Abstract
本文以磁浮軸承為對象設計製做一種光電位移感測器。該感測器採用商品化光電積體電路元件做為訊號源，經自製之訊號處理電路輸出電壓訊號，再以校準方式獲得電壓與位移之關係曲線。由測試結果得知，其工作區間約為2mm，輸出訊號之靈敏度為1.8 V/mm ，雜訊值為 4 mV 。為測試自製感測器在磁浮軸承控制之性能，本文建立一套單軸磁浮軸承實驗系統，該系統主要組件為：磁浮機構做為受控體，數位訊號處理器做為控制器，自製光電位移感測器提供位移訊號，如此形成閉回路控制系統。並採用線性化之受控浮軸承實驗系統。體數學模式，根據滑動模式控制原理設計具有強健性之控制器，由數位訊號處理器執行控制律的計算，進行數位控制。實驗結果顯示，在滑動模式控制下，系統的穩定性對系統參數變動、靜態外力干擾及位置偏移量皆具有強健性，其穩態位置誤差在0.01mm以內。且在動態特性方面，可設定系統的阻尼比，不受系統參數變動的影響然而，系統對於動態外力干擾的抑制能力尚不甚理想，為後續研究的重要問題。根據實測結果，本文自製光電位移感測器之性能，尚可符合一般磁浮軸的要求，並具有低價格的特點。故本文的結果對於國人在研發磁浮軸承系統而面臨高價位位移感測器之問題時，提供一種減低設備費用的辦法。另外，滑動模式控制應用於磁浮軸承之實際效果，亦可做為相關研究人員員參考。