學位論文
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Item 基於單維度卷積神經網路之遞迴終端滑動模式控制應用於雙軸運動平台精密定位(2024) 洪展鵬; Hong, Zhan-Peng本論文目標為開發一種具有高強健性、高精度之智慧型遞迴終端滑動模式控制器，用於音圈馬達雙軸運動平台定位控制，論文中首先介紹音圈馬達雙軸運動平台架構和運作原理，並對運動平台進行系統鑑別，得出系統模型參數並建立其動態模型。接著，本論文先以傳統滑動模式控制設計一雙軸運動平台控制系統，再以非線性滑動面之遞迴終端滑動模式控制解決傳統滑動模式控制無法在有限時間收斂之問題。為了降低控制力的高頻震盪，本論文引入雙曲正切函數取代符號函數的不連續性，改善控制過程中的抖顫現象。由於切換控制力需要得知不確定項的上限才可確保系統收歛，實務上並不容易取得，故引入單維度卷積神經網路估測器對系統不確定項進行估測與補償，提出智慧型遞迴終端滑動模式控制器，消除系統參數變化和外部干擾等不確定性影響，提高系統的強健性，最終採用Lyapunov函數證明系統的穩定性並得到網路權重之更新律。本研究以數位訊號處理器實現上述控制法則，並設計出兩種控制軌跡和雜訊，組合成四種控制情境進行分析對比，實驗結果得知與傳統滑動模式控制相比遞迴終端滑動模式控制最高改善了28.5%；智慧型遞迴終端滑動模式控制最高改善了39.3%，最終實驗證實所設計之控制系統具備優異的控制精密度的同時依然保有較佳的強健性。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。Item 基於積分型終端滑動模式控制之三軸音圈馬達定位平台(2017) 吳冠緯; Wu, Quan-Wei本論文針對三軸音圈馬達定位平台發展具高精密度與強健性之智慧型定位控制系統。在本論文中，首先對所設計之三軸音圈馬達定位平台進行工作原理分析、運動模式討論與數學模型推導，再對平台進行系統鑑別以獲得各項系統參數值。接著，本論文先以滑動模式控制為基礎發展三軸音圈馬達定位控制系統，再以基於非線性滑動平面之終端滑動模式控制改良傳統滑動模式控制不能在有限時間使系統狀態收斂至零的缺點。而為了提高系統之控制精準度，本論文再引入分數階微積分運算，以分數階積分型終端滑動模式控制改善傳統滑動模式控制之位置追隨效果。最後為了確保系統在參數變化、外在干擾與摩擦力等影響下系統均具備強健性，再利用函數鏈結模糊類神經網路估測系統之不確定項，提出智慧型分數階積分終端滑動模式控制，可解決傳統滑動模式控制中切換控制之抖動現象。由於所設計之函數鏈結模糊類神經網路改良了原本模糊類神經網路之架構，並以柴比雪夫正交基底函數作為激發函數，可有效增加函數逼近能力。本論文以數位訊號處理器實現上述控制法則，並設計兩種追隨軌跡與三種控制模式，最後由實驗結果驗證所設計之控制系統確實具備良好之控制精密度與強健性。