請用此 Handle URI 來引用此文件:
http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44305
完整後設資料紀錄
DC 欄位 | 值 | 語言 |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | 江茂雄 | |
dc.contributor.author | Keng-Ku Chen | en |
dc.contributor.author | 陳畊谷 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-15T02:50:04Z | - |
dc.date.available | 2009-08-14 | |
dc.date.copyright | 2009-08-14 | |
dc.date.issued | 2009 | |
dc.date.submitted | 2009-08-05 | |
dc.identifier.citation | 參考文獻
[1] R.H.Weston, P.R.Moore, T.W.Thatcher and G.Morgon. Computer Controlled Pneumatic Servo Drives. 1984. [2] Noritsugu, T. Electro-Pneumatic Feedback Speed Control of a Pneumatic Motor. Part I : With an Electro-Pneumatic Proportional Valve. Journal of Fluid Control, 1987, 17-37. [3] Noritsugu, T. Development of PWM Mode Electro-Pneumatic Servomechanism. Part II : Position Control of a Pneumatic Cylinder. Fluid Control, 1987, 66, 65-80. [4] J.Song and Y.Ishida. A Robust Sliding Mode Control for Pneumatic Servo System. International Journal of Engineering Science, 1997, 35, 711-723. [5] T.C.Su and C.Y.Kuo. Variable structure control of a rodless pneumatic servoactuator with discontinuous sliding surfaces. 2000 American Control Conference, pp. 1617-16212000). [6] N.Shu and G.M.Bone. High steady-state accuracy pneumatic servo positioning system with PVA/PV control and friction compensation. Robotics and Automation,IEEE International Conference, 2002, 3, 2824-2829. [7] Kaitwanidvilai, S. and Parnichkun, M. Position control of a pneumatic servo system by genetic algorithm based fixed-structure robust H infinity , loop shaping control. IECON Proceedings (Institute of Electrical and Electronics Engineers Computer Society 2004). [8] 鄭奇能. 氣壓缸精密定位設計與控制於受垂直負荷之研究. 機械工程學所 (國立成功大學, 台南, 2005). [9] 劉淵銘. 奈米精度氣壓-壓電混合驅動之XY-Z三軸長行程定位系統設計與適應性滑動控制. 自動化及控制研究所 (國立台灣科技大學, 台北, 2007). [10] 陳智盛. 自動對焦與視覺伺服控制應用於氣壓YZ定位控制之研究. 自動化及控制研究所 (台灣科技大學, 台北, 2007). [11] Rao, Z. and M.Bone, G. Nonlinear modeling and control of servo pneumatic actuators. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2008, 16, 562-569. [12] 林浩庭. 氣壓系統伺服三自由度平行機構設計與控制之研究. 工程科學及海洋工程研究所 (國立台灣大學, 台北, 2008). [13] J.-J.E.Slotine. Sliding controller design for non-linear systems. International Journal of Control, 1984, 40, 421-434 [14] A.C.Huang and Y.S.Kuo. Sliding Control of Nonlinear Systems Containing Time-varying Uncertainties with Unknown Bounds. International Journal of Control, 2001, 74, 252-264. [15] P.C.Chen and A.C.Huang. Adaptive Sliding Control of Active Suspension Systems with Uncertain Hydraulic Actuator Dynamics. Vehicle System Dynamics, 2006, 44, 357-368. [16] Chen, B.S., Lee, C.H. and Chang, Y.C. H infinity