| 研究生: |
謝念中 Nian-Zhong Xie |
|---|---|
| 論文名稱: |
線性直流無刷馬達之強健伺服控制研究 |
| 指導教授: |
董必正
Pi-Cheng Tung |
| 口試委員: | |
| 學位類別: |
博士 Doctor |
| 系所名稱: |
工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering |
| 畢業學年度: | 89 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 141 |
| 中文關鍵詞: | 線性直流無刷馬達 、最佳控制 、強健L2控制 、小波類神經控制器 |
| 相關次數: | 點閱:9 下載:0 |
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驅動器及線性馬達的開迴路數學模型首先由系統鑑別試驗找出(忽略電氣特性),其機械頻寬約二赫茲,當作閉迴路控制時,在不超過電壓飽和值十伏特的條件下,伺服控制的增益愈大,則系統的伺服頻寬愈大。系統鑑別時,馬達的負載情況有三種,相對於正規負載情況,另二種負載情況可視為系統的不確定性,該不確定性滿足匹配條件。
文中首先提出修正型最佳線性二次控制方法,對馬達的歸零及定位動作進行控制,該狀態迴授增益修正項對馬達的不確定性(如負載質量變化)具有克制效果,使得馬達作歸零及定位動作時具有漸近穩定的特性。
接著提出強健L2控制方法,對馬達的定位動作進行控制,其為一種考慮輸入--輸出間規格的控制器,輸入可同時考慮系統的不確定性(如負載質量變化)及外加干擾,輸出則為定位的誤差,藉由較大的控制力可把輸出控制到輸入的千分之一或更小,使得定位誤差壓制到微量,達到定位誤差控制在規格內的目的。
小波類神經網路控制器主要用於克服庫倫摩擦力及粘滯摩擦力,前者約1.5牛頓(庫倫摩擦力由馬達從靜止至開始滑動的實驗找到),後者與速度有關可達20牛頓(粘滯摩擦係數由系統鑑別找到);模擬時係假設庫倫摩擦力及粘滯摩擦係數如實驗與系統鑑別所得,以驗證該類神經控制器對摩擦力的克服功效;當此類神經控制器已確認具克服摩擦力的功效後,再把它應用到真實馬達的位置追蹤控制,以應付因潤滑條件不同造成變異的摩擦力。小波類神經網路控制器學習到摩擦力的現象在文中有所展現,經由實驗,可知該控制器確能適應地克服因潤滑條件不同造成變異的摩擦力。
文中所提出的各種控制方法,均對其穩定性有所探討,並利用模擬與試驗的方式進行驗證,以說明其對克服馬達不確定性的功效,進而達到精確歸零、定位及追蹤的目的。
[ 論文目次 ]
第一章 緒論
第二章 修正型最佳線性二次控制方法對馬達作歸零及定位控制
2.1線性直流無刷馬達系統鑑別
2.2修正型最佳線性二次控制方法之歸零控制理論
2.3修正型最佳線性二次控制方法之定位控制理論
2.4結語
第三章 強健L2控制方法對馬達作定位控制
3.1強健L2控制法則建立
3.2強健L2控制器設計及數值模擬結果
3.3實驗結果
3.4結語
第四章 小波類神經網路控制方法對馬達作位置追蹤控制
4.1小波類神經網路
4.2強健位置追蹤控制器
4.3應用至線性直流無刷馬達之位置追蹤控制
4.4弦波位置追蹤之數值模擬與實驗結果
4.5方波位置追蹤之數值模擬與實驗結果
4.6結語
第五章 總結與未來研究方向
B.D.O.Anderson,Linear Optimal Control,等83篇參考論文及書籍