Abstract
本研究的主要目的是設計一用於軌跡產生器（path generator）的平面智慧型機系統，以消減機構中彈性連桿的動態響應，進而達成位於連桿上繪線筆位置點（ tracerpoint ）的精確定位性能。本研究包括兩部份，前半部份將針對平面連桿機構的彈性搖臂桿進行動態分析，以變分法（rariational method）推導運動方程式，並進一步建立由各模態（mode）所組成的狀態空間表示法（state-space representation）。後半部份將使用壓電材料（piezoelectric materials ）或集中力產生器（concentrated force generator）為控制效應器（control effector）；應變計（strain gauge）或壓電材料為感測器（sensor），以最佳調節器理論（optimal regulator theory）設計回饋控制器來達成消減繪線筆位置彈性動態響應的目的。回饋空制器包括一回饋控制定律（ feedbackcontrol law ）與一觀察器（observer）。回饋控制定律乃根據少數主要模態而設計，將提供一將態回饋控制輸入以衰減（damp out）暫態響應，並提供一參考控制輸入以補償（compensate）因機構高速運轉下慣性力（inertia force ）所造成的穩態響應。觀察器將由感測器輸出量來估計回饋控制定律中所需參用的狀態值。最後，將針對由彈性機構與所設計回饋控制器組成的閉迴路系統進行電腦數值模擬（numerical simulation）來評估（evaluate）此智慧型機構系統對於改善繪線筆位置彈性動態響應的效果。