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研究生:周晏聲
研究生(外文):Yen-Sheng Chou
論文名稱:切換式電磁線圈與動圈式換能器之無感測器定位控制
論文名稱(外文):Sensorless Control Scheme to the Position Control of the Switching Solenoid and the MovingCoil ElectroMechanical transducer
指導教授:任志強任志強引用關係
指導教授(外文):Jyh-Chyang Renn
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:機械工程系碩士班
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:無感測器控制理論直線運動型電機機械位移感測器.
外文關鍵詞:sensorless control theoryLVDT.
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本論文主要是探討無感測器控制理論(sensorless control theory)分別應用在切換式電磁線圈(switching solenoid)及動圈式電-機械換能器(moving-coil electro-mechancial transducer)之定位控制研究。

參考過去的文獻,可看出無感測器控制的應用均是以各式旋轉運動多相馬達之轉速控制為主,相當少有觸及諸如電磁線圈等直線運動型電機機械之定位控制,然而直線運動型電機機械除了在液、氣壓方面之外,於其他產業之應用亦愈趨多見,而這正是本論文擬進一步探討利用無感測器理論所推估之位移值可否真正應用於回授控制上的原因。

所謂無感測器控制,以電磁線圈為例,即是線圈的輸出位移不用感測器去擷取,而是透過線圈電感量的計算及激磁電流的量測,間接估算出位移值以供反饋訊號使用。這樣的嘗試若可行,則不但可節省一般頗為昂貴的位移感測器,而且整個閥類結構將大幅降低複雜度,以致成本可望降低。如此一來直線運動型電機機械之應用範圍將更為廣泛,而這正是本研究案主要的研究目標。
The purpose of this thesis is to apply the sensorless control scheme to the position control of the switching solenoid and the moving –coil electro-mechanical transducer.

The application of sensorless control scheme can be found in many previous papers. The field of application, however, is limited to multi-phase electric motors. For the switching solenoid and the moving-coil transducer, there are only rare paper discussing the application of sensorless control.
中文摘要 i

英文摘要 ii

誌 謝 iii

目 錄 iv

表 目 錄 vi

圖 目 錄 vii

第一章、緒論 1

1.1 研究動機 1

1.2 文獻回顧 4

1.3 實驗目標 5

1.4 本文章節說明 5

第二章、實驗設備 7

2.1 靜態測試實驗台 7

2.2 動態測試實驗台 8

2.3 LabView圖控程式軟體簡介 11

第三章、切換式電磁線圈與動圈式換能器特性分析 12

3.1 切換式電磁線圈簡介 12

3.2 切換式電磁線圈特性分析 13

3.2.1 靜態特性分析 13

3.2.2 動態特性分析 14

3.3 動圈式換能器簡介 16

3.3.1 音圈型線型直流電動機(動圈式換能器)基本分類【14,27】 16

3.3.2 VCM的各種特性【14,27】 18

3.4 動圈式換能器特性分析 19

3.4.1 靜態特性分析【14,27】 19

3.4.2 動態特性分析【27】 22

第四章、無感測器控制理論 25

4.1 應用虛擬力量之位置估測法於切換式電磁線圈 25

4.1.1 無感測器理論介紹 25

4.1.2 切換式電磁線圈力量特性曲線 26

4.1.3 虛擬力量之建表與Curve-Fitting 27

4.2 應用激磁電流斜率變化之位置估測法於切換式電磁線圈 31

4.2.1 無感測器理論介紹 31

4.2.2 切換式線圈激磁電流斜率變化特性曲線 32

4.2.3 激磁電流斜率之建表與Curve-Fitting 34

4.3 應用激磁電流斜率變化之估測法於動圈式換能器 38

4.3.1 動圈式換能器激磁電流斜率變化特性曲線 38

第五章、位置估測與定位實驗結果 41

5.1 利用虛擬力量無感測器理論作切換式電磁線圈位置估測 41

5.2 利用虛擬電感倒數之無感測器理論作切換式電磁線圈位置估測 46

5.3 利用虛擬電感倒數之無感測器理論作切換式電磁線圈定位控制 52

5.3.1 利用激磁電流斜率變化直接作位置估算 52

5.3.2 兩段式步階響應 55

5.3.3 利用激磁電流斜率變化得到之穩態估測位置作回授定位控制 56

第六章、結論與未來展望 61

6.1 結論 61

6.2 未來展望 61

參考文獻 63

自傳 65
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