學位論文
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Item 機械手臂之加速度觀測及其應用(2017) 陸俊瑋; Lu, Chun-Wei本文主旨為雙軸機械手臂加速度的估測,並且使用線性加速度感測器來量測。由於一般在市面上角加速度感測器比較難以取得,因此在實驗中使用線性加速度規。一般常用的線性加速度規通常是電容式與壓電式加速度規兩種。由於MEMS技術的進步使的電容式加速度規變得無所不在,但是與壓電式加速度規相比,電容式加速度規在頻寬與雜訊之間存在很大的衝突,因此限制了它們在高性能運動系統的應用。另一方面,壓電式加速度規在頻寬與雜訊之間有很好的平衡,卻無法量測低頻之加速度訊號。 在本研究中,在具有兩個旋轉關節的雙軸機械手臂之末端安裝兩個壓電式加速度規,並且使用光學編碼器來測量兩個旋轉關節的角度。接著使用角度和壓電式加速度規所量測之線性加速度,估測出兩個旋轉關節的直角座標加速度。 本文實驗平台採用TI TMS320C6713 DSP與Xilinx可程式閘陣列(FPGA)結合而成之控制器硬體核心,以C語言與硬體描述語言(VHDL)作為控制器設計之發展工具。本文實現所提出的加速度觀測器設計方法,並且使用加速度干擾補償器(ADOB),比較各種加速度訊號對於實驗平台控制性能之影響,由實驗結果可知本方法具有實用性。Item 無刷伺服系統之加速度觀測與干擾補償(2015) 王彥鈞; Wang, Yan-Jun本文研究主旨為找出良好的加速度訊號,應用於線性平台系統上,達到高精密控制的需求,而本文實驗用的加速規為壓電式加速規和電容式加速規作為量測系統的加速度與研究應用。 研究動機是改善壓電式加速規無法量測低頻直流成份,因此可以判斷出在大多數的伺服系統上,壓電式加速規是不適用的;而在電容式加速規具有完整之量測能力,但因電容式加速度訊號雜訊較大,且動態頻寬較小。因此, 本論文主要的貢獻在於實現提出數位化整合式加速規來量測加速度及設計加速度觀測器方式來觀測加速度來解決此問題,前者為將電容式與壓電式加速規進行數位化整合來量測低頻加速度成份,後者利用壓電式加速規量測加速度訊號與光學尺量測之位置訊號觀測出低頻加速度成份。本文將此提出的方法與壓電式、電容式加速規比較,並應用於加速度干擾補償器(disturbance observer based on acceleration signal, ADOB)之控制性能比較。 本文實驗平台以無刷伺服馬達結合導螺桿組成之線性平台,進行直線運動定位控制驗證。採用TI TMS320C6713 DSP與Xilinx可程式閘陣列(FPGA)結合而成之控制器硬體核心,並以C語言與硬體描述語言(VHDL)作為控制器設計之發展工具。本文搭配加速度干擾補償器(ADOB),將數位化整合式加速規及加速度觀測器設計方法應用於實驗平台的位置控制,並且由實驗結果可知本方法具有實用性。