Tracking of Uncertain Nonlinear SISO Systems:Adaptive Fuzzy Approach IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 1996, 4 [17] Wang, W.Y., Hsu, M.L.C., James, C.C. and Lee, T.T. H infinity tracking-based sliding mode control for uncertain nonlinear systems via an adaptive fuzzy-neural approach. IEEE Transactions on Systems 2002, 32,483-492. [18] Hsu, C.F., Lee, T.T. and Lin, C.M. Robust adaptive fuzzy sliding-mode control with H infinity tracking performance for a class of nonlinear systems. Proceedings of the IEEE International Conference on Control Applications, 2004, 1, 604-609. [19] Zhang, Y.A., Mi, Y.L., Zhu, Z.M. and Lu, F.L. Adaptive sliding mode control for two-link flexible manipulators with H infinity tracking performance. International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 2005, 702-707. [20] C.C.Kung and T.-H.Chen. H infinity tracking-based adaptive fuzzy sliding mode controller design for nonlinear systems. IET Control Theory and Applications, 2007, 82-89. [21] 廖家宏. 創新進氣結構氣浮平台之設計與分析. 動力機械工程研究所 (國立清華大學, 新竹, 2007) [22] Slotine, J.-J.E.,Li, W.,”Applied Nonlinear Control,” Prentice Hall, 1991. [23] 黃安橋, ”適應性控制理論上課講義,” 國立台灣科技大學機械工程所, 2006. [24] 郭有順, ”不確定時變系統之適應控制研究,” 國立台灣科技大學機械工程所博士學位論文, 2002. | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44305 | - |
dc.description.abstract | 本研究旨在發展具主動控制之平面顯示器玻璃基板氣浮平台系統,將高壓氣體輸入至氣浮塊內,藉由氣浮塊表面之細小孔隙噴出高壓氣體,利用此高壓氣體在氣浮塊與其上之玻璃基板間形成氣墊層,利用氣墊層與外界大氣壓之壓差,藉以提供玻璃基板的升力,使玻璃基板可漂浮於氣浮平台之上,不會直接與平台接觸,減少玻璃基板與平台間磨擦力。此氣浮平台將可運用於TFT-LCD玻璃基板與太陽能面板的工業製程中,改良傳統工業製程中,利用滾輪支撐與帶動的運送方式,以減少玻璃基板因為摩擦力存在而毀損的機會。
本文針對時變氣壓系統的數學模型,進行降階簡化,使氣壓系統為一三階非線性時變系統,且能滿足匹配條件。在控制器設計的部分,引用具 性能追蹤之函數近似法為基礎之適應滑動控制器,採用函數近似法近似非線性系統之數學模型,藉以克服系統之高度不確定性及時變問題,本文採用軌跡-定位的方式進行定位控制,以求同時兼顧系統之暫態及穩態特性。 本文首先以電腦進行靜態之玻璃基板於氣浮平台上之變形量模擬,並在實際實驗前利用電腦進行動態的模擬,藉以驗證其控制系統架構之可行性,最終以實驗的方式來實現,其實驗的項目包含玻璃基板漂浮高度之位移量軌跡追蹤控制,穩態穩定性之分析及系統之強健性分析。 | zh_TW |
dc.description.abstract | The objective of this thesis is to develop an air bearing table with active control for the floating altitude of the glass substrates of TFT-LCD or solar energy. The principle of an air bearing table is to input the high pressure air to the air bearing blocks on which there are small orifices to spurt the high pressure air such as to form an air cushion between the air bearing and the glass. The lifting force to the glass can be formed by using the difference in pressure between the air cushion and the atmospheric pressure such that the glass substrates can float on the air bearing table and don’t contact the air bearing table directly. Hence, it can reduce the friction between the glass substrates and the air bearing table in compared with the conventional roller conveyors.
