中研究碰撞规律的主要仪器,但气垫导轨表面密集的气孔在使用过程中容易堵塞,造成滑块与导轨接触摩擦甚至滑落,导致实验现象不准确。另外气垫导轨只能做一维方向上两个物体的正碰实验,不具有一般性。本文采用电动悬浮技术来消除碰撞滑块在运动过程中的摩擦,同时利用光电技术设计了一种测速方法,保证滑块在碰撞过程中稳定悬浮且实时测速,另外本系统为二维平面碰撞系统,可以实现多个物体多角度的自由碰撞。本文的主要研究工作如下:首先,对该碰撞系统的研究背景及意义进行了论述,介绍了碰撞对我们日常生活的重要性,以及测速技术和磁悬浮技术国内外的发展现状。之后,介绍了该系统的理论基础,包括系统的整体结构及组成,以及测速系统的测速原理及测速方法,并对螺线管磁场分布进行了理论分析,据此建立了系统的数学模型。对模型的稳定性进行分析后发现系统不稳定,随后引入了反馈环节并设计了PID控制器,利用试凑法和Simulink仿真结合,确定了PID的最优参数值,经过验证该PID控制器具有较好的控制效果。然后,本文介绍了该系统的实现过程,包括硬件部分和软件部分。硬件部分首先介绍了系统主控MCU的电路结构,本系统主控电路由STM32F103及其外围电路组成。之后介绍了测速系统信号采集电路,无线传输电路,磁悬浮系统功率驱动和放大电路,电磁弹射电路等。软件部分主要介绍了磁悬浮控制器控制碰撞滑块稳定悬浮的工作过程以及程序流程。针对该测速系统设计了置信区间滤波算法,并利用滑块在运动过程中不同时刻的位移关系,设计了相应的测速算法。同时对该测速系统进行实验,实验结果表明在单片机采样频率固定的情况下,根据被测物体速度的大致范围,选择合适的测速网格,可以精确地测出该物体的运动速度。