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Subject: search.filters.subject.PID控制器

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    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。
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    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。
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    兩輪式自我平衡車之控制器設計與實現
    (2013) 溫彥侯; Yan-Hou Wen
    本論文主要是研究PID控制器、LQR控制器與滑動控制器應用於兩輪移動車之平衡上。由於兩輪移動車本身為不穩定系統，需要外加控制機制才能使其平衡。本論文針對一實體兩輪移動車，規劃與實現相關控制電路，並將PID控制器、LQR控制器與滑動控制器實現於微控制器，使兩輪移動車即使有外界干擾產生，亦可有效達成平衡。首先使用三軸加速度計與陀螺儀感測車身目前所處的角度與角速度，使用其角度誤差值與角速度誤差，透過PID控制器、LQR控制器與滑動控制器輸出適當的PWM Duty，並驅動馬達轉動使得車身平衡。最後比較其LQR控制器、PID控制器與滑動控制器的平衡效率與抗外部干擾之效能。並使用自行創意設計的手部感測方法，使得兩輪移動車的行駛效能更加全面，而兩輪移動車的實驗證明了我們所提出的方法的是可行的。