應用UIO改進運動控制的軌跡精密度

Abstract

在加工程序裡，最重要的是它的加工精密度。一般而言，可利用前置控制器來達到追 跡(tracking)精密。但是實際上，怍削力(cutting force) 和摩擦力(friction)等擾 動都會破壞前置控制器的性能，是以設計具有更強抗拒擾動(disturbance rejection) 特性的伺服系統，對於精確的軌跡運動是有其必要的。 在這近二十年裡，Unknown Input Observer(UIO) 理論主要是探討：如何估測一同已 知和未知輸入影響的線性非時變系統的狀態。目前大部份的論文主要在探討它存在的 充份與必要條件，而少有實際應用的例子。本論文將利用general-structured UIO來 進一步推導，不僅能估測系統狀態，並進而估測外在擾動，因而設計出extended unknown input observer(EUIO)，實驗結果證明與理論相當吻合。 本論文中，我們應用EUIO於伺服系統,來估測系統的狀態和所受的外在擾動。並將估 測的外在擾動應用於運動控制中，以補償外在擾動對伺服系統的影響，促使原伺服系 統有更強的抗拒擾動特性。再配合前罝控制器，而達成軌跡精密的目的。而後，藉由 分析外在擾動的特性，將其應用於機械加工監控(machining montitoring) ，監視切 削過程中的切削力，並經實驗結果驗證上述方法的可行性。