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研究生: 陳煥升
Chen, Huan-Sheng
論文名稱: 冷流姿態控制系統之研發
Development of Cold Gas Attitude 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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 冷流系統載具姿態控制Bang-Bang控制
外文關鍵詞: cold-gas systems, payload attitude control, Bang-Bang control
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  • 本論文主要研究目的在於發展一冷流氣體之控制系統,其推進系統是以氣瓶與電磁閥加上噴嘴組成,為了確認推進系統之特性,在本論文中使用應變規架設一推力測試平台量測推力。系統先以Euler-Lagrange方法建立動態數學模型,因電磁閥只有開關之特性,依此特性設計Bang-Bang控制器,接著利用MATLAB/Simulink軟體進行模擬評估控制器。在實作上,本系統使用德州儀器公司(Texas Instruments, TI)所生產的數位訊號處理器TMS320F2812做為控制核心並使用姿態感測器作為回授以實現系統之姿態控制的目的。由實驗與模擬結果驗證了控制演算法的可行性,完成冷流姿態控制系統之研發。

    The objective of the thesis is to develop a cold-gas-based attitude control system. The thruster consists of a gas tank and two solenoid valves with nozzles. In this thesis, the Euler-Lagrange method is used to derive the dynamic model of the system. The strain gauge is used to measure the thrust from the nozzle. Because of use of the on-off solenoid valve, a bang-bang controller is designed to control the valve. Then, MATLAB/Simulink software is used to simulate the control system. In the experiment, the control law is implemented through a digital signal processor (TMS320F2812) and the attitude sensor is used to provide the feedback signals. The effectiveness of the control system is verified through simulation and experimental studies. The experimental results show that the cold-gas-based attitude control system performs well.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1-1 研究背景 1-1 1-2 研究動機及目的 1-1 1-3 研究步驟 1-2 1-4 相關文獻回顧 1-5 1-5 論文結構 1-6 第二章 載具系統數學模型 2-1 前言 2-1 2-2 載具機構部分系統數學模型之建立 2-2 2-2-1 座標系統定義 2-2 2-2-2 載具系統數學模型 2-3 2-3 系統數學模型之模擬分析 2-16 第三章 推進系統設計 3-1 前言 3-1 3-2 推進系統設計 3-1 第四章 姿態控制器設計與模擬結果 4-1 前言 4-1 4-2 Bang-Bang控制器設計 4-1 4-3 Bang-Bang控制器模擬結果 4-9 第五章 推力測試機構設計與實作 5-1 前言 5-1 5-2 應變規校正平台設計與校正 5-1 5-2-1 校正平台設計 5-1 5-2-2 應變規校正 5-3 5-3 推力測試平台設計與推力測試 5-4 5-3-1 推進系統元件介紹 5-4 5-3-2 推力測試平台 5-9 5-3-3 推力測試實作結果 5-11 第六章 載具系統機構設計與製作 6-1 前言 6-1 6-2 載具系統機構設計與製作 6-1 第七章 系統控制核心晶片與周邊電路介紹 7-1 前言 7-1 7-2 控制核心晶片與模組 7-1 7-3 電磁閥驅動模組 7-2 7-4 姿態感測器 7-4 7-5 系統整體架構 7-5 第八章 姿態控制實作結果 8-1 前言 8-1 8-2 系統程式流程及整體控制系統架設 8-1 8-3 Bang-Bang控制器之姿態控制實現 8-3 第九章 結論與未來展望 9-1 前言 9-1 9-2 未來展望 9-1 參考文獻 Ref-1

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    下載圖示 校內:2018-09-03公開
    校外:2020-07-27公開
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