騎士-機車系統運動控制:模糊控制方法

Abstract

機車穩定性和操縱的良窳直接影響騎乘安全，本研究旨在從理論和實驗觀 點，探討騎士-機車系統運動控制。本文貢獻包含三部份，首先，本研究 運用漢米頓模式推導系統運動方程式，系統模式不僅表現機車本體運動， 而且考慮騎士姿勢變化。其次，由於傳統線性模式無法完全地表現騎士複 雜的控制行為，因此本研究分別利用可變結構控制和模糊控制表現騎士控 制行為。最後，在實際應用中，模糊控制缺少較有系統的設計方法；為了 解決此問題，本研究提出兩種方法，即基因法則及滑動模態法俾決定模糊 規則的參數。本研究執行迴轉盤上倒立棒實驗，除了能驗証理論分析的有 效性之外，亦模擬騎士-機車系統轉彎時，騎士身體側傾的動作。模擬結 果顯示穩定性和操縱性會彼此互斥，機車在高速時較不易操控，然而低速 時不易維持穩定。本研究所發展之方法均以電腦模擬和實驗驗證其有效性 。本研究可應用於機車系統設計，藉以加強操控性能和改善騎乘安全。