學位論文
Permanent URI for this collectionhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/73890
Browse
5 results
Search Results
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 布穀鳥演算法應用於混合燃料電池電動機車之最佳能量管理(2019) 卜擇安; Pu, Tse-An相較於傳統燃油式車輛，發展電動車成為主要趨勢之一，然而電動車價格昂貴，有續航力比不上燃油車之缺點，且電池性能決定了電動車的最大行程與充電時間，故針對電池特性發展提升電動車續航力，本論文選用燃料電池混合電力機車進行實測，針對燃料電池與鋰電池雙電力提出最佳化能量分配策略並進行探討、優化與改善，利用基本規則庫、最小等效油耗法，以及布穀鳥搜索演算法，輸入目前的馬達需求功率、電池殘電量適時的對電池進行即時控制，以直流-直流轉換器與數位訊號控制器實現電動機車之硬體架構，探討能耗改善幅度以達到能量最佳化及行駛距離延長等目的。本論文選用測試過程中能觀察停車、高低車速以及加減速之行駛於市區的ECE-40行車型態。 為了比較最佳化能量管理策略與基本規則庫，首先透過數位訊號處理器下達控制命令於燃料電池車之電動機車整車控制器，透過整車控制器分配燃料電池之輸出功率於升壓轉換器並以機車實際測試，比較最佳化前後之數值其結果顯示行駛距離改善幅度約6.33%。 由於燃料電池混合電力機車使用單模組升壓轉換器，針對燃料電池耗盡時無法有效控制鋰電池電壓，造成控制效果不佳而提出並聯式直流-直流轉換器，將上述最佳化能量管理策略應用於此並聯式直流-直流轉換器系統，最後將整車系統進行實車測試比較，經實驗結果顯示並聯式系統之行駛距離能改善0.94%。Item 基於最佳化分數階模糊PID控制之X-Y音圈馬達定位平台(2019) 楊孟晨; Yang, Meng-Chen本論文目標是研究一種最佳化的分數階比例-積分-微分(PID)控制策略，用來控制於X-Y音圈馬達定位平台。首先介紹音圈馬達平台之系統架構和運作原理，以系統鑑別的方式推導出馬達數學模型中的系統參數。接著，基於分數階微積分設計一個分數階PID控制，透過控制系統參數額外自由度，分數階PID可改善傳統的PID控制響應和穩健性，為了增加系統的控制平滑度，本論文以模糊理論提出了分數階模糊PID控制，可解決傳統分數階PID的抖動現象，調整這些額外的分數運算也增加控制系統設計的複雜性，因此，本論文進一步提出了最佳化分數階模糊PID控制器，其中五個參數包括比例增益、積分增益、微分增益、分數階積分和分數階微分，均利用自適應布穀鳥搜索算法調整。在自適應布穀鳥中，本論文再提出以動態調整步長及發現率來增加全域和局部的搜尋能力，並以音圈馬達追隨過程中X軸和Y軸的最小誤差的絕對值作為布穀鳥演算之適應函數。本論文以數位訊號處理器(TMS320F28377xD)實現上述控制策略，並且比較兩種追蹤軌跡和兩種測試模式，最後由實驗結果驗證所設計的控制器確實能有效的控制音圈馬達定位平台。Item 基於蝙蝠演算法之二自由度PID控制器應用於直流–直流轉換器平台(2018) 楊博丞; Yang, Bo-Cheng本論文以數位信號處理器 DSP TMS320F28335，實現一並聯式升、降壓直流-直流功率轉換器的智慧型控制。首先，以三台直流-直流轉換器並聯，並使用自動主僕均流控制技術，使每台轉換器在電壓有良好的穩壓性能情況下，電流能夠平均分配給三台直流轉換器。然而，轉換器因元件老化導致特性改變、負載變動、電路雜訊及外部干擾等情況下，原廠的控制器參數未能有效的匹配目前的轉換器。為了解決此一困難，本論文開發一個基於蝙蝠演算法之二自由度比例-積分-微分(Two-degree- of-freedom Proportional Integral Derivative, 2DOFPID)控制器，透過蝙蝠演算法(bat algorithm, BA)模擬蝙蝠飛行和狩獵的形式，將所有控制參數當作一個搜索空間中的微蝙蝠，蝙蝠在尋找最佳解的過程中看成是蝙蝠尋找食物的過程，以進行動態優化。從模擬和實驗結果可得知，本論文所提出的蝙蝠演算法之二自由度PID控制器，與傳統單自由度PID控制器及二自由度PID控制器相比，具有最小電壓調整率和最小均流誤差率。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。