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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:莊博麟
研究生(外文):CHUANG, PO-LIN
論文名稱:基植於量子通訊之多馬達驅動系統
論文名稱(外文):Multiple Motors Drive Control System Based on Quantum Communication
指導教授:卜文正
指導教授(外文):PU, WEN-CHENG
口試委員:卜文正羅永昌盧建余
口試委員(外文):PU, WEN-CHENGLUO, YUNG-CHANGLU, CHIEN-YU
口試日期:2023-07-13
學位類別:碩士
校院名稱:國立勤益科技大學
系所名稱:電機工程系
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:2023
畢業學年度:111
語文別:中文
論文頁數:122
中文關鍵詞:AdalinePK調變技術PKM機械手臂多馬達系統人機介面
外文關鍵詞:AdalinePu’s Count ModulationPKMManipulatorMultiple Motors SystemHuman Machine Interface
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機械手臂(Manipulator)是模仿人的手臂所設計出來的,其關節(Joint)是由馬達所組成的,一個機械手臂則會由多個馬達所組成,傳統採用集中控制,設計之控制板無法再增加馬達的數量,控制的自由度及功能受限於既成的驅動控制系統。因此本論文提出以PK通訊架構一套具自動化循跡控制的機械手臂,僅利用電力訊框(Power Frame)和物件導向設備概念(Object Oriented Device, OOD)建構多馬達的驅動網路,其具備馬達串聯功能,可以無限擴增驅動的馬達數量。其中,將控制器(Controller)、驅動器(Driver)、通訊介面(Communication Interface)和機械手臂整合成一個物件(Object)。以PK通訊產生的PKM(Pu’s Count Modulation)電力波不僅可以通訊,同時也可以提供各個關節的馬達及驅動器提供電源,來達成多馬達的同時驅動(同動),並且改善脈波調變技術(Pulse Width Modulation, PWM)不具通訊功能之缺點,除此之外,本論文提出以PK編碼資料載送多筆資料之模式模擬量子之通訊模式,其傳輸具備加密特性,在傳輸量子訊號時,在接收端結合Adaline類神經網路(Adaline Neural Network, ADNN)解析傳輸訊號,增加通訊頻寬。最後,本論文以Microsoft(微軟)公司開發的Visual Studio C#軟體設計一套人機介面(Human Machine Interface, HMI),透過人機介面進行自動化控制或是取樣訊號的接收與分析,再藉由The MathWorks公司開發的Matlab軟體驗證取樣訊號之接收和分析,驗證本實驗之可行性。
The manipulator is designed to imitate the human arm. Its joins are composed of motors, and a manipulator is composed of multiple motors. Traditionally, centralized control is adopted, and the designed control board can’t increase the number of motors that decided the control dimension and ability of the manipulator. Therefore, this thesis proposes a method to drive manipulator rapidly for automatic tracking control based on the quantum communication using PK architecture. We also proposed both the power frame and the Object Oriented Device (OOD) concepts in this thesis to construct a multi-motors drive network has the ability of communication and power. Among them, the smart motor consist of the Controller, Driver, Communication Interface and manipulator is proposed to establish a six axis manipulator as a test platform. Then the PKM (Pu’s Count Modulation) power wave generated by the signal of data after PK encoding communication can not only provide the ability of communication, also provide power to the motors and drivers of each joint to achieve simultaneous drive (Synchronous Motion) of multiple motors and to improve the disadvantage that Pulse Width Modulation (PWM) can’t communicate. In addition, this thesis use PK encoded data to carry multiple data to simulate the quantum communication, and the receiving controller combines Adaline Neural Network (ADNN) can analyze the information hidden in the quantum signals for increasing the communication bandwidth. Finally, this thesis designs a Human Machine Interface (HMI) with Visual Studio C# software developed by the Microsoft company. Then, we use the Matlab software developed by The MathWorks company to establish test platform to verify the feasibility of this method we proposed.
摘要 i
Abstract iii
誌謝 v
目次 vi
表目次 ix
圖目次 x
符號說明 xiv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的與方法 3
1.3 論文架構 5
第二章 馬達控制與架構 6
2.1 前言 6
2.2 直流馬達架構及驅動策略 7
2.2.1 直流馬達驅動原理 9
2.2.2 直流馬達位置控制 15
2.3 交流馬達結構及驅動策略 18
2.3.1 交流馬達座標轉換 19
2.3.2 交流馬達控制 23
2.3.2.1 V/f控制 23
2.3.2.2 向量控制 25
2.3.2.3 弱磁控制 26
2.3.2.4 六步方波 26
2.4 智慧馬達架構及驅動策略 29
第三章 通訊架構 31
3.1 前言 31
3.2 PK通訊 33
3.2.1 PK編碼與解碼 35
3.2.2 PKM調變技術 41
3.3 物聯網(Internet of Things, IoT) 44
第四章 神經網路 50
4.1 前言 50
4.2 神經網路(Neural Network) 52
4.3 Adaline網路簡介 58
4.3.1 逆傳遞法 59
4.3.2 梯度下降法 60
4.3.3 更改權值 61
4.3.4 Adaline迭代流程 66
4.4 以Adaline建立量子通訊之智慧馬達驅動架構 67
第五章 硬體與實驗架構 69
5.1 前言 69
5.2 Arduino Mega2560 72
5.3 L298N 75
5.4 飛輪二極體 78
5.5 機械手臂 82
5.6 人機介面 83
5.6.1 人機介面功能設計 83
5.6.2 人機介面程式說明 90
5.7 模擬與實作結果 108
5.7.1 模擬結果 109
5.7.2 實作結果 112
第六章 結論與未來展望 118
6.1 結論 118
6.2 未來展望 119
參考文獻 120

[1]侯松延,“就業安全半年刊第21卷1期(111/06) :缺工趨勢下勞動力發展策略”,勞動部勞動力發展署,就業安全半年刊,民國111年。
[2]宋文財、汪正祺、林宗宏、姚賀騰、陳瑞茂,“工業 4.0 翻轉技職”,國立勤益科技大學,民國105年。
[3]温宗彬,“循環神經網路於六軸機械手臂連續控制的應用”,國立高雄大學電機工程學系碩博士班,碩士論文,民國108年。
[4]畢承皓,“基於智慧馬達之機械手臂循跡控制”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國107年 。
[5]Wen-Cheng Pu, Po-Lin Chuang, “Study and Implementation of Quantum Computing Engine Based on PK Bit”, The 7th IEEE & 8th ICSEVEN 2021, Kinmen, Taiwan, 2021.
