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研究生:趙尉世
研究生(外文):Wei-Shih Chao
論文名稱:撓性桿固定於移載平台上之動力模式與控制策略分析
論文名稱(外文):Dynamics and Control for a Bernoulli-Euler Beam Fixed on a Moving Cart
指導教授:林仲廉林仲廉引用關係
指導教授(外文):J Lin
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:機械工程研究所
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:壓電陶瓷PD控制模糊控制尤拉式桿系統模式
外文關鍵詞:Piezoelectric materialPD controlFuzzy controlBernoulli-Euler beam
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本研究探討移載平台上彈性樑受到外力作用下,有效地抑制彈性樑的振動,因此利用尤拉式桿系統模式(Bernoulli-Euler beam)來分析移载平台上的動力系統與控制法則,本研究在移載平台在線性運動系統上,研究出一種創新抑制振動的控制方法,來實現高性能自適應壓電陶瓷減振器。該控制器有兩個單獨的反饋迴路之追蹤定位控制和抑制振動控制,而抑制振動控制器不受到移載平台的追蹤定位控制的影響。由於適應能力的模糊推理系統,其應用自適應性控制和學習功能是立竿見影,然而配合適應性網路模糊推論系統(ANFIS),優化模糊IF-THEN規則庫和歸屬函數得出一個更有效率的模糊控制,模擬和實驗驗證了PD和模糊控制器有效的控制撓性桿之動力模式。因此,提出控制方法驗證使用壓電陶瓷感測器與致動器是可以在結構上抑制振動的。
This thesis deals with active damping control problems of elastic beam fixed on a moving cart. Therefore, the motion and control of Bernoulli-Euler beam fixed on a moving cart will be analysis in this study. The moving cart is mounted on the linear motion stage system. This research develops an innovative approach for achieving a high performance adaptive piezoelectric absorber. The controller has two separate feedback loops for positioning and damping, and the damping controller is independent of liner motion stage positioning control. Due to the adaptive capability of fuzzy inference systems, its applications to adaptive control and learning control are immediate. For this purpose, the adaptive network-based fuzzy inference system has been used to optimize the fuzzy IF-THEN rules and the membership functions to derive a more efficient fuzzy control. Simulation and experimental validation of the ball-screw mechanism demonstrate the effectiveness of the PD and fuzzy controller. Consequently, the propose control methodologies demonstrate the structural vibration reduction using collocated piezoelectric actuator/sensor pairs.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
符號說明 xi
第一章 緒論 1
1.1. 研究背景與動機 1
1.2. 文獻探討 2
1.3. 論文架構 3
第二章 動力系統模型 5
2.1. 移載平台動力系統 5
2.1.1. 漢米爾頓定理(Hamilton’s principle) 6
2.1.2. 尤拉式桿系統模式(Bernoulli-Euler beam) 7
2.2. 移載平台動態方程式 8
2.2.1. 拉格朗日方程式定理(Lagrange’s equation) 8
2.2.2. 移載平台動態方程式 8
第三章 基本控制理論 11
3.1. 比例微分(Proportional-Derivative)控制理論 11
3.2. 模糊控制理論 12
3.2.1. 模糊化 13
3.2.2. 模糊規則庫 14
3.2.3. 決策邏輯 14
3.2.4. 模糊推論模式與解模糊化 14
3.3. 適應性網路模糊推論系統 18
第四章 實驗架構與控制器設計 20
4.1. 實驗架構 20
4.1.1. 移載平台 21
4.1.2. 控制卡 23
4.1.3. 功率放大器 25
4.1.4. 壓電陶瓷感測器與壓電陶瓷致動器 26
4.2. 控制器設計 29
4.2.1. PD控制器 29
4.2.2. 模糊控制器 30
4.3. 雜訊濾波器之設計 35
第五章 實驗結果與討論 38
5.1. 正弦波即時控制 38
5.1.1. 實驗結果 38
5.1.2. 實驗討論 51
5.2. 變動振幅之正弦波即時控制 53
5.2.1. 實驗結果 53
5.2.2. 實驗討論 66
第六章 結論與未來研究方向 68
6.1. 結論 68
6.2. 未來研究方向 69
參考文獻 70
附錄 74
簡歷 80
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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