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研究生:鄭榆勳
研究生(外文):CHENG, YU-HSUN
論文名稱:可程式微控制系統晶片為基礎之旋轉雞蛋繪圖控制器設計
論文名稱(外文):Control for Rotating Egg Drawing Controller Design Base on Programmable SoC Microcontroller
指導教授:陳茂林陳茂林引用關係
指導教授(外文):CHEN, MAO-LIN
口試委員:卜文正陳德煒張簡士焜金原傑陳茂林
口試委員(外文):PU, WEN-CHENGCHEN, DER-WEICHANGCHIEN, SHIH-KUENJIN, YUAN-JIECHEN, MAO-LIN
口試日期:2017-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:建國科技大學
系所名稱:自動化工程系暨機電光系統研究所
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:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:42
中文關鍵詞:嵌入式PSoC系統旋轉3D雞蛋繪圖迭代學習PID控制雞蛋繪圖機期望軌跡
外文關鍵詞:Embedded PSoC SystemRotating 3D Egg DrawingIterative Learning PID ControlEgg PlotterExpectation Trajectory
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本系統設計目的是發展一套低價格、實用性高之嵌入式PSoC系統設計,做為定位旋轉3D雞蛋繪圖控制機構產品。系統利用PSoC單晶片做為旋轉3D雞蛋繪圖之核心,其中控制器的控制理論採用迭代學習控制,利用算法簡單、易實現等優點,及應用學習算法的收斂性分析來設計所需的嵌入式PSoC控制器。如此經過連續不斷的迭代和學習,便能將存在各種干擾時有強健性反覆運算學習控制系統的跟蹤性能。經實驗驗證其反覆運算軌跡能收斂到期望軌跡的領域內,而當這些干擾消除時,反覆運算軌跡會收斂到期望軌跡,可達到雞蛋旋轉繪圖時的穩定,對於未來的擴大應用雞蛋繪圖機的自動化設計有相當幫助。

關鍵字:嵌入式PSoC系統、旋轉3D雞蛋繪圖、迭代學習PID控制、雞蛋繪圖機、期望軌跡

The system is designed to develop a low price, high practical embedded PSoC system design, as the positioning of rotating 3D egg drawing control system products. PSoC single chip is used as the core of rotating 3D egg drawing. The control theory of the controller adopts iterative learning control, and uses the advantages of simple algorithm, easy realization and so on, and the convergence analysis of the application learning algorithm to design the required embedded PSoC Controller. So through continuous iterations and learning, will be able to have a variety of interference when there is a robust repetitive computing learning control system tracking performance. Experiments show that the iterative trajectory can converge to the field of the desired trajectory, and when these disturbances are eliminated, the iterative trajectory will converge to the desired trajectory, and the stability of the egg rotation drawing can be achieved. For the future expansion of the egg plotter automated design is quite helpful.

Keywords: Embedded PSoC System, Rotating 3D Egg Drawing, Iterative Learning PID Control, Egg Plotter, Expectation Trajectory.

摘要I
AbstractII
誌謝III
目錄IV
圖目錄VII
表目錄VIII
第一章緒論1
1.1前言1
1.2研究動機與目的1
1.3論文結構2
笫二章機器迭代學習控制3
2.1迭代學習控制的數學基礎3
2.1.1矩陣的跡及初等性質3
2.1.2向量範數和矩陣范數4
2.1.2.1向量范數4
2.1.2.2矩陣范數4
2.2反覆運算學習控制方法介紹6
2.2.1迭代學習控制基本理論6
2.2.2基本的迭代學習控制算法7
2.2.3選代學習控制主要分析方法8
2.2.3.1基本的收斂性分析方法8
2.2.3.2基於2-D理論的分析方法9
2.2.3.3基於Lyapunov直接法的設計方法9
2.2.4 迭代學習控制的關鍵技術9
2.2.4.1 學習算法的穩定性和收斂性9
2.4.4.2 初始值問題10
2.2.4.3 學習速度問題10
2.2.4.4 強健性問題11
2.3軌跡跟蹤反覆運算學習控制模擬實例11
2.3.1控制器設計11
2.4線性時變連續系統選代學習控制12
2.4.1 系統描述12
2.4.2控制器設計及收斂性分析12
第三章旋轉3D雞蛋繪圖機控制設計16
3.1旋轉3D雞蛋繪圖機組裝流程16
3.2可程式微控制系統晶片22
3.2.1系統架構22
3.2.2 PSoC 功能描述22
3.2.2.1 PSOC內核22
3.2.2.1.1 CPU 內核(M8C)23
3.2.2.1.2 SROM(Supervisory ROM)24
3.2.2.1.3 SRAM27
3.2.2.1.4中斷控制器28
3.2.2.1.5 通用輸入輸出30
3.2.2.1.6 模擬輸出驅動32
3.2.3 PC圖控設計方法33
3.2.3.1 PSoC晶片應用設計33
第四章實驗驗證36
第五章結論與未來展望39
5.1結論39
5.2未來展望39
參考文獻40

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[3]https://github.com/Makeblock-official/mDrawBot
[4]https://github.com/Cration/mDrawBot-resources/raw/master/mDrawBot-documents/mDrawBot%20%E4%BD%BF%E7%94%A8%E6%8C%87%E5%8D %97-V1.0-0505.pdf
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