旋轉式倒單擺動作控制之再設計｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	陳重誠 Cho-Chen Chen
論文名稱：	旋轉式倒單擺動作控制之再設計
指導教授：	王文俊 Wen-June Wang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	資訊電機學院 - 電機工程學系 Department of Electrical Engineering
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	65
中文關鍵詞：	模糊控制、數位化電路、視窗介面設計
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本篇論文主要是針對一個典型不穩定、非線性且存在著不確定
性的控制實驗平台－－旋轉式倒單擺系統設計控制器。我們利用了
模糊控制理論來設計系統的甩上、直立及定位控制器，使得單擺由
自然下垂甩上到直立，最後橫桿到達設定點位置。本論文中的甩上
控制器是使得單擺先至設定點附近之後即甩動單擺到達直立的位置
，然後利用切換排程系統將倒單擺的控制動作切換到直立定位控制
器。直立定位兩個控制器之設計，則使用了內外迴路的方式加以結
合，來達到單擺能夠直立不倒、定位精準的目的。此系統在實驗中
也已經可以得到很好的性能響應，即使有外力的干擾時，也能夠迅
速回復到直立定位的效果，因此證明了模糊控制系統的強健性、適
應性與實用性。最後吾人更發展具有便利性、親和力的人機介面，
乃是利用 Borland C++ Builder 的視窗設計軟體來設計出一個實驗
的視窗操作介面，使得操作者更易於去操作實驗旋轉式倒單擺系統
。

頁次
摘要……………………………………………………………………..I
目錄…………………………………………………………..……..….II
圖目錄…………………………………………………………………IV
表目錄……………………………………………………….………...VII
第一章緒論………………………………………………………….1-1
1.1 研究動機與目的………………………………………….….1-1
1.2 文獻回顧………………………………………………….….1-2
1.3 主要工作……………………………………………………..1-3
1.4 論文架構……………………………………………………..1-4
1.5 模糊理論的預習……………………………………………..1-4
第二章系統描述…………………………………………………….2-1
2.1 下垂單擺、平面擺桿與滑動平面…………………………..2-2
2.2 直流馬達……………………………………………………..2-2
2.3 滑輪與皮帶…………………………………………………..2-2
2.4 驅動電路與 8255 I/O 介面卡………………………………2-3
2.5 光編碼器…….……………………………………………….2-5
2.6 驅動電路的動作原理………………………………………..2-7
第三章單擺甩上直立定位控制…………………………………….3-1
3.1 實驗描述與定義……………………………………………..3-1
3.2 控制器的設計………………………………………………..3-4
3.2.1 甩上控制器……………………………………………...3-5
3.2.2 直立控制器.……………………………………….…….3-8
3.2.3 定位控制器…………………………………….………3-10
3.3 內外迴路控制法………………………………………...….3-14
3.4 甩上直立定位控制器之整合……...……………………….3-16
3.5 視窗介面………………………………...………………….3-18
第四章實驗結果分析與討論…………………………………….....4-1
4.1 實驗結果之響應曲線圖…………………………….……….4-1
4.2 實驗結果之分析與比較……………………………………4-18
4.3 實驗過程中所遭遇到的困難………………………………4-20
第五章結論………………………………………………………….5-1
5.1 結論…………………………………………………………..5-1
5.2 未來展望……………………………………………………..5-1
附錄A I/O介面卡線路圖…………………………………………A-1
附錄B 解碼電路及馬達驅動電路線路圖………………………...B-1
參考文獻……………………………………………………………..R-1

                                

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