學位論文

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Subject: search.filters.subject.Fractional Order

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    基於智慧型分數階超扭曲滑動模式控制之3-PRP型並聯式機械平台
    (2022) 劉郁泓; Liu, Yu-Hong
    本論文以個人電腦作為控制單元，嘗試做出具有高精度、高強健性之智慧型分數階超扭曲滑動模式控制演算法，不僅自製3-PRP型並聯式機械平台上並實作驗證。並聯式機械平台是基於並聯式機械手臂，透過三顆旋轉伺服馬達加上連桿結構形成關節，根據連接的關節不同，在組合上相當靈活，可以被設計為3-RPP、3-PRP、3-PPR亦或上述的任意組合，而本論文選用3-PRP的架構進行自製。由於許多研究都指出並聯式機械平台都有著複雜耦合的動態特性，為了有效進行控制，透過拉格朗日方程式建立機械平台之動態模型。控制器部分，透過雅可比矩陣將 、 和 方向的目標軌跡進行轉換，將運動軌跡進行解耦合，再將命令輸入控制器。將傳統的滑動模式加入超扭曲的特性，除了保留傳統滑動模式優點外，也降低系統抵達滑動面之後的小範圍抖動，並將超扭曲滑動模式演算法引入分數階微積分概念，增加控制參數的自由度以提升控制效果。最後為了消除系統在外部干擾、參數變化等影響使其提升強健性，再提出循環神經網路估測器補償系統之不確定性誤差，發展出智慧型分數階超扭曲滑動模式控制系統，此系統也通過李亞普諾夫穩定性來證明穩定性及權重更新。經過實驗證實，本研究設計之控制演算法可以有效控制自製之3-PRP型並聯機械平台。
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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。