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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許誠顯
研究生(外文):Cheng-HsienHsu
論文名稱:無轉矩感測器技術於下肢力輔助控制架構之探討
論文名稱(外文):Study on torque sensor-less technique for control of a lower limb power assisting scheme
指導教授:鄭銘揚鄭銘揚引用關係
指導教授(外文):Ming-Yang Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
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:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:轉矩觀測器下肢力輔助裝置無力量感測器技術
外文關鍵詞:Torque ObserverLower Limb Power Assisting DeviceForce sensor-less technology
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目錄
中文摘要............................................................................................ I
英文摘要...........................................................................................II
誌謝 ............................................................................................. III
目錄 .............................................................................................. V
表目錄............................................................................................VII
圖目錄.......................................................................................... VIII
第一章 緒論................................................................................... 1
1-1 前言..................................................................................................... 1
1-2 研究動機.............................................................................................. 1
1-3 文獻回顧.............................................................................................. 2
1-4 論文架構.............................................................................................. 9
第二章 系統動態數學模型..................................................... 10
2-1 簡介................................................................................................... 10
2-2 下肢外骨骼裝置之動態數學模型...................................................... 10
2-3 單軸力輔助之近似模型.................................................................... 12
2-3-1 Lorenz 鑑別法.......................................................................... 14
2-3-2 勞倫茲系統鑑別實作.............................................................. 17
2-3-3 Karnopp 摩擦力模型................................................................ 22
第三章 力輔助控制架構.......................................................... 30
3-1 簡介................................................................................................. 30
3-2 閉迴路轉矩觀測器應用於力輔助架構分析...................................... 30
3-3 干擾量觀測器應用於力輔助架構...................................................... 33
3-3-1 低加速度觀測器...................................................................... 35
3-3-2 干擾量觀測器(利用低加速度觀測器估測加速度)................. 39
3-4 基於變型干擾量補償器應用於助力架構......................................... 41
3-5 變型干擾量觀測器............................................................................ 44
3-6 模擬結果.......................................................................................... 46
3-6-1 助力倍數和助力之間之關係: .................................................. 47
3-6-2 當負載轉矩為定值的情況下模擬結果................................... 47
3-6-3 當負載轉矩為時變的情況下之模擬結果............................... 53
3-6-4 加入外在干擾之模擬結果....................................................... 58
3-7 力量感測器、機構和金屬下肢三者之關係..................................... 63
第四章 實驗設備介紹以及實驗結果................................... 66
4-1 簡介................................................................................................... 66
4-2 系統架構.......................................................................................... 66
4-2-1 軟硬體設備............................................................................... 67
4-3 膝關節與髖關節估力和助力結果..................................................... 71
4-3-1 實驗一:估測負載轉矩實驗結果.............................................. 72
4-3-2 實驗二:力量感測器所量測接觸力與負載轉矩關係之驗證.... 75
4-3-3 實驗三:應用變型干擾量觀測器於力輔助架構之助力結果.... 80
第五章 結論與建議................................................................. 103
5-1 結論............................................................................................... 103
5-2 未來研究建議................................................................................... 103
參考文獻..................................................................................... 104
附錄 ........................................................................................... 111
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