學位論文
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Item 基於教與學最佳化策略之適應性混合模糊PID控制應用於音圈馬達運動平台(2024) 王彥涵; Wang, Yan-Han本論文目標為針對音圈馬達運動平台設計一適應性混合模糊比例-積分-微分控制策略，使該平台具備優異之定位精度與強健性能。首先說明音圈馬達運動平台的系統架構及運作原理，經由系統鑑別推導出馬達數學模型以及系統參數，將回授訊號達到或保持在理想值使系統變得更加準確且穩定。接著，以模糊理論設計一個模糊PID(Fuzzy Proportional–Integral–Derivative, FPID)控制器，透過動態調整控制增益的方式改善系統穩定度，進一步提升動態響應和強健性。之後，為了進一步提升系統的抗干擾能力，本研究設計一個基於教與學演算法最佳化模糊歸屬函數的適應性混和模糊控制器，讓控制器能夠隨著輸入誤差動態調整歸屬函數的區間，使模糊系統在相同誤差下能反應出更精確的歸屬度，解模糊化得到前饋控制力將進一步提高系統的穩定度並抑制外部干擾的影響。本論文以數位訊號處理器實現上述控制策略並比較兩種追蹤軌跡，最後由實驗結果得知最佳化模糊歸屬函數的適應性混和模糊控制器相比於傳統PID控制器的控制性能，加入雜訊的窗形軌跡平均誤差改善58.28 %，加入雜訊的花瓣形軌跡平均誤差改善66.32 %，且相比於FPID控制器加入雜訊的窗形軌跡平均誤差改善29.99 %，加入雜訊的花瓣形軌跡平均誤差改善45.13 %，證實控制器確實能有效進行音圈馬達定位控制，也使系統在具有干擾的環境下保持穩定性和強健性。Item 第二型模糊控制之全域搜索之最佳化鋰電-超級電容混合電能管理系統(2022) 曹東曜; Tsao, Tung-Yao本論文基於鋰電-超級電容混合電力系統，發展出最佳化能量控制策略來分配混和電力系統之能量分配比，以達到最佳的能耗。底層的配置是透過三台直流-直流轉換器並聯而成的系統，以提高系統輸出效率。在實務上，因電路損耗、元件匹配及外部雜訊等因素，會導致附載分配不均，且降低系統轉換效率，甚至燒毀系統電路使其無法運作。因此良好的均流控制可以確保模組間輸出的電流相同，並提高系統可靠度。本篇論文提出一滑動模式控制均流架構，其控制方式簡單，對於非線性系統有良好的控制性能，且不易受到系統參數變異的影響，有著良好的強健性。上層的部分，本論文針對鋰電-超級電容混合電力系統提出了五種最佳化能量管理策略，因應不同的負載功率需求、超級電容殘電量與鋰電池電流大小計算出最佳的功率分配比，達到提升續航力以及減少能耗之目的。本論文發展基本規則庫控制、全域搜索演算法、模糊控制、第一型模糊全域搜索以及第二型模糊全域搜索。實驗結果表明，全域搜索演算法有著最佳的能耗表現，模糊控制對於抑制電流變化有著較佳的表現，而第一型模糊全域搜索與第二型模糊全域搜索則是在最佳能耗以及抑制電流變化中取得平衡。