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研究生:寥正堯
研究生(外文):LIAO,ZHENG-YAO
論文名稱:撓性連桿機構振動控制之理論與實驗研究
指導教授:宋震國
指導教授(外文):SONG,ZHEN-GUO
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:撓曲特性連桿機構振動控制合成技巧彈性動態控制過剩制動器
外文關鍵詞:(SYNTHESIS-TECHNIQUE)(ELASTODYNAMIC)(SPILLOVER)(ACTUATOR)
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連桿機構中大部分的合成技巧 (stynthesis technique) 是建立在剛性連桿此傳統假
設之上, 當在受力不大和連轉速度不高的情況之下, 作此假設已屬充分。然而, 現今
及未來機構設計的趨勢是重量輕、高速運轉、低功率消耗, 所以傳統的剛體假設已無
法正確地預測連桿機構的動態特性。由於重量上的限制, 降低了連桿的剛性, 使得撓
性 (flexibility)在動態分析上扮演了主要的角色。
本篇論文的目的是在提出關於連桿機構中, 具撓曲特性之連桿的彈性動態(elastody-
namic)反應的運動分析和振動控制的理論與實驗研究。壓電材料由於其輕質量及特有
的壓電特性而被選為振動控制的制動器(actuator)。
撓性連桿的運動方程式是以變分原理和有限單元法推導而得。為了確保控制系統的強
健穩定性, 避免控制過剩(spillovcr) 所可能導致的不穩定現象, 本文採用了狀態變
數空間中的 LQG/LTR方法以及古典控制理論來從事主動式撓性連桿減振控制系統的設
計。
為了應證數學模型的可用性和評估理論分析的結果, 一個平面四連桿機構被採用做為
實驗研究的對象。在實驗研究中, 不僅展示了壓電材料被用來當做主動式減振器的可
行性, 同時也經由對實際系統的研究, 驗證了控制理論的強健穩定性。
基本上, 本篇論文提出了一種設計的概念和方法, 亦即結合撓性連桿和壓電材料, 同
時配合具強健穩定性之電腦控制系統來減少撓性連桿的變形和振動。如此一來, 連桿
機構使能朝輕質量構件和高運作速度的方向發展, 符合更嚴苛的高性能需求。

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