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研究生:藍立志
研究生(外文):Li-Chih Lan
論文名稱:應用載波相位定位之車輛控制系統
論文名稱(外文):Application of Carrier Phase Positioning on the Vehicle Control System
指導教授:高 維 文
指導教授(外文):Wei-Wen Kao
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
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:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:全球定位系統系統鑑別載波相位控制
外文關鍵詞:GPSSystem IdentificationCarrier Phasecontrol
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近年來GPS應用的範圍愈來愈廣泛,其定位精確度可使用一些演算法將GPS訊號加以處理而提高,本文使用載波相位定位已經可以達到公分級的精確度,加上GPS提供了不分時、地均能獲得的絕對座標系統,因此在輔助量測上能夠提供更良好的數據作分析。
本文著重於模型車輛的控制,以PIC16C84單晶片作為控制核心,輸出訊號至直流伺服馬達作動力供給;此外對於此模型車輛,假設無滑動現象,且不考慮週遭環境的未知變數影響,推導其直線運動。
由推導出來之運動方程式,再配合載波相位定位所量測得到的數據,作系統鑑別,以得到整個運動方程式的係數,再以不同的路徑實驗,比較驗證理論模擬與實驗數據間之關係。
Recently GPS are more and more used in many applications. The precision of GPS positioning could be improved by many signal processing algorithms. With carrier-phase positioning used in this thesis, the precision could come up to centimeter level. Along with the advantage of the absolute positioning ability provided by the system, GPS could now provide accurate measurement data for many dynamic control applications.
In this thesis, GPS carrier-phase positioning is used to measure the dynamics of a remote control toy car. A PIC16C84 microcontroller is used to generate control signal for the servo motor of the car. Assuming no skid condition, dynamic model of the toy car is derived. GPS positioning signals is then used to identified the parameters of the dynamic model. For straight road constant speed motion, the vehicle dynamic model is used to design appropriate controller. Simulation and experiment results are provided to verify the dynamic modeling and control performance.
中文摘要Ⅰ
英文摘要Ⅱ
目錄Ⅲ
圖目錄Ⅴ
表目錄Ⅶ
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 1
第二章 全球定位系統 3
2.1前言 3
2.2系統架構 3
2.3 GPS衛星訊號 7
2.4 時間與空間系統 8
2.5 GPS誤差分析 9
2.5.1單點定位分析10
2.5.2衛星幾何分佈11
第三章 相對定位14
3.1 前言14
3.2 原理概述14
3.3載波相位一次差分觀測量15
3.4載波相位二次差分觀測量17
3.5載波相位三次差分觀測量18
3.6相對定位20
3.6.1相對位置向量求解20
3.6.2 動態相對定位21
3.6.3 DDDOP(Double Difference DOP)23
第四章 車輛動態控制25
4.1前言25
4.2 硬體設備及製作25
4.2.1 PIC-16C8430
4.2.2直流伺服馬達控制33
4.2.3 PWM產生36
4.2.4車輛整合38
4.3車輛動態方程式推導39
4.3.1直流伺服馬達部分39
4.3.2車子動力學部分41
4.3.3整合車輛動態方程式43
第五章 系統鑑別與控制器設計46
5.1 前言46
5.2 系統鑑別理論46
5.2.1 ARX(Auto Regressive eXogeneous)model46
5.2.2 最小平方法47
5.3 系統鑑別47
5.3.1帶入實驗數據49
5.4 實驗結果52
5.4.1系統模擬與實驗數據比較分析54
5.5 控制器設計與系統模擬59
5.5.1 控制器設計60
5.5.2 系統模擬結果60
第六章 結論與未來發展62
1. B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, and J. Collins,"Global Positioning System Theory and practice " ,Springer-Verlag Wien New York, 1992.
2. Global Positioning System, Standard Positioning Service, Signal Specification, November 5, 1993.
3. Elliott D. Kaplan, " Understanding GPS Principles and Applications ", Artech House Boston, 1996.
4. PCB and PCM Reference Mannal, August 1995.
5. Ioan Dore Landau," System Identification and Control Design ", Prentice-Hall 1990.
6. J.Douglas Faires and Richard L.Burden," Numerical Methods ", Youngstown State University.
7. 蔡錦郎,"GPS載波相位信號處理之研究", 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,台北,1997.
8. 羅文彬,"感測器輔助載波相位相對定位", 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,台北,1998.
9. 許富誠,"全球定位系統載波相位在姿態判定之應用", 國立台灣大學應用力學研究所碩士論文,台北,1994.
10. 杜啟軒,"GPS相位差分法與旋轉技巧在姿態判定之應用", 國立台灣大學應用力學研究所碩士論文,台北,1995.
11. 蔡文騰,"前輪驅動車導航控制之研究",國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,台北,1996.
12. 黃信雄,"即時載波相位定於車輛動態之應用", 國立台灣科技大學機械工程研究所碩士論文,台北,1999.
13. 謝澄漢,余耀銘,"PIC16C84原理與實習",1996.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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