(3.236.122.9) 您好!臺灣時間:2021/05/09 06:31
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

: 
twitterline
研究生:李佳雄
研究生(外文):Jia-Syong Li
論文名稱:電子式氣壓隔振平台之研究
論文名稱(外文):Research on an Electro-pneumatic Vibration Isolation Stage
指導教授:吳尚德
指導教授(外文):Shang-Teh Wu
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:LVDT比例方向控制閥黏滯機械水平閥
外文關鍵詞:proportional pneumatic valvesmechanical leveling valvesLVDTstiction
相關次數:
  • 被引用被引用:1
  • 點閱點閱:198
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:48
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究將利用線性差動變壓器 ( LVDT ) 搭配比例方向控制閥來取代機械水平閥,除了可改善機械水平閥頂針磨耗問題外,回授機制可以開發出一套精度與性能更高的電子式氣壓隔振平台。
控制部份以一個8位元單晶片做為控制核心,建立一個閉迴路控制系統。首先,以PI控制器對系統進行測試,根據實測結果分析發現,氣壓隔振系統具有延遲與黏滯現象。雖PI控制器可使系統穩態誤差最小為0mm,但若受一較大外力干擾時,因無阻尼項的抑制作用,暫態響應較久,因此控制器需做進一步改良設計。
接下來以PID控制方法進行測試,根據實測結果發現,一般型PID控制反而使黏滯現象更為嚴重,於是重新分析D控制對氣壓系統的影響。將控制器改為正回授D控制之PID控制進行實測,則黏滯現象可以被改善,但受外力干擾時仍顯得強健性不足。最後以融合前兩控制器之優點,設計正負回授D控制之PID控制進行實測,在定位速度上有不錯的效果,控制穩態誤差仍可維持在 ±0.01mm內。
In this thesis a linear variable differential transformer (LVDT) and a proportional pneumatic valve are used to replace the mechanical leveling valve in a vibration isolation table. Besides alleviating the problem of abrasion in a mechanical leveling valve, the electro-pneumatic isolation stage may also yield higher positioning precision.
An 8-bit microcontroller is employed to implement the control algorithm. We first test a PI controller on the system. Significant stiction effect is found in the electro-pneumatic isolation system. While the PI controller is able to minimize the steady-state error, it takes a relatively long time for the system to settle down. We therefore improve the performance using a PID controller. It is found, however, that adding a negative derivative (D) feedback makes stiction worse. The situation is improved if positive D feedback is used instead. Finally we combine positive and negative D feedback in the PID controller and switch the sign of the derivative gain according to the magnitude of velocity. It turns out that much faster transient response can be achieved while the steady-state errors are maintained within mm.
目錄 頁次
中文摘要…………………………………………………………………………i
英文摘要…………………………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………………………………vi
圖目錄……………………………………………………………………………vii
一、序論…………………………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的………………………………………………………… 1
1.2 研究內容與方法………………………………………………………… 2
1.3 文獻回顧………………………………………………………………… 3
1.4 論文大綱………………………………………………………………… 4
二、系統架構與實驗平台………………………………………………………5
2.1 研究系統架構…………………………………………………………… 5
2.2 電控式避震器的設計…………………………………………………… 8
2.3 各硬體介紹……………………………………………………………… 9
2.3.1 控制器電路板……………………………………………………………9
2.3.2 比例方向控制閥…………………………………………………………10
2.3.3 氣壓避震器………………………………………………………………12
2.3.4 LVDT…………………………………………………………………… 14
2.3.5 RS-232串列傳輸1對4轉接介面板及人機介面……………………… 16
三、閉迴路系統控制架構以及控制器實測……………………………………19
3.1 閉迴路控制系統架構…………………………………………………… 19
3.2 PI控制…………………………………………………………………… 22
四、PID控制器設計改良與比較……………………………………………… 32
4.1 PID控制……………………………………………………………………32
4.2 正回授D控制之PID控制………………………………………………… 35
4.3 正負回授D控制之PID控制……………………………………………… 42
4.4 PI控制、正回授與正負回授D控制之PID控制的位置與速度響應比較 46
4.5 機械水平閥、PI控制、正回授D控制與正負回授D控制之PID控制,定位誤差與時間比較 ……………………………………………………………………… 49
五、結論與未來展望……………………………………………………………50
5.1 結論 ……………………………………………………………………… 50
5.2 未來展望………………………………………………………………… 51
參考文獻 ……………………………………………………………………… 52
附錄1 AD598使用說明…………………………………………………………53
附錄2 機械式氣壓水平控制閥詳細規格表………………………………… 55
自傳………………………………………………………………………………56
[1]Ramon Pallas-Areny , 2001, Sensors and Signal Conditioning, John G / Wiley , Second Edition.
[2]羅仕炫,林獻堂,2003,感測器原理與應用(含實驗),新文京開發,初版。
[3]Miller,L.R.,1988,Tuning passive,Semi-Active,and Fully Active Suspension System,Proceeding of the 27th Conference on Decision and Control Austin,Texas。
[4]Stefano Vidoli,2001,Vibration control in plates by uniformly distributed PZT actuators interconnected via electric networks,Francesco dell’Isola。
[5]謝文軒,2005,主動式隔振平台之控制器設計,國立台灣科技大學,碩士論文。
[6]白凱仁,2005,伺服氣壓控制系統設計及精密定位之研究,國立成功大學,博士論文。
[7]Ernest O. Doebelin, 2003, Measurement Systems :Application and Design, McGraw-Hill, 5th edition.
[8]張志源,2008,LVDT致動器性能評估與控制器改良,國立雲林科技大學,碩士論文。
[9]施慶隆,李文猶,2002,機電整合控制-多軸運動設計與應用,全華科技圖書,初版。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