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自從人類使用機器來控制大自然時,磨擦就已成為一種阻擾,但有時
也有助益.本文將針對伺服系統,分析磨擦干擾所扮演之角色及影響, 並降
低其效應. 磨擦是精確運動控制的一種干擾,最近潤滑學之文獻皆針對
磨擦的減少作研究.然而磨擦仍是個問題. 為了減少磨擦或其相當效應,硬
體與軟體皆被使用,硬體方面採改善機械結構來減少磨擦來源, 相對地,軟
體方法則免改變機械結構進而降低伺服成本.在磨擦的存在下, 軟體方法
藉改善控制法則仍可達到追蹤與位置精度之要求. 在伺服系統中,運動
誤差主要因素之一為存在機器本身之磨擦.本文提出一軟體補償方式以補
償磨擦所造成之效應,在磨擦補償器之觀點, 先估測起源於磨擦之影響,
然後再送一額外控制命令作補償,此磨擦干擾通常被模擬成步階函數,因此
我們可加一額外步階命令作補償,進而提升伺服系統之運動精度. 文
中,首先以實驗之方式 ,來了解磨擦在伺服系統所產生之效應, 實驗是以
一個人電腦透過數位/類比轉換器介面及編碼器作回授來控制X-Y伺服平
台, 其影響在低速追蹤時,於追蹤終點及方向改變時,易使X-Y伺服平台產
生黏滯效應,進而使追蹤及定位誤差變大. 接下來,建立一個
磨擦數學模型並作實驗評估, 所提出之磨擦模型包含兩部分,此兩部分分
別描述在一般速度及極低速度之之效應,前者為庫倫磨擦效應而後者則為
黏滯效應. 建立在此模型下,針對實際之追蹤及定位環境, 本文提出一
合適之即時磨擦補償方法,以改進運動控制之精度,經由單軸定位及雙軸追
蹤路徑實驗, 以證明此磨擦補償之效率.
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