[6]劉沛晴,“我國數位內容加值服務拓展方向之研究---以有線電視內容提供者為例” ,國立台灣師範大學圖文傳播研究所,碩士論文,民國92年。
[7]楊居正,“基於物聯網概念之智慧馬達串列拓樸驅動系統研製”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國106年 。
[8]羅永昌,“電機驅動控制實務”,高立圖書有限公司,民國107年。
[9]謝松嶧,“具有基因演算法適應性速度估測向量控制永磁同步馬達驅動器”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國111年。
[10]劉昌煥,“交流電機控制:向量控制與直接轉矩控制原理”,東華書局,民國97年。
[11]卜文正,“定子磁通導向感應機再生模式穩定化之適應控制與估測”,國立臺灣科技大學電機工程系,博士論文,民國99年。
[12]鄭旭宏,“永磁同步馬達驅動器使用類神經網路動態負載控制”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國110年。
[13]卜文正、蔡鎮宇,“異質馬達驅動系統設計”,科技部專題研究計畫 MOST 108-2221-E-167-010成果報告,民國109年。
[14]江宏哲,“智慧型無人醫療載具系統之研製”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國104年。
[15]黃虹媚,“以Arduino為基礎之CAN設計與製作”,明志科技大學機械工程系機械與機電工程碩士班,碩士論文,民國110年。
[16]Wen-Cheng Pu, Yu-Dian Lin, Jian-Xing Wu, “A Smart Motor Driving System Using Pu’s Count Modulation Multichannel Communication”, Sensors and Materials, Vol. 32, No. 5, pp. 1865-1888, 2020.
[17]陳宥君,“一個每秒8000萬次取樣12位元帶冗餘位連續漸進式類比數位轉換器”,國立清華大學電機工程學系研究所,碩士論文,民國111年。
[18]蕭天正,“長距離對乙太分波多工被動光纖網路效能影響之研究”, 國立高雄應用科技大學電機工程系,碩士論文,民國100年。
[19]吳翔有,“結合EtherCAT工業網路介面與DSP控制器之系統研發”,國立中正大學機械工程所,碩士論文,民國99年。
[20]蔡柏堅,“信用卡詐欺偵測:結合三域安全協議及機器學習的應用架構”,國立臺北科技大學電機工程系,碩士論文,民國110年。
[21]曹士亮,“水下靜態與動態目標物自動化辨識與分類之研究”,國立中山大學海洋環境及工程學系研究所,博士論文,民國109年。
[22]葉怡成,“應用類神經網路”,儒林圖書公司有限公司,民國90年。
[23]魯銘德,“使用共軛梯度訓練法之前饋式類神經網路視窗程式設計”,國立臺北科技大學化學工程所,碩士論文,民國95年。
[24]胡依淳,“深度卷積神經網路中卷積層之分析及比較”,國立暨南國際大學電機工程學系,碩士論文,民國107年。
[25]范忠賢,“以ADALINE為基礎的電力諧波數位分析儀設計”,國立中正大學電機工程所,碩士論文,民國99年。
[26]林祥瑋,“利用經驗模態分解法與最小平方法消除心電訊號雜訊”,國立臺灣師範大學機電科技研究所,碩士論文,民國98年。
[27]李尚益,“一個使用長短期記憶神經網路模型於高頻交易環境的研究”,國立高雄大學資訊工程研究所,碩士論文,民國108年。
[28]陳冠宇,“基於模糊增量式PID控制器之無線傳能無輸出端量測定電壓輸出設計”,國立成功大學電機工程學系,碩士論文,民國110年。
[29]粘永興,“整合基因演算法與Z-N調整法於PID控制器設計實現單軸式倒單擺系統控制”,聖約翰科技大學自動化及機電整合研究所,碩士論文,民國103年。
[30]魏嘉賢,“以CAN Bus為基底建構電動車監控系統”,國立高雄應用科技大學電機工程系,碩士論文,民國100年。
[31]葉佳和,“重量訓練健身器材App的開發與設計”,國立高雄應用科技大學電機工程系,碩士論文,民國106年。
[32]陳伯瑋,“基於類神經網路無感測器向量控制永磁同步馬達驅動器”,國立勤益科技大學電機工程系研究所,碩士論文,民國109年。
電子全文 電子全文(網際網路公開日期:20280726)
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