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研究生:張一中
研究生(外文):Chang-I Chung
論文名稱:具雜訊濾除之六軸平台控制系統之設計
論文名稱(外文):The Control System Design of Stewart Platform with Noise Filter
指導教授:俞克維俞克維引用關係
指導教授(外文):Ker-Wei Yu
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄海洋科技大學
系所名稱:輪機工程研究所
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:2010
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:45
中文關鍵詞:史都華雜訊濾波
外文關鍵詞:StewartNoise Filter
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在本論文中,吾人提出一個具雜訊濾除之六軸平台控制系統運用於模擬船舶航行姿態,重現船舶在海上航行的姿態之目的是為了讓航海人員身體提前適應船舶的運動。在本研究中設計一個具雜訊濾除之六軸平台控制系統促使系統能更準確地達到設定的目標。在本研究中,雜訊的主要來源是平台在運作時所產生的振動,此振動會影響到感測器之測量而產生雜訊,為了使平台的模擬能更準確地展現船舶在海上航行的姿態,本研究在感測器的輸出端增加濾波器促使平台的姿態更接近原始的船舶運動,成為本研究之主軸。
本論文中利用船舶在海上實際運動所測得之訊號作為測試的依據。由數值模擬與實際六軸平台的實驗結果,證實本研究所提出之控制方法可以有效的重現船舶在海上運動時的實際動態,並提供後續研究的依據。
In this study, the Stewart platform control system with noise filters is investigated. Represents ship motion via Stewart platform, the main purpose of this research, is utilize to be a training tools for the new seafarers. The noise, induced by platform vibrations and uncertainness, cause the output performance unacceptable and damage the platform structure. Consequently, The Stewart platform command signal is achieved precisely by using proposed controller with noise filters.
As the results, the testing data that obtained by sea trial and the platform output are almost identical. We are firmly believe, the real situation can represent by using the proposed control system
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅸ
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2論文結構 3
第二章 史都華平台 4
2.1史都華平台實驗設備系統介紹 4
2.2逆運動學分析 10
2.3控制器之架構 16
第三章 濾波器 19
3.1訊號的種類 21
3.2濾波器設計介紹 23
第四章 模擬結果 33
第五章 結論與未來展望 42
參考文獻 43
圖目錄
圖1.1船體六種自由度 2
圖2.1基本的控制架構 4
圖2.2工業電腦 5
圖2.3油壓伺服系統 5
圖2.4伺服閥構造 6
圖2.5史都華六軸平台 7
圖2.6陀螺儀 8
圖2.7平台座標定義示意圖 10
圖2.8上下平台接點配置示意圖 11
圖2.9接點配置點 12
圖2.10平台座標系 14
圖2.11控制訊號流程圖 15
圖2.12單軸控制器設計 18
圖3.1輸入命令 19
圖3.2輸入命令與陀螺儀測量平台實際移動角度之比較 19
圖3.3類比訊號 21
圖3.4數位訊號 22
圖3.5雜訊訊號 22
圖3.6數位濾波器的特性 23
圖3.7理想濾波電路的振幅頻率響應 23
圖3.8 Transfer Function 24
圖3.9 Transfer Function之分子與分母設定 24
圖3.10預設步階訊號 25
圖3.11Transfer Function之Bode圖 25
圖3.12角度命令與角度命令經過濾波器之比較 26
圖3.13角度命令與適當比例之比較 26
圖3.14陀螺儀測量平台實際移動角度經過濾波器 27
圖3.15輸出值的新座標與輸入命令互相比較 28
圖3.16增加濾波器控制器 29
圖3.17輸入命令 30
圖3.18輸入命令與陀螺儀測量平台實際移動角度之比較 30
圖3.19輸入與輸出經過濾波器 31
圖3.20輸出值新座標與輸入命令比較 31
圖4.1平台的輸入命令 33
圖4.2平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺未增加濾波器) 34
圖4.3平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺增加濾波器) 35
圖4.4平台的輸入命令 36
圖4.5平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺未增加濾波器). 37
圖4.6平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺增加濾波器) 37
圖4.7平台的輸入命令 39
圖4.8平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺未增加濾波器). 40
圖4.9平台的輸入值與輸出值之比較(電阻尺增加濾波器). 40

表目錄
表2.1轉換器規格表 6
表2.2陀螺儀的規格表 8
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