電磁線性致動器驅動器設計與撓性機構的無感測定位控制
Intelligent Drive Design of an Electromagnetic Linear Actuator for
Sensorless Position Control of Flexure Mechanism
計畫編號：NSC 98-2221-E-230 -019
計畫主持人：陳正義教授
融入課程名稱: 電動機控制
融入課程單元:直流馬達之驅動與控制
授課教師: 陳正義
整合三軸解耦合撓性微致動器
控制系統實驗架構圖
16位元MCU智慧型驅動器
16位元MCU智慧型驅動器實驗架構
Quantized Current Regulator
Disturbance Observer design
Backstepping controller design
x1 = x2
x2 = -Kd dn x2 -cn x1 +dniq
V1 == -e1e2 +e1 xd - α x1
V2 =V1 +e2e2 -c1e12 +
e2 [-e1 - kd d n x2 - cn x1 +d niq - α( x1 )]
V2 = -c1e12 -c2e22 0
結論
• 本計劃主要在設計一個三軸解耦合撓性微運動機構的高精密定位控制，
每一軸在線性制動器(音圈馬達)控制下，可以達成控制目標為有
3~5mm 的運動範圍且每一軸的定位精度可以高達0.1um。在目標達
成之後，我們將會往更困難的控制目標前進，以期增加國內企業的研
究能力及技術能量。參與研究之人員可以經由系統之研發，學習到整
個系統之開發過程，由系統之設計與建構，系統之實際測試，並且由
實際系統之量測訊號分析了解系統之工作性能，最後由於參與嵌入式
控制器之開發及實務應用，學習到控制器之測試及韌體修正過程與實
驗之研究步驟。由於智慧型控制器設計是屬於一個非常困難及實務的
研究內容，尤其是在定位精度要度在1m級以下，很多訊號分析問題
會被包含進來。因為本計畫的驅動、控制方法與三軸解耦合撓性微運
動機構都是由計畫參與人員自行設計，在模擬系統的控制器應用至高
精度三軸解耦合撓性微運動機構定位系統實驗時，面臨AD/DA解析度
不足、微控制器運算精度及訊號處理問題，致使實驗成果不足，未來
本計畫參與人員將根據已經完成的三軸解耦合撓性微運動機構，將採
用32位元DSP的微控器持續研發符合需求的智慧型控制器設計，共採
用16位元AD/DA轉換介紹，以期達成預定目標及將技術轉移給廠商。