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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:郭敬昌
研究生(外文):Jing-Chang Kuo
論文名稱:可變結構之最佳參數搜尋應用於線性馬達控制
論文名稱(外文):Application of Variable Structure Optimal Parameter Searching on Linear Motor Control
指導教授:吳穎強
指導教授(外文):Yeiang-Chiang Wu
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:自動控制工程所
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:可變結構線性馬達
外文關鍵詞:variable structurelinear motor
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在線性動作的驅動應用上,線性馬達比旋轉馬達有更好的操作特性,例如:直接驅動、響應速度快、高精密定位等,且隨著科技的進步,微處理器的運算速度及功率電晶體切換速度也都日益增進,為了使得更好,線性馬達的控制和驅動系統也就不斷的改進,所以設計一個合適的控制器是值得研究的。
控制器方面是以可變結構為架構,由於馬達運動時,通常有許多外在未知的干擾,如:負載變化、摩擦力等,但系統進入順滑模態後,即不受參數和外在干擾的影響,就是具有強健性及抗干擾性。但此結構有一個很大的缺點,就是有切跳現象,因此,在可變結構中順滑曲面及參數的設定,將會影響到系統響應收斂的好壞。
本文將原有的控制法則加以簡化成一個新的控制法則,以減少邏輯判斷的次數,且Matlab設計上也較簡單,並可明確的設定出參數的範圍,然後再利用基因演算法則的特性,快速地搜尋出參數範圍中最佳化的參數組合,使我們不用以trial-and-error的方式來搜尋參數組合,縮短我們搜尋參數組合的時間。
In linear motion driving application, the characters of linear motor have better effect than rotate motor. Such as direct driving, high-response speed, and high precision position…etc. Due to the progress of since and technology, the calculation speed of microprocessor and faster switch of power transistor change speed are better technique. In order to make a better, the controller and driving system so that the linear motor can get more efficiency. For the reason, we will have to research for design a better linear motor controller.
The controller that we selected is variable structure method. Some unknown interference usually could happen is due to motion of the motor. Such as change of load, friction…etc. When the sliding mode occurs, the system will be forced to slide along or near the vicinity of the switching surface. The system became robust and resists interference to the disturbances and variations during the task. Chattering is a major drawback in the variable structure control. Therefore, to design the sliding face and parameters of the variable structure system will be affect the converge of the system response.
The novel control rule can be instead of original one in order to reduce the time of logical determine. The ranger of parameters can be chosen correctly with applying matlab design. The genetic algorithm is fast searching mechanism. It can quickly search the optimal parameters in our design. The advantage is to short our searching time, and to give up trial-and error method to search parameter.
誌謝…………………………………………………………………………………….i
中文摘要………………………………………………………………………………ii
Abstract……………………………………………………………………………….iii
目錄…………………………………………………………………………………...iv
圖目錄………………………………………………………………………………...vi
表目錄……………………………………………………………………………….viii
第一章 緒論………………………………………………………………………..…1
1.1 背景………………………………………………………………………….1
1.2 研究動機及重要性………………………………………………………….2
1.3 文獻回顧…………………………………………………………………….3
第二章 線性馬達簡介及數學模型推導………………………………..……………5
2.1 線性馬達歷史……………………………………………………………….5
2.2 線性馬達結構……………………………………………………………….5
2.3 線性馬達分類……………………………………………………………….9
2.4 線性馬達數學模式的建立………………………………………………...11
第三章 傳統可變結構控制法則……………………………………………………15
3.1 可變結構系統的起源……………………………………………………...15
3.2 可變結構控制法則的控制原理…………………………………………...15
3.3 順滑模態原理和迫近條件與順滑條件…………………………………...19
3.4 傳統可變結構控制器的推導與設計……………………………………...22
3.5 傳統可變結構控制的應用及討論….……………………………………..24
第四章 擬似斷續控制法則…………………………………………………………27
4.1 擬似斷續控制法則(Quasi-relay control regime)………………………….27
4.2 擬似斷續控制法則控制器的推導與設計………………………………...27
4.3 穩定性分析………………………………………………………………...30
4.4 模擬結果與討論…………………………………………………………...31
第五章 基因演算法則………………………………………………………………43
5.1 前言………………………………………………………………………...43
5.2 基因演算法則(Genetic Algorithms, GA)………………………………….43
5.3 模擬結果與討論…………………………………………………………...51
第六章 結論…………………………………………………………………………57
參考文獻……………………………………………………………………………..58
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