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研究生：	紀博文 Chi, Po-Wen
論文名稱：	三自由度並聯式機械臂運動控制 Motion Control of a 3-DOF Parallel Manipulator System
指導教授：	陳介力 Chen, Chieh-Li
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 航空太空工程學系 Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年：	2016
畢業學年度：	104
語文別：	中文
論文頁數：	77
中文關鍵詞：	並聯式機械臂、順滑模態控制器、軌跡追蹤、逆向運動學
外文關鍵詞：	Parallel robot, Parallel Manipulator, Sliding mode control, Trajectory tracking, Inverse kinematic
相關次數：	點閱：188 下載：5
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本文主要研究為三自由度並聯式機械臂的運動控制，透過三軸滑塊與工作平台之位置求其運動方程式，並分析其工作空間，最後利用順滑模態控制器控制平台進行圓形軌跡運動。本文一開始會針對此機械臂進行運動學分析，包括座標軸的建立、順逆向運動學推導以及工作空間模型之建立，並且推導馬達的動態方程式，以便於順滑模態控制器的設計。最後使用傳統順滑模態控制器進行頻率為0.2Hz、半徑為150mm的圓軌跡追蹤實驗，實驗結果顯示可將平台位置誤差控制在8mm以下；而進行同樣頻率、半徑為50mm的圓軌跡追蹤實驗，則可將平台位置誤差控制在6mm以下；後來改用PI型順滑模態控制器進行同為頻率0.2Hz、半徑150mm的圓軌跡追蹤實驗時，平台位置誤差降至0.7mm以下，證實PI型順滑模態控制器較傳統順滑模態控制器具有較高的強健性。

The aim of the thesis are the analysis of the 3-DOF parallel manipulator including the workspace and the kinematics, and the motion control. With the geometric relationship of the platform and the slider, we can obtain the kinematics.
Then the sliding mode controller is designed. The experiment result of the circle tracking shows that the error of the platform is beneath 0.7 mm.

摘要---I
ABSTRACT---II
致謝---XIII
目錄---XIV
第一章 緒論---1
1.1 前言---1
1.2 文獻回顧---3
1.3 本文架構---5
第二章 並聯式機械臂運動學與馬達動態方程式---6
2.1 並聯式機械臂介紹---6
2.2 機械臂之逆向運動學---8
2.3 機械臂之順向運動學---10
2.4 工作空間分析---12
2.5 馬達動態方程式推導---16
第三章 控制器設計---18
3.1 順滑模態控制理論---18
3.2 傳統順滑模態控制器設計---19
3.3 傳統順滑模態控制器模擬結果---22
3.3.1 單軸滑塊正弦波之位置控制---22
3.3.2 三自由度並聯式機械臂畫圓之位置控制---26
3.4 PI型順滑模態控制器設計---34
3.5 PI型順滑模態控制器模擬結果---37
第四章 實驗結果---45
4.1 實驗硬體架構---45
4.1.1 機台架設---45
4.1.2 運動控制卡(EPCIO)---48
4.2 軌跡追蹤控制實驗結果---49
4.2.1 實驗一：傳統順滑模態控制器，半徑150mm，頻率0.2Hz之圓軌跡追蹤---52
4.2.2 實驗二：傳統順滑模態控制器，半徑50mm，頻率0.2Hz之圓軌跡追蹤---59
4.2.3 實驗三：PI型順滑模態控制器，半徑150mm，頻率0.2Hz之圓軌跡追蹤---66
第五章 結論與未來展望---74
參考文獻---76


                                    

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校內：2018-07-25公開
校外：2018-07-25公開

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