转移函数自动撷取系统与速度控制器设计 - 国立勤益科技大学.pdf

人文社會科學學刊 第一期 轉移函數自動擷取系統與速度控制器設計 羅永昌1 陳麒光2 陳正捷3 1 國立勤益科技大學電機工程系 教授 2 國立勤益科技大學電機工程系 研究生 3 國立勤益科技大學電機工程系 研究生 Abstract This paper develops an automated DSP-Based measurement system to validate the transfer function model for unknown load. In this system, the parameters of sinusoidal testing signal such as amplitude, frequency range and sampling time, are defined by user. Then, the testing signals enter the unknown load, and the frequency response collected at the output port is analyzed based on the mathematical theorems. Finally, the transfer function model of unknown load is identified. Keywords: acquired system for transfer function 、DSP-Based 、induction motor. 55 轉移函數自動擷取系統與速度控制器設計 摘要 本文旨在研製轉移函數自動擷取系統，其核心系統乃是利用 TI 公司所 生產之 TMS320C6713 與 TMS320F2812 數位訊號處理器，來發展一 DSP-Based 轉移函數自動擷取系統，以驗證未知系統的轉移函數模 型，並將其應用於交流感應馬達之轉移函數自動擷取與驗證。對於交 流感應馬達系統而言，本文利用頻率響應法來估測感應馬達系統的轉 移函數，其是透過由使用者自行定義頻率的正弦波測試訊號產生器， 輸入訊號至受測系統，再將所獲得的輸出穩態響應訊號資訊，運用數 學分析法來取得受測系統的轉移函數模型。 關鍵字：轉移函數擷取、DSP-Based 、感應馬達。 一、前言 隨著科技與工業的蓬勃發展，致使整體的設備機構也逐漸的走向了自動且精準化的目 標，因此必須建立一個準確的受控系統轉移函數（Transfer function ）以達成良好的操控 穩定度。所以在產業界或學術界的機電驅動系統中，不論是在控制器設計、穩定度分析、 系統操作、動態變異性的偵測與診斷、以及對於老舊系統的性能改善…等，對於瞭解整 體系統的動態特性皆是非常重要的工作。通常系統模式的建立有兩種方式：一種是從定 理或定律著手，其適用於單純系統。而另一種方法則可應用於複雜系統，其是利用實驗 方法由觀測分析兩種(含)以上物理量，再使用適當數學模式將其連結起來。針對機電驅 動系統而言，雖然可精確地獲得馬達的數學模式，且相關文獻也探討其參數自動量測方 式[3] ，但當受控馬達與其帶動的負載整體為多元性且複雜時，往往無法精確地獲得馬 達負載系統的轉移函數。因此有必要發展馬達負載系統之轉移函數自動擷取平台，以利 於設計優越的控制器來提升機電驅動系統性能。 二、頻率響應法 系統對於正弦輸入訊號的穩態響應，稱為頻率響應。大多數控制工程人員應用頻率響應 法所提供的分析來設計控制系統時，總是在某一個所關心的頻率範圍內，改變輸入信號 頻率