中華民國振動與噪音工程學會論文集
中華民國振動與噪音工程學會,正常發行
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本論文主要是以天鉤式(sky-hook)阻尼器為參考模式，利用電液(electro-hydraulic)致動器，追蹤虛擬天鉤式阻尼器之阻尼力，以達到汽車主動式懸吊系統之控制目的。另外，本論文進一步以MATLAB/Simulink軟體來建構控制系統方塊圖並利用ADAMS/VIEW軟體進行動態模擬，由模擬結果可以發現，本文所提出之主動式懸吊系統對於車體振動量和加速度均有明顯的抑制效果。最後利用本文所建構的1/4T主動式懸吊系統實驗裝置，驗證了主動式懸吊不論是在追蹤性能的提昇或是汽車乘坐舒適性的改善均具有顯著的效果。
- 會議論文
本文利用具有揚聲器與麥克風的耳機當模擬物件來探討主動式噪音控制(Active Noise Control)的實現，採用以LMS(Least Mean Square)演算法為基礎的FxLMS(Filter-X Least Mean Square)演算法則的適用性。但為了避免聲波回饋以及誤差路徑造成系統的不穩定現象，加入一個次要估測路徑使系統維持穩定。另外我們也採用CFxLMS(Weight-Constrained FxLMS)演算法[2]，和FxLMS演算法比較，可以更強健的對抗由誤差麥克風所受到的干擾。
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本文主要探討應用壓電致動器於車削加工的主動式減振控制問題，車削是最常使用的加工方法，現代商品又有較高的美觀要求，許多一般精度的車削加工卻要求較高等級的表面精度，因此不能由一般的汎用型車床達到，而精密車床的價位甚為昂貴，如果能在合理的成本內提昇一般車床的表面加工精度，將有助於產業發展。 主動式減振控制器的設計必須面臨多項困難的挑戰，首先壓電材料的遲滯效應[1]極為顯著且為非線性，線性控制器的性能因此不能滿足要求，必須採取先進的控制方法和遲滯補償的技術，也增加控制器的複雜度。在車削加工時，切削力激發刀具和工件的振動，影響刀具和工件的相對位移，是誤差的主要來源之一，控制器必須具有抑制切削力對結構干擾的能力。本文設計以壓電致動器驅動的刀具，應用於抑制車削加工的振動以提昇加工精度，但由於壓電的遲滯效應和切削動力學的複雜性，壓電致動器要發揮其預期的功能，設計一個高性能的控制系統為首要條件。
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本論文是利用清雲科技大學量測與感測控制實驗室所自行設計開發的精密線性滑動平台為研究之主體，探討在不同控制策略下，移動平板的振動行為。一般而言，滑動平台在移載物品時，可能為了追求高效率的長行程快速定位或高精度的微小定位而忽略物品移載的穩定性，因而產生類似薄板的微小振動，本論文針對平板於移動平台的振動模態，進行量測分析，並首次引用雷射干涉量測系統來量測移動平台上的薄板振動，且進行即時控制實驗來驗證不同控制器之性能。實驗所得之結果，可做為抑制移動平台振動控制之用，極具理論與實務研究之創新價值。
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本研究以主動式噪音控制理論來討論三維方型剛性封閉聲場之聲場模態激振的設計與控制問題，利用推導出的聲場方程式，以LMS矩陣方法轉換成主動控制形式，經最佳化控制理論求出多對多的主動控制方程式，並撰寫程式模擬主動控制前後的情形，在所得最佳控制音源體積速度下整理出聲場模態激振設計與控制的方法。結果得知：(1)主要噪音源位置越靠近聲場中間時其能激出的模態數越少、聲音位能曲線越平滑、振幅越小，反之越靠近角落時能激出的模態數越多、聲音位能曲線越不平滑、振幅越大。(2)控制音源位置越靠近聲場中間時，所能激出相依於主要噪音源的控制模態數越少，對聲音位能大小的消除效果不佳，反之越靠近角落時，所能激出相依於主要噪音源的控制模態數越多、對模態激振之消除有良好的效果、控制曲線越平滑、對聲音位能大小的消除效果次好。另外越靠近主要噪音源時對聲音位能大小的消除效果最好，但控制效果會隨頻率升高而下降，所得控制曲線較不平滑。
- 會議論文
本研究主要是探討具彈性邊界的撓性樑於基底振動之最佳化獨立模態控制理論分析與實驗驗證，系統之數學模型以有限元素法建立，其中樑元素考慮了剪力及旋轉慣量之效應，最後以實驗驗證理論之正確性。獨立模態控制是利用左右特徵向量之特殊性質，將原本耦合之系統解耦。解耦後之系統將可分別獨立控制，不但大量節省電腦資源，同時可輕易達到即時控制的目的。實驗中，以市售DVD讀取頭所改良研製而成的光學式位移感測器做為振動迴授量之輸出，除可降低整體控制系統的成本外，更由於此位移感測器之量測光點直徑約為0.688μm，且具極高位移精度的特性，因此可應用於微小物體的振動量測與確保迴授訊號之正確性，輕易地達到預期之控制效果。
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本文針對撓性結構使用有限元素法(FEM)進行模式化工作，並取低頻振動模態發展一個以H∞最佳化控制為主體之控制器，並且忽略在結構控制中有限維建模之殘餘模態所引起的過溢控制與過溢估測等不確定問題，這些因素都會造成系統不穩定。 由電腦模擬得知本文提出之H∞控制法則，能主動且有效的抑制結構制動。
- 會議論文
本文是pan/tilt旋轉機構的基座受到外力干擾下，以視覺回授為基礎之定向控制研究。我們應用適應性主動式振動控制與視覺感測器建立－視覺伺服系統，以期達到pan/tilt機構減振的目的。主要是利用CCD攝影機偵測目標位置，使由史都華平台提供基座干擾讓pan/tilt平台產生目標物偏離影像平面中心的偏移誤差資訊，能傳送訊號至電腦，以啟動個人電腦的控制器、輸出控制訊號給平台的伺服馬達，達到穩定鎖住目標物於影像平面中心點的定向控制目的。 在控制方面，採用適應性控制理論之Filtered-X LMS演算法及自我調節控制器，來驗證主動式振動控制器對於基座振動干擾之消除。實驗結果顯示，應用主動振動控制，FXLMS演算法有平均約21.56 dB的減振量；STR控制方法平均約有17.71dB的減振量。由此可驗證，主動式振動控制在抑制低頻的干擾上有顯著之控制效果。