成功大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	蕭景隆 Xiao, Jing-Long
論文名稱：	線性馬達驅動控制系統之設計與實現 Design and Implementation of Linear-Motor Drive Control Systems
指導教授：	何明字 Ho, Ming-Tzu
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 工程科學系 Department of Engineering Science
論文出版年：	2014
畢業學年度：	102
語文別：	中文
論文頁數：	102
中文關鍵詞：	線性馬達、系統識別、PI控制器設計
外文關鍵詞：	Linear motor, System identification, PI controller design
相關次數：	點閱：156 下載：8
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

系統建模的精確性對控制器參數設計有很大的影響。系統識別理論為專門解決系統建模的重要方法之一，在本論文中，吾人考慮識別線性馬達的模型參數與其三個控制迴路分別為電流、速度和位置迴路。吾人先利用馬達數學模型配合最小平方法識別出馬達參數，識別出來的馬達模型做為PI控制器設計之依據，以達到各迴路響應良好的目的，並透過模擬與實驗結果來驗證此控制系統之可行性。

The accuracy of system model is crucial for the control design. System identification theory is one of ways for obtaining the system model. In this thesis, we consider identification of the model of a linear motor and control design of current, speed and position loops. Based on the least squares method , the motor parameters are identified. However the identified model is used for PI controller design to achieve a good performance. The effectiveness of the control system is validated through simulation and experimental studies.

摘要….	I
Abstract	II
誌謝…	III
目錄…	V
圖表目錄	X
第一章  緒論
1-1  研究背景………………………………………………………………1-1
1-2  研究動機和目的………………………………………………………1-1
1-3  研究步驟………………………………………………………………1-4
1-4  相關文獻回顧…………………………………………………………1-6
1-5  論文結構………………………………………………………………1-6
 第二章  線性馬達數學模型建立
2-1  前言……………………………………………………………………2-1
2-2  d-q軸轉換………………………………………………..……………2-1
2-3  電壓-電流方程式.……………….……………………………………2-5
2-4  電流-推力方程式及推力-速度方程式……………………...………2-11
2-5  結語…………………………………………………………..………2-13
第三章  線性馬達基本原理與架構
3-1  前言……………………………………………………………………3-1
3-2  線性馬達的基本架構…………………………..………..……………3-1
3-3  線性馬達特性.……………….………….……………………………3-3
3-4  變頻驅動器驅動原理……………………...…….………………..…3-5
3-5  弦波脈衝寬度調變(SPWM)…….………..…………………………3-6
3-6  空間向量脈衝寬度調變(SVPWM)…….………..……………………3-8
第四章  控制器與控制迴路架構
4-1  前言……………………………………………………………………4-1
4-2  PI控制器原理介紹……………………………..………..……………4-1
4-3  電流控制迴路.……………….………….……………………………4-3
4-3-1  數位PI控制器…………………..…………………………….….4-6
4-4  速度控制迴路………………..……………...…….………………..…4-8
4-5  位置控制迴路……………………...…….……………………………4-9
第五章  系統識別及控制器設計
5-1  前言……………………………………………………………………5-1
5-2  建立馬達系統方塊圖…………………………..………..……………5-1
5-3  空間向量脈衝寬度調變(SVPWM)增益量測.…………………….…5-3
5-4  線性馬達參數識別及模擬………………...…….………………..…5-5
5-4-1  步階響應識別馬達電阻及電感…………..……………………...5-5
5-4-2  方波響應識別馬達反電動勢常數、動子質量及黏滯摩擦係數.5-6
5-4-3  線性馬達參數識別……………………………………………….5-8
5-4-4  線性馬達參數識別演算法實驗驗證……………………..…….5-12
5-5  轉移函數之頻域識別方法……………………...…….……………5-16
5-5-1  系統波德圖的量測……………………....……………………...5-18
5-5-2  轉移函數之頻域識別方法理論介紹…………………………...5-21
5-5-3  轉移函數之頻域識別方法模擬與實作驗証…………………...5-23
5-5-4  PI控制器設計與實作…………………………..……..………...5-26
第六章  系統控制核心晶片與周邊電路介紹
6-1  前言……………………………………………………………………6-1
6-2  控制核心晶片與模組…………………………..………..……………6-2
6-2-1  數位訊號處理器TMS320F28335…………...…..………….…….6-2
     6-2-2  正交編碼脈衝(Quadrature Encoder Pulse, QEP)介面…...….….6-3
6-2-3  脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)介面….……….6-4
6-2-4  通用型輸入輸出(General Purpose I/O, GPIO)介面…….…..….6-4
6-2-5  PWM電壓位準提升與隔離電路……………….……….……….6-5
6-3  馬達變頻驅動模組……………………………………………………6-6
6-4  回授感測電路模組……………………………………………………6-6
6-4-1  電流感測電路…...…………………...……………………………6-6
6-4-2  電壓感測電路…...…………………...……………………………6-7
第七章  結論與未來展望
7-1  結論……………………………………………………………………7-1
7-2  未來展望………………………………………………………………7-1
參考文獻………………………………………………………………………..Ref-1

                                    

[1] Ziegler-Nichols Tuning Method, http://en.wikipedia.org/wiki/Ziegler%E2%80%93Nichols_method
[2] T. H. Lee and T. S. Low, “Frenquency Domain Identification of Transfer Function Model of a Disk Drive Actuator,” Mechatronics, Vol. 12, No. 4, pp. 563-574, 2002.
[3] 呂育勝，｢利用順滑模態之的球與弧系統的平衡控制｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國九十七年一月。
[4] 鄭文勝，｢利用順滑模態控制之球與球系統穩定化｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國一○○年七月。
[5] 蕭天賜，｢以數位訊號處理器為基礎之多功能控制平台的研製｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國九十五年七月。
[6] 鍾沛剛，｢數位信號處理器為基礎之永磁式同步電動機控制系統實現｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國九十一年七月。
[7] R. Krishnan, Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drives, Taylor & Francis, 2010.
[8] Paul C. Krause, Analysis of Electric Machinery and Drive Systems, Oleg Wasynczuk & Scott D. Sudhoff, 2002
[9] 張富鈞，｢線性馬達驅動系統之研製｣，私立逢甲大學自動控制工程學系碩士論文，民國八十九年七月。
[10] 謝東錦，｢以FPGA晶片研製線性伺服馬達驅動控制器｣，國立中正大學機械工程系碩士論文，民國九十四年七月。
[11] 洪介仁，｢車與桿倒單擺系統之平衡控制｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國九十二年七月。
[12] 江錫津，｢應用空間向量脈寬調變技術之數位式高功因單相｣，私立逢甲大學電機工程科學系碩士論文，民國九十二年七月。
[13] 劉昌煥, 交流電機控制, 2008
[14] 直得科技線性馬達型錄 2013
[15] 趙冠舜，｢以 Linux-RTAI 為基礎之機器人足部設計與實現｣，國立成功大學工程科學系碩士論文，民國一○一年七月。

校內：2019-02-14公開
校外：2021-03-01公開

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文