線性伺服系統運動特性分析與速度控制之實現

Motion Characteristic Analysis and Velocity Control Implementation of Linear Servo System

尤志中(Jhih-Jhong You)

指導教授 ： 徐孟輝 ； 謝聰烈

崑山科技大學/工程學院/電機工程研究所/碩士(2007年)

摘要

本論文主要目的是針對線性伺服系統作運動特性的分析與重覆性控制器設計的實現。在運動特性分析方面，設計適當的速度函數以作為線性直流無刷馬達欲追隨的速度命令，並藉由速度函數的變，觀察線性伺服系統對於各種速度命令的輸出響應，並分析出適合作為線性伺服系統速度命令的連續性運動特性曲線。在速度控制面，利用串級補償型態的比例-積分控制器，來改善系統追隨速度命令時所產生的穩態誤差，進而發展出具有相位超前補償概念的重覆性控制器，使得重覆性控制系統在含有連續性的速度命令下，能有良好的運動特性響應與穩態誤差的消除，達到最佳的馬達速度控制，進而加強系統對於外界非線性干擾的消除及強健性。

關鍵字

線性伺服系統 ； 重覆性控制 ； 運動特性

並列摘要

The subject of this thesis is focused on motion
characteristic analysis and the repetitive controller implementation for linear servo system. With regard to the motion characteristic analysis, the velocity curve function is designed to be a set of reference input command for the linear DC brushless servo motor. The optimal motion curve is obtained by the system response for the difference type of velocity command.
The PI structure, the repetitive control theory and the phase advance technique are applied to motion controller design to reduce the tracking error and disturbance rejection. The relative stability of the linear servo system is examined here using a set of reference motion curve inputs. Experimental results show that the repetitive controller can effectively eliminate the frequency modes of the periodic error.

並列關鍵字

motion characteristic ； linear servo system ； repetitive control

參考文獻

[25]黃志祥,“應用DSP於健身車充電器控制與殘電量估測之研究,”崑山科技大學電機工程系碩士論文,2005.

[26]黃英哲、董勝源,“TMS320C240原理與C語言控制應用實習,”長高科技股份有限公司,2002.

[27]“精密線性馬達系統參考手冊,”台灣仿真科技股份有限公司.

[4]Mi-Ching Tsai and Wu-Sung Yao, “Design of a plug-In type repetitive controller for periodic inputs,” IEEE Transations Control Systems Technology, vol.10, No.4, July 2002.

[5]Wu-Sung Yao and Mi-Ching Tsai, “Repetitive control design for linear servo systems,” Department of Mechanical Engineering, Nation Cheng Kung University, Tainan, Taiwan. ROC, Proceedings of the American Control Conference ,June 1999.