新型橡膠軸承一維定位平台之分析、設計、控制

Abstract

精密定位在精密機械領域中扮演重要角色，精密定位平台在自動化機台中能夠提供抑振和精密定位提升機台性能，過去?多研究以撓性機構設計精密定位平台搭配閉迴路控制系統達到精密定位性能，撓性平台剛性來自於撓性平板和絞鍊結構的尺寸設計導致平台體積龐大，為改善撓性機構的此問題，過去有學者引入橡膠軸承於精密機械設計，以橡膠軸承取代撓性機構設計精密定位平台，能夠有效降低平台體積且同時兼具高速高定位精度之性能，但無法有效建立含有橡膠黏彈特性之模型，鑒於此問題，本論文設計一音圈馬達驅動橡膠軸承定位平台，以此為基礎建立一套能夠針對橡膠軸承黏彈特性的建模方法，以實驗觀察黏彈特性並以黏彈模型描述此現象進行建模，以此更符合真實狀況的平台模型設計控制系統，PID和積分式滑動模態控制器(ISMC)在本文中被採用控制此非線性時變系統，以控制器之強健性壓制平台剛性變化，步階響應、弦波軌跡追蹤和負載實驗了解系統性能，在PID和ISMC分別能達到頻寬27Hz和350Hz，定位精度13 nm和203 nm。從結果觀察，本研究設計並實現一橡膠軸承精密定位平台，以此為基礎建立一套以黏彈特性建立橡膠軸承平台模型之方法，並以此模型建立相對應控制器設計方法，驗證橡膠軸承平台可以以較小體積達到與撓性平台相當之精密定位性能。

Date of Award	2015 Aug 20
Original language	Chinese
Supervisor	Kuo-Shen Chen (Supervisor)