學位論文
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Item 回授急動度感測之撓性機械人關節主僕雙向控制(2024) 曾偉鈞; Tseng, Wei-Chun壓電感測元件產生的電量微小，並容易受到雜訊影響，因此有Integrated Electronics Piezo-Electric（IEPE）型式感測器的發展。此型式的感測器內部整合了放大器，使得原本高阻抗的輸出變成低阻抗的輸出，提供更好的抗雜訊能力。本研究目的為研發一IEPE型式的急動度感測器，並回授IEPE急動度感測，對撓性機械人關節進行雙向控制。本雙向控制方法藉由回授急動度訊號，以抑制關節撓性導致的抖動，達到主從兩端位置同步與力量重現的控制目標。此外，進一步擴展運動觀測器，以觀測系統的負載端位置、速度及加速度訊號，以免除負載端位置感測器的需求。本研究採用實驗室成員研發設計之撓性關節系統平台，使用IntervalZero公司的RTX64即時作業系統，以電腦為主站，透過乙太網控制自動化技術 (EtherCAT) 連接其它從站，例如台達電子的ADC、研華的 DAC與德國Sensodrive GmbH的馬達關節。透過微軟的Visual Studio編譯環境，以C++程式語言發展控制程式。由實驗結果可知，本研究所設計之急動度感測器可以有效地感測急動度，所設計的擴展式運動觀測器可用於觀測負載端的位置、速度與加速度。此外，本文所提出之方法能有效地改善關節撓性造成的抖動，提升系統性能。本研究以實驗的方式與其它控制方法進行比較，顯示本研究方法的有效性。