The study first derives the nonlinear time-variant mathematical models of pneumatic system and then simplify the models for a 3rd system. In the controller design, Fourier series-based adaptive sliding-mode controller with tracking performance is used. To ease the adverse effects caused by approximate errors, unmodeled dynamics and disturbances prior to constructing the control input , the tracking design technique and the Fourier series-based functional approximation technique are incorporated into the sliding-mode control method. Bedsides, this study also analyze the deformation of the glass substrates on the different arranged air bearing table in the steady state for ensuring better air bearing effects and less deformation of glass substrates. Then, the dynamic simulation of overall air-bearing table is implemented for confirming the feasibility of the developed systems. Finally, practical experiments, including position step response, path tracking control of the floating altitude of the glass substrates are perfromed for the verifying the control performance, stability and robustness of the developed system. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T02:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-98-R96525020-1.pdf: 2253920 bytes, checksum: 83b1ce667ad7fd9ae04a1d91aac50144 (MD5) Previous issue date: 2009 | en |
dc.description.tableofcontents | 目錄
口試委員會審定書 I 誌謝 II 摘要 III ABSTRACT IV 圖目錄 VIII 表目錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 文獻回顧 2 1.2.1 氣壓系統文獻回顧 2 1.2.2 控制理論文獻回顧 3 1.2.3 氣浮平台系統文獻回顧 4 1.3 研究動機及本文架構 6 1.3.1 研究動機 6 1.3.2 本文架構 7 第二章 機構設計與系統架構分析 9 2.1 氣浮平台之機構設計及建立 9 2.2 氣浮系統架構及流程介紹 11 2.3 實驗設備 13 2.3.1 氣壓系統 13 2.3.2 氣浮設備系統 16 2.3.3 量測系統 18 2.3.4 控制系統 20 第三章 數學動態模型之建立 23 3.1 氣浮平台系統參數定義 23 3.2 比例伺服閥之數學模型建立 24 3.2.1 比例伺服閥內部構造 24 3.2.2 孔口質量流率之數學模型 26 3.3 氣浮系統數學模型 28 3.3.1 氣浮塊控制空間 29 3.3.2 間隙控制空間 30 3.3.3 質量流率參數設定 31 3.3.4 連續方程式建立 32 3.3.5 氣壓系統數學模型 (氣浮平台運動連續方程式) 34 第四章 控制理論與控制器設計 35 4.1 滑動模式控制理論 35 4.1.1 滑動模式 35 4.1.2 滑動平面的選擇 37 4.1.3 滑動模式控制理論推導 37 4.2 函數近似法 40 4.2.1 函數的正交 40 4.2.2 傅立葉級數 40 4.3 控制器之設計 42 4.3.1 適應性滑動模式控制器設計 42 4.3.2 控制參數設定 46 第五章 模擬及實驗結果分析與討論 47 5.1 氣浮平台之玻璃基板變形量之模擬 48 5.1.1 ANSYS玻璃基板變形量數值模擬-氣浮塊排列方式 (I) 49 5.1.2 ANSYS玻璃基板變形量數值模擬-氣浮塊排列方式(II) 51 5.1.3 ANSYS玻璃基板變形量數值模擬-氣浮塊排列方式(III) 53 5.2 玻璃基板抬升位移量之模擬 55 5.2.1 開迴路玻璃基板位移量之模擬 56 5.2.2 閉迴路步階響應之模擬 59 5.2.3 閉迴路五階軌跡-定位之模擬 63 5.2.4 閉迴路sine軌跡之追蹤控制之模擬 71 5.2.5氣浮平台系統運作功率之分析與比較......................... 75 5.3 玻璃基板升位移量之實驗 76 5.3.1 開迴路玻璃基板位移量之實驗 76 5.3.2 閉迴路步階響應實驗 80 5.3.3 閉迴路五階軌跡追蹤實驗 87 5.3.4 閉迴路五階軌跡-定位控制實驗 94 5.3.5 閉迴路sine軌跡之追蹤控制之實驗 101 5.4 玻璃基板上升位移量實驗結果綜合比較 108 5.4.1 系統開迴路與閉迴路控制之實驗結果比較 109 5.4.2 不同控制器之實驗結果比較 111 5.4.3 不同行程之實驗結果比較 113 5.4.4 不同負載之實驗結果比較 115 5.4.5 sine軌跡追蹤之實驗結果比較 117 5.5 氣浮平台之系統穩定性測試實驗 119 第六章 結論與未來展望 123 6.1 結論 123 6.2 未來展望 124 參考文獻 125 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 平面顯示器玻璃基板主動式氣浮平台之設計與控制研究 | zh_TW |
dc.title | Design and Control of an Active Air Bearing Table for Flat Panel Display Glass Subtrate | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 97-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 薛文証,林靖國,郭文化,楊飛龍 | |
dc.subject.keyword | 平面顯示器,玻璃基板,氣浮平台系統,氣壓伺服系統,適應性滑動控制,函數近似法,H-infinite 控制, | zh_TW |
dc.subject.keyword | glass substrate,TFT-LCD,air-bearing system,pneumatic servo system,adaptive sliding mode controller,function approximation,H-infinite control, | en |
dc.relation.page | 126 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2009-08-05 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 工程科學及海洋工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 工程科學及海洋工程學系 |
文件中的檔案:
檔案 | 大小 | 格式 | |
---|---|---|---|
ntu-98-1.pdf 目前未授權公開取用 | 2.2 MB | Adobe PDF |
系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。