跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(216.73.216.10) 您好!臺灣時間:2025/09/30 17:34
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:陳國威
研究生(外文):Guo-Wei Chen
論文名稱:壓電陶瓷馬達之數位驅動控制電路設計
論文名稱(外文):Digital Driver Control For Piezoelectric Ceramic Motor
指導教授:丁鏞
指導教授(外文):Yung Ding
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:可程式邏輯閘陣列壓電陶瓷馬達
外文關鍵詞:cpldpiezoelectric ceramic motor
相關次數:
  • 被引用被引用:16
  • 點閱點閱:370
  • 評分評分:
  • 下載下載:90
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
本論文以複雜型可程式化邏輯晶片(Complex Programmable Logic Device, CPLD)之功能適當的設計應用於壓電陶瓷馬達驅動電路上,電路的實現採用階層式、模組化的設計方式,降低其複雜度,並以電路共用的概念,降低邏輯閘數量,達到最佳化實現的目的。此晶片將可達到高度運算速度,進而提高取樣頻率,減低微處理器計算負擔 ,同時降低高次諧波失真的問題。而由於集中數位元件於一晶片之中,零件老化問題較不 嚴重,且對溫度變化也不敏感,有利於系統長期運轉下維持精密伺服運轉功能,以提昇現階段使用類比式PWM可調變電壓型之驅動器的控制性能與機能;以達到數位化驅動器的目的。
This thesis presents, a digital circuitry is designed based on the use of CPLD for the driver of a piezoelectric ceramic motor. By using the hierarchical and modular realization strategy, the designed circuits can be re-used to reduce the design complexity and the total gate counts for optimum design. This designed chip will calculate at high speed to boost the sampling frequency and reduce the burden of DSP.At the same time, the high speed switching operation will decrease the problem of high harmonic distortion. Meanwhile , the function of this chip will maintain the accurate performance within long time operation to against the temperature variation. Via appropriate design, the driver is able to enhance the PWM control functions.
目錄
摘要…………………………………………………………………….Ⅰ
英文摘要…………………………. ……………………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………..Ⅲ
目錄…………………………. …………………………………………Ⅳ
圖目錄…………………………. ………………………….…………..Ⅵ
表目錄…………………………. ……………………………………Ⅷ


第一章 緒論……………………………………….………..…….….1
1.1 前言與研究動機………………………………….…..……….1
1.2 研究目的與本文架構………………….…………….………..3

第二章 壓電陶瓷馬達等效電分析.…………………………………….4
2.1 壓電方程式………..……………………………………………4
2.2 交流電壓下元作之機電轉換..…………………………………8
2.3 壓電陶瓷馬達等效電路…….…………….…………………..11

第三章 驅動器架構之建立……………………………...………….13
3.1 類比電路驅動之架構………………………………………..13
3.2 驅動器之電力電路…………………………………………..15
3.2.1 直流-直流轉換器之控制……………………….…….15
3.2.2 降壓式轉換器…………………………………….……16
3.2.3 輸出電壓漣波…………………………………………24
3.3 換流器電路之設計…………………………………….……..26
3.3.1 串聯共振換流器之工作原理分析……………….…….27
3.3.2 交流共振電路之分析…………………………….……29
3.4 橋式換流器及LC共振電路………………………….……..32

第四章 壓電陶瓷馬達數位驅動電路之設計……………..…………..35
4.1 壓電陶瓷馬達驅動之設計……………………….….……….35
4.2 數位/類比電路之比較與設計……………………..………….38
4.2.1 數位積體電路設計與CPLD介紹……………………..38
4.2.2 可程式邏輯元件與ALTERA FLEX 10K介紹………..39

4.3 數位驅動電路之規劃………………………………….……...40
4.3.1 電壓調變控制法………………………………………..41
4.3.2 脈寬調變產生器……………………..………………...42
4.3.3 分相電路………………………………………………..44
4.3.4 延遲電路………………………………………………..45
4.4 電路設計之流程……………………………………….……...46
4.5 功率元件觸發電路…………………………………….……...47
4.6 換流器之電路………………………………………….……...48

第五章 實驗結果及驅動器控制實例…………………………….…...51
5.1 實驗硬體之架構………………………………………….…...51
5.2 電路實現………………………………………………………53
5.3 驅動器之輸出電壓控制結果分析……………………………55
5.4 PID控制器之設計……………………………………………57
5.5 實驗結果與討論………………………………………………58

