全球面追蹤控制器之研製暨路徑之規劃

Research and Design of Complete Earth Tracer Controller and Plan of Scanning Mode

李享貢(Hsiang-Kung Lee)

指導教授 ： 黃英哲

元智大學/工程學院/電機與資訊工程研究所/碩士(1995年)

摘要

在本論文裡自行研究設計了一架"全球面追蹤控制器"，它由兩顆馬達
驅動一個感測器作全球面的轉動。馬達A主要控制感測器作垂直旋轉圓旋
轉，有如讓感測器沿地球的經線方向作掃瞄。馬達A和馬達B合作控制感測
器作水平旋轉圓旋轉，有如讓感測器沿地球的緯現方向作運動。由於地球
上的任何一點均可由不同的經線與緯線相交出來，這表示兩顆馬達協調運
作於各自的經線與緯線上作運動，便可將感測器帶到球面上的任何一點。
又感測器的指向是為球心到感測器落點的方向。所以，整個空間上的任何
一點均可為感測器指向到。如果感測器的感測距離為無限遠的話，那麼感
測器作全球面的轉動。 全球面追蹤控制器的控制方
法是利用PC個人電腦作為控制核心，並且利用微電腦I/O控制介面卡作為
PC與外界電路的介面，直接由PC透過此介面去控制外界電路。至於所使用
的控制法則，我們將利用它滿足滑動條件來證明此控制方法對馬達轉速能
有效控制，亦即馬達轉速在此控制法則下會收斂至所要求的速度上，同時
收斂之後的系統保持在穩定狀態下。

另外，為了凸顯全球面追蹤控制器作掃瞄和搜尋的目的，在本論文裡也設
計了各種不同的掃瞄軌跡模式，包括可由控制者自行控制追蹤器上下左右
運動的控制模式，以及分為在整個空間或部份定區域上作螺旋軌跡與 經
線軌跡與緯線軌跡等多種固定掃瞄軌跡模式。這些模式控制的成功，可說
明已經達成原先構想的目標--感測器能作全球面轉動，並發揮全方位掃瞄
和搜尋的功能。

關鍵字

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並列摘要

In the thesis, a Complete Earth Tracer Controller is
designed. It involvestwo motors, Motor_A and Motor_B, acting as
the vehicle power. Motor_A mainly controls the perpendicular
movement of the sensor. Motor_A and Motor_B, while
collaborating, control the sensor in horizontal direction.
Experiment shows that after both motors coordinate with each
other, sensor is able to point at any place on spherical
surface. At the
same time, the thesis alse presents many different scanning
modes which include a complete space or divide sections with
screw orbit, longitude orbit or latitude orbit as scanning
models.

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