臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要探討一般市面上銷售之污水泵浦，為滿足系統操作之最大需求，泵浦與驅動馬達之容量均以系統最大輸出需求，配合最佳運轉效率狀態來設計，但是，當顧客購買使用一段時間後，因系統輸出流量需求減少時，定速運轉之泵浦只能依輸出需求重新購買新品或以機械式調整輸出閥門來改變泵浦輸出流量。若重新購買新品，將造成設備的浪費，調整輸出閥門，則會因為摩擦揚程增加，導致操作點改變，造成泵浦的運轉效率降低。
故本論文以模糊控制器，設計一流量控制系統，配合變頻器的驅動，模擬污水泵浦依需求控制輸出之流量變化，經模擬結果，輸出與原設定的目標值誤差均維持在0.45~1.5 %之間，平均誤差為1.06 %，對於污水泵浦這類控制精準度要求不高之設備，為可接受之誤差量。因此，當系統流量需求改變時，可利用此模糊控制器之流量控制系統，因應不同需求隨時調整輸出流量，不需重新購買新品或調整輸出閥門來改變泵浦輸出流量，不僅解決了問題，且提高使用效率，節省電力消耗，達到節能省碳的目的。

In the thesis, it confers into sewage pump in the market. In order to satisfy maximum demand of the system operation, the capacity of pump and driving motor are designed based on maximum output demand with the best operation efficiency. However, after using a span, the demand of output flow is decreased. The fixed-speed running pump just can change the output flow by purchasing a new one or adjusting the mechanical output valve .Purchasing a new one will cause the equipment waste. Adjusting the output valve will increase the friction head and change the operation point, which cause the pump’s operation efficiency lower.
This thesis describes that basing on a fuzzy controller and designing a flow control system with the driving of frequency converter to simulate that a sewage pump control the output flow change according to demand. The simulation result shows the inaccuracy between the output and the original setting target figure is 0.45 ~ 1.5 %. The average inaccuracy is 1.06%. For the equipment which requests the control accuracy not high such as sewage pump, the inaccuracy rate is acceptable. Therefore, as the system flow demand changes, the fuzzy controller’s flow control system can be used to fit different demand timely. People don’t need to purchase a new one or adjust the output valve to change the pump’s flow. It doesn’t solve the problem but also raise working efficiency, decrease electric power consumption, and reach a goal of energy saving.

目錄
摘要………………………………………………………… i
Abstract…………………………………………………… ii
誌謝………………………………………………………… iv
目錄………………………………………………………… v
表目錄……………………………………………………… vii
圖目錄………………………………………………………viii
第一章 緒論 …………………………………………… 1
1.1 研究動機及目的 ……………………………… 1
1.2 研究方法 ……………………………………… 2
1.3 文獻回顧 ……………………………………… 3
1.4 論文架構 ……………………………………… 5
第二章 泵浦 …………………………………………… 6
2.1 泵浦基本理論 ………………………………… 6
2.1.1 流量(capacity) ……………………………… 6
2.1.2 揚程(head) …………………………………… 6
2.1.3 功率(power)及效率(efficiency)…………… 8
2.2 離心式泵浦 …………………………………… 10
2.2.1 離心式泵浦基本構造 ………………………… 10
2.2.2 離心式泵浦的分類 …………………………… 10
2.3 泵浦特性曲線 ………………………………… 14
2.4 離心式泵浦的運轉 …………………………… 17
2.4.1 單獨運轉 ……………………………………… 17
2.4.2 聯合運轉 ……………………………………… 18
2.5 泵浦之相似定律 ……………………………… 22
2.5.1 流量相似定律 ………………………………… 24
2.5.2 總揚程相似定律 ……………………………… 25
2.5.3 軸動力相似定律 ……………………………… 26
2.6 泵浦之流量控制 ……………………………… 27
第三章 感應電動機 …………………………………… 28
3.1 感應電動機基本理論 ………………………… 28
3.1.1 工作原理 ……………………………………… 28
3.1.2 旋轉磁場 ……………………………………… 31
3.2 感應電動機的等效電路 ……………………… 35
3.3 感應電動機的速率控制 ……………………… 42
3.3.1 改變端電壓控制 ……………………………… 42
3.3.2 改變頻率控制 ………………………………… 44
3.4 鼠籠式感應電動機 …………………………… 57
3.4.1 鼠籠式感應電動機的特性 …………………… 57
3.4.2 鼠籠式感應電動機的分類 …………………… 59
第四章 系統模型與控制器設計 ……………………… 64
4.1 系統模型 ……………………………………… 64
4.2 模糊理論 ……………………………………… 68
4.3 模糊控制原理 ………………………………… 69
4.4 輸入及輸出參數設計 ………………………… 71
4.5 歸屬函數(membership function)設計……… 72
4.6 模糊化(Fuzzification) …………………… 76
4.7 知識庫(Fuzzy knowledge base) …………… 78
4.7.1 資料庫(Data base)設計 …………………… 78
4.7.2 控制規則庫(Rule base)設計………………… 81
4.8 模糊推論引擎(Fuzzy Inference engine) … 86
4.9 解模糊化(Defuzzification)………………… 87
4.10 控制器模擬 …………………………………… 88
第五章 模擬結果與分析 ……………………………… 90
第六章 結論與未來展望 ……………………………… 97
6.1 結論 …………………………………………… 97
6.2 未來展望 ……………………………………… 97
參考文獻 ………………………………………………… 98
Extended Abstract ……………………………………… 101
簡歷(CV) ………………………………………………… 106

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