壓電式力量感測之低頻補償及其於伺服機構之應用

研究計畫: 政府部門科技部計畫

專案詳細資料

說明

本計畫使用壓電式力量感測器,利用運動系統的剛體模型,並導入適應性法則,以獲得良好的力量訊號,並應用於一個運動平台。力量訊號的運用使得運動系統能與環境互動,達到僅靠位置控制無法執行的任務。力量訊息的取得方式可以概分為使用力量感測器與使用力量估測法則兩類。在力量感測器方面,壓電式力量感測器擁有剛性高、體積小、動態範圍大與線性測量範圍寬等優點,但是卻無法量測靜態與近乎直流的力量。本計畫結合這兩種方式,使用壓電式力量感測器,提出低頻力量估測方法,以補償壓電式力量訊號的低頻部分,獲得完整的力量訊號。 本計畫使用運動系統的剛體模型,來推測力量訊號的低頻部分;由於系統本身存在著未知干擾,而且系統模型具有不確定性,因此導入適應性法則,估測環境力之外的系統擾動,以達到準確的低頻力量觀測。相較於先前的力量估測法則,其需要預知環境力之外的系統擾動,本計畫提出的方法不需事先知道環境力之外的系統擾動;此外,先前具有力量估測的控制系統中,常需額外再增加一個干擾估測器,以補償整體的系統擾動,而本計畫提出的方法亦會一併產出干擾估測,不需額外實現一個干擾估測器。 相較於先前的壓電式靜態力量感測方法,本計畫提出的方法無須重新設計感測器的結構,無須重新設計感測電路,且同時具有量測靜態與動態力量的能力。相對於使用應變規的load cell,本計畫使用的壓電式力量感測器具有較高剛性、較小體積,能保有運動系統本體的剛性與緊湊程度。關於壓電式力量感測器的使用,本計畫提出的方法能補償其低頻無法感測的部分,除了保有壓電式力量感測器的優點之外,亦能量測靜態的與近乎直流的力量。 本計畫提出力量估測方法,並應用於以線性馬達為基礎的運動系統,以驗證本計畫提出方法的實用性與有效性。透過這些應用實驗,本計畫訓練學生建構DSP/FPGA(digital signal processor/field- programmable gate array)機電控制系統,培育技術人才,並促進產學交流。
狀態已完成
有效的開始/結束日期2018/08/012019/08/31

Keywords

  • 力量觀測器,力量估測,壓電式力量感測器,低頻補償,線性馬達。

指紋

探索此專案觸及的研究主題。這些標籤是根據基礎獎勵/補助款而產生。共同形成了獨特的指紋。