氣磁雙控之新式滑軌懸浮設計與驗證

Translated title of the thesis: Design and Verification of Innovative Slider Levitation by Cooperation of Pneumatic and Magnetic Control
  • 高 一鳴

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究主要針對行駛於氣靜壓直線導軌上之台車作位置偏移節制(Position Deviation Regulation),除了台車之前後移動之自由度外(即X軸),本論文所節制的台車位置偏離共有五個自由度,有角度偏?(φ θ Ψ),分別對應X軸、Y軸及Z軸之旋轉運動,以及線位移偏離(y z),分別對應台車沿Y軸及Z軸之直線運動。本研究總共使用八個磁致動器,與一組能將電壓信號轉換成線性比例的空壓信號輸出之轉換器,簡稱電空比例閥或電空轉換器(Electropneumatic Transducer EPT),此電空比例閥可以藉由控制電壓訊號調整輸出氣壓之壓力,主要用以氣浮台車重量。其中的四組鉛直方向磁致動器搭配電空比例閥可調整氣壓對台車繞X軸、Y軸之旋轉運動與沿Z軸之直線運動,節制台車位置偏移,另外四組水平方向磁致動器對台車繞Z軸旋轉運動及沿Y軸直線運動,節制其位置偏移。 首先,本論文先針對台車動態作系統建模,其中包含了台車承受的負載不確定性。因為負載不確定性為未知,故本研究根據(i)負載最大重量,(ii)負載?放在台車之可能位置,與(iii)台車之尺寸,設計一具有強健性之模糊滑動控制器(Fuzzy Sliding Mode Controller),並初步對其進行電腦模擬與分析以驗證所提控制策略的可行性。 最後,本研究成?地製作出一氣靜壓直線導軌台車穩定系統雛形,搭配訊號處理模組(DS-1104 by dSPACE)及開發軟體套件(MATLAB/Simulink)進行實地驗證。實驗結果顯示,本研究所提之控制器約可節制線性位置偏移量在(-40 +40)微米之範圍內,偏?角度的抑制控制在(-0 002 +0 002)度之內,驅動八顆磁致動器之電流都不會超過1安培。
Date of Award2015 Aug 17
Original languageChinese
SupervisorNan-Chyuan Tsai (Supervisor)

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