雙質量系統自調適控制器實現

Adaptive Controller For Two-mass System

彭勇嘉(Jia-Yong Peng)

指導教授 ： 陳傳生

元智大學/工程學院/機械工程學系/碩士(2012年)

摘要

在工業及一般普遍使用上的馬達控制器、及控制器設計方法，為依照已知系統模型後，針對設計的目標和目的，進行控制器參數調整、測試至適合的數值，來完成控制器的設計，此方相當成熟的控制手法，對於大多數的簡單機械和控制系統而言，是非常普遍及快速的基礎控制方法；而對於較複雜的系統而言，雖然可以用簡化的物理控制模型做為出發，但在控制器設計和控制上就必須考量更多，許多限制和問題就會產生，尤其是具有負載或不同變化的物理特性，為了使控制器的設計簡化，並且能夠針對系統在可接受範圍內的變化或系統更變；自調適控制器的使用，可以快速的鑑別出系統的參數，可即時的計算出控制器參數，進行控制器的調變，對系統做出控制；系統因調整而改變，也不需要重新的離線鑑別及設計控制器，只需針對自調適控制器的參數做設定，在範圍內自調適控制器可自行調整達到使用者所要的目標。

　　而雙質量或多質量系統大量使用於工業機械設備上，為提高控制表現，本研究目標在於實現雙質量系統的自調適控制器。自調適控制器可針對具變化量且不激烈的系統，不需經過繁瑣的設計過程，只要調整設定的參數，就可以實現對系統的控制；其中實現的方法為得到實際系統的各項參數，藉由不同方法的系統鑑別為實現手段；而自我控制器的調變是建立在系統鑑別的結果上；對於本研究提及的雙質量系統，推至多質量或其它的物理系統，此方法是可以實現的；而非線性的系統也可以對不同的模式下找出近似的控制方法，藉由自調適的設計流程，可以達到所想要的控制目的。而本研究主要以自調適的雙質量系統控制器的方法、討論、設計、實現做為出發，利用matlat/simulink建立雙質量馬達系統的自調適模擬及實驗來驗証和實現結果，而也可顯示自調適控制器的可行性和控制的結果。

關鍵字

雙質量系統 ； 自調適控制器 ； 馬達控制 ； 系統鑑別

並列摘要

In many industrial fields, two-mass servo control system have widely used. Like Rolling mill machine, industrial robot arm and automatic processing machine. In recent years, have many research about robotic joints. The robotic joints control could simplifies as the control of the two-mass system. Traditional servo control strategy is PID coefficient adjustment after off-line system identification to complete the servo controller. The method is widely and general used in many Situation. But is slowly and time-consuming.
　　In order to fast and simplify the controller development, we use the adaptive control which could self-identify and self-controller coefficient adjustment to achieve the goal. The self-tuning control with the two-mass system have recursive least-square method to receive the system coefficient then use the pole-placement design to complete the controller.
　　In order to verify the theoretical feasibility, we develop a Matlab/Simulnik model for a two-mass system simulation and physical experiments to verify the propose。　 approach. The simulation and experimental results show that the self-tuning controller which could on-line identification and self-controller coefficient adjustment.

並列關鍵字

adaptive control ； self-tuning control ； tow mass system

參考文獻

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