學位論文

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    急動度限制下之定位伺服及其干擾補償方法
    (2013) 謝立文; Raymond Shieh
    本論文提出一種急動度限制下之定位控制及其干擾補償法，以改善系統輸出響應。在機械系統裡，急動度(加速度對時間的微分)若是太大可能會對系統造成不良的影響。故提出一急動度限制下之最佳時間定位控制法(Jerk-constrained time-optimal control, JCTOC)，此控制法不僅可限制最大急動度，又可達到最佳時間控制的效果。JCTOC是利用最佳時間控制器結合一積分器與受控體，直接控制系統的急動度來做其限制。 但由於提出的JCTOC是一種高度依賴受控體模型又俱備控制法則切換的控制法，故很容易受到系統不確定性以及系統干擾的影響。故在此加入一干擾補償器(Disturbance observer, DOB)以補償干擾並降低對系統的影響。本論文主要探討的干擾估測器以積分器的方式呈現，故在此稱為積分型干擾估測器(integral disturbance observer, IDOB)。在此IDOB加入一動態補償器或內部模型原理(Internal model principle, IMP)補償器，可讓干擾估測對於不同階數的干擾有更優越的抑制效果。 本文實驗平台以一裝對稱性負載之無刷伺服馬達為受控體，並以一DSP/FPGA結合之單元為控制器，分別以C語言及VHDL撰寫。以此機台為實驗系統並實現本文提出之干擾補償及急動度限制下之最佳時間控制法，並由實驗結果證實其控制法的可行及實用性。
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    痙孿度限制下之伺服馬達時間最佳化控制
    (2013) 江其錄; Chi-Lu Chiang
    本論文提出一種痙攣度(Snap)限制下之伺服馬達時間最佳化控制，以使伺服系統有平順的輸出響應。痙攣度，為位置的四階導數，又名Jounce，亦即分別為急動度(Jerk)、加速度與速度的一階、二階與三階導數。過大的痙攣度可能會對系統造成不良的影響，故本文提出一痙攣度限制下之時間最佳化伺服控制法(Snap-constrained time-optimal control, SCTOC)，其中包含位置控制與速度控制，此控制法不僅能限制最大痙攣度，又可達到最佳時間化的效果。SCTOC速度控制上是利用最佳時間控制器，結合一積分器與受控體串聯；在位置控制上則是利用最佳時間控制器結合兩積分器與受控體串聯;兩者皆直接地控制系統的痙攣度，因此可滿足最大痙攣度的限制。 由於提出的SCTOC是一種依賴受控體模型及俱備切換法則的控制法，因此容易受到系統不確定性及系統干擾的影響。故在系統中加入一積分型動態補償干擾估測器(dynamically compensated integral disturbance observer, DC-IDOB)以補償干擾降低其對系統的影響。 本文實驗受控體為無刷伺服馬達，以TI TMS320C6713 DSP與Xilinx 可程式閘陣列(FPGA)結合之單元為控制器，分別以C語言及硬體描述語言(VHDL)撰寫。以此平台為實驗系統，實現本文提出之痙攣度限制下之時間最佳化伺服控制法則，並由實驗結果證實其此控制法的可行及實用性。