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研究生:黃彥璋
研究生(外文):Yen-Chang Hwang
論文名稱:具負載之新型六連桿式衝床系統研究
論文名稱(外文):On a Novel Press System of Six-Link Mechanisms with External Loads
指導教授:謝文祥謝文祥引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:自動化工程研究所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:衝床主從控制遞迴學習控制
外文關鍵詞:PressMaster-slave controlIterative learning control
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本研究之目的在於提出具負載之新型六連桿式衝床的運動控制方法,並以液壓伺服系統模擬實際加工負載,使其衝床性能與實際狀況相符合。首先,探討新型六連桿式衝床系統的構造與運動特性。接著,推導液壓伺服系統的數學模式,以便設計負載系統的位置控制器、力量控制器、及主從控制器。然後,以深引伸加工為例子,進行負載設計。並且,使用最佳化方法設計變轉速輸入曲線,以改善輸出之加工特性。更進一步,利用系統識別實驗求得衝床系統的數學模型,以進行運動控制器之設計。最後,以實例進行控制器設計與模擬,由模擬結果顯示,輸出與期望輸出極為吻合,因此,所提之運動控制方法為可行。而本研究更進一步進行遞迴學習控制,以降低系統的週期性誤差,使輸出精度更進一步提昇。

The purpose of this work is to propose an approach for the motion control of a novel press with six-link mechanisms considering its machining loads. In the system, a hydraulic servo system is used to simulate the forming loads, hence the performance of the system can be consistent with actual conditions. First, the structure and motion characteristics of the system are investigated. Then, the mathematical model of hydraulic servo system is derived for the designs of position controller, force controller, and master-slave controller of the loading system. Also, the trajectories of the variable speed input for improving the output motion characteristics of the system are obtained by using the optimization method. Furthermore, the transfer function of the system is found by conducting a system identification experiment, and the motion controller design can then be performed. Finally, design examples are given for illustrating the processes of design and analysis. The results of simulation show that the output agrees well with the required output. Consequently, the proposed motion control approach is feasible. In addition, when an iterative learning control is added in the system, the cyclic error can be reduced, and the accuracy of the system can be further increased.

摘要...i
Abstract...ii
致謝...iii
目錄...iv
圖目錄...viii
符號說明...xi
第一章 前言...1
1.1 研究動機...1
1.2 文獻回顧...2
1.3 研究目的...4
1.4 論文架構...5
第二章 基本原理...7
2.1 歐丹聯軸器...7
2.2 通用歐丹聯軸器等效機構...8
2.3 新型六連桿式衝床...10
2.4 貝茲曲線...11
2.5 衝床系統架構...13
第三章 液壓伺服系統...17
3.1 負載系統架構...17
3.2 負載系統之數學模式...18
3.2.1 液壓缸位置之轉移函數...20
3.2.2 液壓缸力量之轉移函數...22
3.3 深引伸加工...23
第四章 控制方法...26
4.1 控制架構...26
4.2 PID控制...27
4.2.1 速度控制...28
4.2.2 位置控制...30
4.2.3 改良型PID控制...31
4.2.4 改良型PID參數調整...33
4.3 遞迴學習控制...36
4.3.1 遞迴學習控制法則...37
4.3.2 狀態觀察器與狀態迴授器之合成...38
4.4 主從控制...41
第五章 最佳化設計...42
5.1 設計變數...42
5.2 目標函數...43
5.3 限制條件...44
5.4 程式規劃...44
第六章 實例設計與模擬...46
6.1 系統識別實驗...46
6.2 控制器設計...53
6.2.1 衝床系統之速度控制器...54
6.2.2 衝床系統之位置控制器...55
6.2.3 衝床系統之遞迴學習控制器...55
6.2.4 負載系統之位置控制器...57
6.2.5 負載系統之力量控制器...60
6.3 實例與模擬...61
6.3.1 實例1-深引伸加工負載...61
6.3.2 實例2-變轉速函數設計...62
6.3.3 模擬1-無加工負載...67
6.3.4 模擬2-具加工負載...68
6.3.5 模擬3-加入遞迴學習控制...71
第七章 結論與建議...75
參考文獻...77
Extended Abstract...82
簡歷...86

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