臺灣博碩士論文加值系統

本文分別以工業界最普遍之PID控制器與參數調整型的增益程序控制器(gain scheduling controller)對單自由度混成式電磁懸浮系統進行控制，並對這兩種控制器之特性做比較。
我們先以傳統固定氣隙之方法設計控制器，當負載增加時，電磁鐵線圈電流也隨著增加以加大混成磁鐵之吸力，使載重平台仍懸浮在固定的高度。此方法須消耗大量的能量，故我們加入零電力控制的方法，在懸浮階段對電磁鐵線圈電流做一積分補償，使得載重平台會隨著負載的變化自動調整平衡點，達到負載重量等於混成磁鐵之吸力的位置，以維持低能源消耗及穩定的懸浮。
另外，考慮做成運輸系統時之舒適性及安全性，我們對此系統設計一緩慢升降之軌跡，使得載重平台在懸起的階段能夠很柔順的浮升；而在降落階段也能夠緩慢且平順的浮下。實驗結果證明其可行性。

This thesis presents a single-degree-of-freedom electromagnetic suspension system control by using the PID controller and gain scheduling controller, respectively. The characteristics of these two controllers are compared.
We use the traditional constant gap method to design the controller. First, when load increase, the electromagnet coil current also increase to raise magnetic force, in order to keep the carrier still levitate on the same gap, but this method consume a lot of energy. Secondly we try the “zero power” method, this method utilize an integrating compensator for electromagnet coil current during the levitation stage, then the carrier will automatically adjust the equilibrium point to the position which the weight of the carrier is equal to the force of the hybrid magnet, when the load is changed, this method can support low power consumption and get the better steady levitation.
To obtain the comfortable and safety of the transportation system, we design a smooth trajectory. To keep the carrier gentle takeoff and smooth landing. Experimental results shows that the controllers we designed are really work.

第一章　緒論…………………………………………………………1
1.1研究動機……………………………………………………………1
1.2研究目的……………………………………………………………2
1.3研究步驟……………………………………………………………2
1.4控制技術發展………………………………………………………3
1.5論文章節簡介………………………………………………………4
第二章　磁浮系統工作原理……………………………………………5
2.1磁浮的歷史…………………………………………………………5
2.2磁浮系統簡介………………………………………………………5
2.3磁浮的分類…………………………………………………………7
2.4磁力特性……………………………………………………………8
2.5磁浮系統數學模式之建立…………………………………………11
2.6磁浮系統之操作原理………………………………………………14
2.7零電力控制…………………………………………………………14
2.8結論…………………………………………………………………15
第三章磁浮系統之硬體架構………………………………………23
3.1簡介…………………………………………………………………23
3.2磁浮模組……………………………………………………………23
3.3感測器………………………………………………………………24
3.4直流伺服放大器……………………………………………………24
3.4.1電流放大器……………………………………………………25
3.4.2電壓放大器……………………………………………………26
3.5界面卡………………………………………………………………27
3.5.1 D/A轉換卡(PCL-726)………………………………………27
3.5.2 A/D轉換卡(PCL-818HD)……………………………………28
第四章PID控制器之設計……………………………………………42
4.1控制器簡介…………………………………………………………42
4.2 PID控制器設計……………………………………………………42
4.3實驗結果……………………………………………………………44
第五章增益程序控制器……………………………………………64
5.1簡介…………………………………………………………………64
5.2增益程序操作原理…………………………………………………64
5.3增益程序的優缺點…………………………………………………66
5.4增益程序控制器之設計步驟………………………………………66
5.5磁浮系統之增益程序控制器設計…………………………………67
5.6實驗結果……………………………………………………………72
第六章結論…………………………………………………………79
附錄A……………………………………………………………………80
附錄B……………………………………………………………………83
參考文獻…………………………………………………………………85

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