第六章 結論與未來展望………………………………………………60
6.1 結論………………………………………….….………….60
6.2 未來發展與規劃………………………………………………61

參考文獻………………………………………………………………..62
參考文獻

[1] 鄧福音,“The Design of Analog Circuits Using Current-Mode Active Components”, 1997.6.
[2] 林容益, “DSP/CPLD 控制技術及應用”, 全華科技圖書公司, 2001.3.
[3] 葉禮喜, 江晉毅, 郭天送, 鄒應嶼, “Simulation and Analysis of Three-Phase PWM Current Loop Controller Based on FPGA”, 第十七屆電力電子研討會, B010,20.
[4] 丁鏞, 黃健生,莊富凱, 施敏升,“壓電陶瓷馬達之動態數值模擬與實驗分析” 中國機械工程學會,第十八屆全國學術研討會論文集,2001.
[5] 林梓誠,“線性馬達驅動器設計與實驗研究” 碩士論文, 清華大學電機研究所,2000.
[6] Wakiwaka, H., Yajima, H., and Yamada, H ,”Design and Evaluation of Linear DC Motor for Pen Recorder”,IEEE transactions on magnetic, Nov.1995,pp.3755-3757.
[7] Goodwin, G. C., and Sin, K. S., “Adaptive filtering prediction andControl”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632,1984.
[8] T. Lozano-Perez, ”A Simple Motion Planning Algorithm for General Robot Manipulators”, IEEE J. Robotics and Automation, Vol. RA-3, No. 3, pp.224-238, 1987.
[9] A. Basak, and A.F. Flores-Filho, “ Static and Dynamic Characteristics of a Double Armature DC Linear Motor”, IEE Japan, Vol.118-D No.9, ’98,pp.1050-1055.
[10] Y. Murai, A. Watanabe, and H. Iwasaki, “Waveform Distortion and Correction Circuit for PWM Inverters with Switching Lag- times,”IEEE Trans. Ind. Appli., Vol. IA-23, NO. 5, pp. 881-886,September/October, 1987.
[11] N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, “Power electronics :converters, applications, and design”, John Willy & Sons : New York.1989.
[12] S. Okudaira, K. Matsuse, “A new quasi-resonant inverter with Twoway short-circuit switch across a resonant capacitor”, IEEE PowerConversion Conference,Volume: 3, Page(s): 1496 –1501, 2002.
[13] 曾喜君,壓電陶瓷馬達驅動控制之設計與分析,私立中原大學機械研究所碩士論文,2000.
[14] N.Mohan, T.M.Undeland, W.P.Robbins, “POWER ELECTRONICS: Converters, Applications, and Design.” New York: John Wiley & Sons, 1995
[15] Unitrode Switching Regulated Power Supply Design Seminar Manual, Unitrode Corporation, 1988.
[16] N. Mohan, T. M. Undeland and W. P. Robbins, “Power electronics : converters, applications, and design”, John Willy & Sons : New York.1989..
[17] A. I. Pressman, “Switching Power Supply Design”. New York : McGraw-Hill, 1991.
[18] T. Maeno, and D. B. Bogy, “Effect of the hydrodynamic bearing on rotor/stator contact in rang-type ultrasonic motor,” IEEE Trans. Ultrasonics , Ferroelectrics., Freq. Contr., vol.39 , no.6, pp.675-682, 1992.
[19] 量測發展中心:“壓電陶瓷線性馬達應用研討會”: 財團法人工業技術研究院1999.12.10
[20] 林盈達,以CPLD為基礎之超音波馬達驅動控制器設計與實作,國立清華大學動力機械研究所碩士論文,1998.
[21] Jian-Shiang Chen and In-Dar Lin, “Toward the Implementation of An Ultrasonic Motor Servo Drive Using CPLD/FPGA”, IEEE Trans. Industrial Electronics, 1999. ISIE '99. Proceedings of the IEEE International Symposium on, pp.903 -908 vol.2, 1999
[22] 林傳生, “使用VHDL 電路設計語言之數位電路設計”, 儒林圖書有限公司, 三版, 台北, 中華民國, 1999.
[23] Altera Training Manual, by CIC-NSC, ROC, Feb 1999.
[24] 賴昆彬, 噴墨式列印頭自調式模糊PI控制器之CPLD 控制晶片設計與實作, 清華大學動力機械研究所碩士論文, 1998.
[25] C. M. Liaw, ”Analysis for the industrial applications of linearmotor ”, Project Report Supported by Industrial Mechanical Laboratory, Industrial Research Institute, June 1998.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