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研究生: 張仁達
Jen-Ta Chang
論文名稱: 線型可變磁阻馬達之整合伺服系統設計
An Integrated Servo System Design for A Linear Variable Relutance Motor
指導教授: 陳建祥
Jian-Shiang Chen
口試委員:
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: 2001
畢業學年度: 89
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: 線型馬達伺服系統設計
外文關鍵詞: Linear Variable Relutance Motor, Servo System
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  • 線型可變磁阻馬達在工業上之應用有越來越多的趨勢,由於其具有直接傳動的優點,因此常被用於各種需要精密定位的場合中。
    本文以複雜型可程式邏輯元件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)來實現內迴路中之推力轉電流命令模組,可大幅縮短個人電腦端的運算時間。另外,線型馬達使用解角/數位轉換器(RDC)來量測直線運動的線位移,本文將文獻[18]所述之架構以CPLD電路實現RDC的模組運用於NSK磁阻尺之解角/數位轉換,只需經由適當的修改,便可彈性地使用CPLD解角/數位轉換器電路於不同的場合中。本文並以CPLD電路來實現外迴路之可調式強健型控制器,並由模擬及實驗結果驗證由CPLD電路所設計之可調式強健型控制器,閉迴路極點均會落在設計的極點範圍內。本文將內、外迴路及直線型分解式位置感測器模組成功地整合在一顆CPLD晶片內,完成線型可變磁阻馬達之整合伺服晶片之設計。

    於實驗驗證部分,則對線型馬達進行步階響應測試,以驗證整合伺服晶片模組的功能。實驗結果證明:使用定點運算之CPLD可調式強健型模組電路,系統閉迴路極點均會落在我們所設計的範圍內,因此磁阻馬達伺服系統之響應性能仍符合我們所預期的規格。


    摘要 i 致謝辭 ii 目錄 iii 表圖目錄 v 第一章 緒論 1.1 背景說明 1 1.2 研究動機 2 1.3 文獻回顧 4 1.4 論文架構 5 第二章 線型可變磁阻馬達伺服控制系統的原理分析 2.1 前言 6 2.2 線型可變磁阻馬達之動態模式和動作原理 6 2.3 直線型分解式位置感測器工作原理 14 第三章 實驗系統架構 3.1 前言 17 3.2 硬體架構 17 3.3 線型可變磁阻馬達 19 3.4 內迴路控制原理 20 3.5 軟體控制程式架構 21 3.6 以CPLD晶片實現之解角/數位轉換器工作原理 23 3.7 解角/數位轉換器運用在不同磁阻尺之修改及結果 24 第四章 伺服控制晶片之規劃 4.1 前言 29 4.2 伺服控制晶片之規劃 29 4.3 電流迴路控制模組 30 4.4 位置感測模組 31 4.5 推力轉電流命令模組 33 4.6 可調式強健型控制器模組 35 第五章 實驗結果 5.1 前言 41 5.2 系統鑑別實驗結果 41 5.3 NSK 19202 RDC與RDC/CPLD位置量測比較 44 5.4 運動控制模擬及實驗結果 45 5.5 結果與討論 53 第六章 結論與未來發展之建議 6.1 本文貢獻 55 6.2 未來發展方向 56 參考文獻 附錄A 附錄B

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