Abstract
一般文獻中所採用的磁浮系統模型，常常忽略一些如漏磁、有限鐵心導磁率等物理現象，以簡化模型及控制器的設計，但這可能使系統的性能受到限制。本論文將以多輸入多輸出的磁浮軸承系統為對象，將非線性物理結構引入模型中，並經由適當的控制器設計，讓磁浮系統能應用於高性能的機器上。 首先將以一維之磁浮軸承為例，利用鍵結圖(Bond Graph)並適當地考慮漏磁、邊緣磁場及有限鐵心導磁率等物理現象後，建立輸入電流、氣隙與電磁力關係式，並以Ansoft有限元素法分析其適用性。之後，將此關係式應用於五軸磁浮主軸上，建立多輸入多輸出(MIMO)的系統模型。藉著較適當的模型，針對軸向與徑向磁浮軸承系統的非線性及不確定項，設計出強健性之滑動控制器。此外，為解決在軸向軸承中，實際控制器所出現之控制輸入抖顫情形，本論文並提出一結合非線性控制與線性控制的混合型控制器(hybrid controller)。最後，透過數位訊號處理晶片(DSP)來實現控制器，分別對軸向以及徑向軸承施以控制。實驗結果顯示滑動控制器的確對於系統之未確定項具有強健性。