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研究生:陳裕彥
研究生(外文):Yu-Yen Chen
論文名稱:數位化線性步進馬達微步進驅動器之設計與研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of DSP-Based Linear Stepping Motor Microstepping Drives
指導教授:楊宗銘楊宗銘引用關係
指導教授(外文):Chung-Ming Young
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電機工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:線性步進馬達齒槽效應力模糊控制數位訊號處裡器
外文關鍵詞:linear stepping motorcogging forcefuzzy controldigital signal processor
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本論文旨在建立一個以單晶片TMS320F240微處理器為基礎的全數位化線性步進馬達微步進驅動器。控制器設計方面,首先建立電流誤差及電流誤差變化量之控制法則知識庫,然後根據實際電流誤差及實際電流誤差變化量利用控制法則知識庫以模糊推論求得控制命令。另外,對於影響線性微步進馬達定位精度甚鉅的齒槽效應力,本論文介紹了加入電流諧波來消除此效應力的方法。對於以上所提到的理論法則,先以SIMULINK程式語言進行模擬以評估系統架構的可行性,然後再利用TMS320F240將理論實際應用於系統中。最後由實驗結果可發現,本論文所建立的線性步進馬達微步進驅動器,在馬達速度提升方面與定位精度方面均有良好的性能。
The purpose of this thesis is to build up a single chip TMS320F240 microprocessor-based fully digital linear stepping motor microstepping drives. Firstly we establish the knowledge base of control rules being based on both error and its differential. Then, the proposed inference engine uses this knowledge base to calculate the command according to the actual current feedback. For precisely microstepping control, we analyze the cogging force which caused major position error of the stepping motor. By modifying the current profile, it is shown that the effect of the cogging force can be eliminated efficiently. All the above theories are simulated by SIMULINK to access a workable structure of the system. Finally, the system is implemented based on a digital control board. The experimental results show good performance in promoting the precision of both motor’s velocity and position.
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 線性馬達簡介 2
1.3 研究目的與方法 4
1.4 內容大綱 5
第二章線性步進馬達數學模式 6
2.1 前言 6
2.2 線性步進馬達數學模式 6
2.3 參數鑑定 10
2.4 齒槽效應力 17
第三章模糊控制器設計 21
3.1 前言 21
3.2 基本糢糊控制理論 21
3.2.1 模糊控制系統基本架構 23
3.2.2 糢糊控制器基本設計步驟 24
3.3 線性步進馬達模糊控制器 27
3.3.1 模糊控制器的輸入與輸出變數 27
3.3.2 模糊化 30
3.3.3 設計控制規則庫 31
3.3.4 設計推理引擎 34
3.3.5 解模糊化 35
第四章脈寬調變策略與微步進原理 40
4.1 前言 40
4.2 三角波比較調變法 40
4.3 微步進原理 49
第五章硬體架構與軟體規劃 52
5.1 前言 52
5.2 數位控制器與類比控制器之比較 52
5.3 硬體架構 53
5.3.1 TMS320F240數位控制板 54
5.3.2功率級板 56
5.3.3盲時電路、電流迴授電路 57
5.3.4運動控制器 59
5.4 軟體規劃 61
5.4.1整數運算的實現 61
5.4.2電流回授程式設計 62
5.4.3濾波器數位化的實現 63
5.4.4程式流程介紹 64
第六章模擬與實驗結果 74
6.1 前言 74
6.2 模擬軟體 75
6.3 模擬結果 75
6.4 實驗結果 80
第七章結論與建議 95
7.1 結論 95
7.2 建議 95
參考文獻 97
作者簡介 100
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[2] 陳承賢,「線性步進馬達結合壓電致動器之次微米定位控制」,碩
士論文,國立中興大學機械工程研究所,2000年七月。
[3] 劉文達,「線型與轉動型永磁式同步伺服馬達之參數自動調適」,
碩士論文,國立臺灣科技大學電機工程研究所, 2000年六月。
[4] 湯靜翔,「動態系統之模式鑑別與高速線性馬達驅動平台之即時模
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[28] G.F. Franklin, J.D. Powell, and M. Workman, “Digital
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[30] Simulink User’s Guide, MathWorks, Massachusetts (1997).
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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