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研究生: 楊宗翰
論文名稱: 質量彈簧阻尼單擺動態次結構測試之新控制方法研發
An autoparametric system dynamic substructuring tests by new control method development
指導教授: 杜佳穎
口試委員: 陳榮順
王志宏
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 49
中文關鍵詞: 動態次結構
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  • 動態次結構系統是一種混合測試技術,此技術是將一個複雜的受測結構分成物理原型和數值模擬兩種次結構同時進行測試,適用於大型複雜的工程測試系統。而動態次結構測試的重要性是能夠將複雜的受測體拆解,以減少實驗測試所需的空間與建模成本,並能進行完整母系統測試。此法是將受測系統分成兩部份,非線性系統的部份是以全尺寸來測試稱為物理次結構,線性系統的部份是數值模擬稱為數值次結構。但物理次結構與數值次結構的連接是需經由致動器作為媒合界面,因致動器動態響應中存在時變參數的不確定性例如(時變增益、時變相位),此問題需藉由設計控制器產來克服這些變因,使控制訊號對致動器動態響應做即時、有效的補償,讓兩個次結構形成完整的結合並達到輸出的同步控制。本論文使用數值次結構基礎框架與輸出基礎次結構框架來設計控制器,其優點在於不需預先識別物理元件之任何系統參數,只需提供致動器的系統動態參數即可,使次結構測試法能廣泛應用於各種工程測試中,以減少建模成本並提高測試效率。為了驗証新設計控制器的效能,因此選用質量彈簧阻尼單擺系統作為動態測試之被仿真系統,並改善次結構中因致動器所造成系統動態響應誤差以達到同步控制的優勢。


    第一章 緒論 1.1研究動機 1.2動態次結構測試之問題與研究目標 1.3文獻回顧 1.4論文大綱 第二章 動態次結構系統理論介紹 2.1次結構系統架構介紹 2.2數值次結構與輸出基礎次結構框架介紹 2.3數值次結構基礎框架 2.3.1 轉移函數表達式之數值次結構基礎框架 2.3.2 狀態空間表達式之數值基礎次結構框架 2.4輸出基礎次結構框架 2.4.1 轉移函數表達式之輸出基礎次結構框架 2.4.2 狀態空間表達式之輸出基礎次結構模型 2.5因果關係之藕合系統分析法 第三章 動態次結構系統之控制器方法 3.1 數值次結構基礎控制方法 3.1.1 轉移函數表達式之控制方法 3.1.2 狀態空間表達式之控制方法 3.2 輸出基礎控制方法 3.2.1 轉移函數表達式之控制方法 3.2.2 狀態空間表達式之控制方法 3.3 次結構之PID控制 第四章 質量彈簧阻尼單擺次結構系統設計 4.1被仿真系統(Emulated system) 4.2耦合質量彈簧阻尼單擺系統之次結構介紹 4.3質量彈簧阻尼單擺系統動態推導與基礎線性次結構控制器設計 4.3.1 轉移函數表達式之數值次結構基礎控制器設計 4.3.2 狀態空間表達式之數值基礎次結構控制器設計 4.3.3 轉移函數表達式之輸出基礎次結構控制器設計 4.3.4 狀態空間表達式之輸出基礎次結構控制器設計 4.4藕合系統分析法之PID單擺系統次結構控制 第五章 質量彈簧阻尼單擺次結構系統模擬結果 5.1模擬結果 5.2 ISE積分平方誤差分析 5.3 模擬結果分析與討論 第六章 結論與未來工作 6.1 結論 6.2 未來工作

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