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研究生: 吳永靖
Wu, Yung-Jing
論文名稱: 以空間向量調變驅動之永磁同步馬達應用於自我平衡獨輪車
Control of the Permanent Magnet Synchronous Motor for a Self-Balanced Unicycle using Space Vector Modulation.
指導教授: 葉廷仁
Yeh, Ting-Jen
口試委員: 顏炳郎
陳榮順
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 73
中文關鍵詞: 永磁同步馬達空間向量調變馬達驅動器平衡控制器
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  • 本論文欲建構了一個以空間向量調變進行馬達驅動,應用於獨輪車上的系統,在馬達的選擇中,以永磁同步馬達取代無刷直流馬達,在馬達的驅動上,分析空間向量調變與傳統驅動方式的優劣,進而選擇適當的驅動方式,在控制上,透過適當的補償以及控制器的LQR設計達到力矩控制的目的後,加入為了防止飽和的反積分終結,以及對煞車回充的情形進行分析;而在獨輪車的控制中,使用霍爾訊號進行角度計算,並且對角度資訊進行進一步的討論,選擇較好的方式進行獨輪車的控制,並且設計平衡控制器以達到讓獨輪車平衡的效果,以及零力矩控制讓獨輪車能夠自動找到其重心位置,透過Labview , CCS ,與 TI TMS320F228035實現控制器與驅動電路。


    摘要 I 誌謝辭 II 章節目錄 III 圖目錄 VII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 本文大綱 3 第二章 背景知識 4 2.1 直接驅動馬達 4 2.2 永磁同步馬達 5 2.3 座標系統 6 2.4 座標轉換 6 2.4-1 abc軸 & SaSb軸 (clarke transformation) 7 2.4-2 SaSb軸轉換成dq軸(Park transformation) 8 2.5 馬達模型 9 2.6 獨輪車模型 11 第三章 馬達驅動及感測器 13 3.1 脈寬調變(Pulse Width Modulation,PWM) 13 3.2 六步驅動 14 3.3 空間向量調變(Space Vector Modulation ,SVM) 17 3.4 六步驅動與空間向量調變比較 25 3.5 感測器 27 3.5-1 馬達資訊 27 3.5-2 獨輪車資訊 28 第四章 控制策略 30 4.1 力矩控制(電流控制) 30 4.1-1 電流控制器設計 30 4.1-2 反積分終結 33 4.1-3 煞車回充 34 4.2  獨輪車控制 36 4.2-1 平衡控制器 36 4.2-2 零力矩控制器 38 4.3 電流控制模擬 40 4.4 煞車回充模擬 43 第五章 實驗結果 45 5.1 實驗設備 45 5.1-1 馬達 45 5.1-2 控制器 45 5.1-3 驅動電路 46 5.1-4 加速規及陀螺儀 46 5.1-5 Legway車體 47 5.1-6 系統架構 48 5.2 實驗 49 5.2-1 電流控制器 49 5.2-2 電流控制實驗(編碼器) 51 5.2-3 煞車回充實驗 52 5.2-4 電流控制實驗(霍爾感測器) 53 5.3 平衡控制實驗 55 5.4 零力矩控制實驗 66 第六章 結論及未來研究方向 70 6.1 結論 70 6.2 未來研究方向 71 參考文獻 72

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