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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃啟晉
研究生(外文):Chi-Jin Huang
論文名稱:伺服系統之全頻帶振動抑制研究
論文名稱(外文):Vibration suppression and anti-resonance of servo system
指導教授:陳金聖陳金聖引用關係
口試委員:高志暐蕭俊祥林志哲
口試日期:2014-01-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:自動化科技研究所
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:振動模態振動抑制IMP運動控制卡撓性伺服平台
外文關鍵詞:Vibration modeanti-resonance and vibration suppressionintelligent motion platformflexible servo platform
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機械運動系統普遍存在振動模態,而振動對伺服系統之性能影響甚鉅,因此,國外的伺服系統大廠,如:Fanuc、Yaskawa、Siemens與Mitsubishi 等,於其驅動器中的控制器均提供一系列調機流程以及各種應對措施,不僅提高系統工作性能,並對於各頻帶振動頻率之振動源提供相對應解決方案。本論文提出一全頻帶振動解決方案,首先,研究各伺服系統大廠之調機流程,透過模擬驗證其效益,最後將其實現於實際撓性伺服平台上。本論文釐清各頻帶振動因素,提出相對應的振動抑制手法,所提出之流程能提供全頻帶且系統化的振動抑制,有別於以往僅針對某一頻帶之共振頻率,利用帶拒濾波器抑制系統共振頻率,提高伺服系統之性能。最後,本文所開發之振動抑制方法將使用工研院的IMP-2運動控制卡與自行設計之撓性伺服平台進行驗證。

The vibration or resonances are always implied in the motion mechanism. Unfortunately, that will seriously degrade the performance of servo system. Therefore, the well-known and creative servo system provider, such as Fanuc, Yaskawa, Siemens and Mitsubishi, used different strategies to suppress vibration or resonances yielded from different frequencies. This thesis will provide a total solution to suppress vibration or resonances yielded from different frequencies. Firstly, the advantages and disadvantages of the above mentioned strategies will be analyzed. Furthermore, we will develop the improved methods to overcome the drawbacks. The total solution to suppress the full-band vibration or resonances, not only applied the notch filter to filter out the specified resonances, is finally proposed. And, the above algorithms will be implemented in ITRI’s IMP-2 platform to control a flexible servo mechanism and the experimental results are verified performance assessment.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2文獻回顧 1
1.3研究方法 3
1.4論文架構 4
第二章 系統架構簡介 5
2.1 撓性伺服系統 5
2.1.1 撓性負載機構 5
2.1.2硬體設備 8
2.2 撓性伺服系統之動態模型 13
2.3伺服系統調機流程 19
第三章 振動控制方法之研究 20
3.1 速度迴路振動 21
3.1.1 系統振動頻率之鑑別 21
3.1.2 速度帶拒濾波器 23
3.1.3 帶拒濾波器實際設計方法 28
3.2 撓性伺服系統模型簡化 32
3.3 加速度回授控制 33
3.4干擾估測器補償 39
3.5 位置迴路振動 43
第四章 模擬與實驗分析 47
4.1 速度帶拒濾波器 47
4.1.1 速度帶拒濾波器模擬 47
4.1.2 速度帶拒濾波器實驗 53
4.2 加速度回授控制 56
4.2.1 加速度回授控制模擬 56
4.2.2 加速度回授控制實驗 58
4.3 干擾估測器補償 62
4.3.1 干擾估測器補償模擬 62
4.3.2 干擾估測器補償實驗 66
4.4 位置前置濾波器 71
4.4.1 位置前置濾波器模擬 71
4.4.2 位置前置濾波器實驗 73
第五章 結論與未來展望 77
5.1 結論 77
5.2 未來展望 77
參考文獻 78
附錄 80
附件(一) 伺服馬達規格 80


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