Abstract
本論文研究主要以無刷直流馬達為研究對象，發展以霍氏感測器配合位置估測技術之準向量控制驅動器，及其學習式伺服控制器。首先針對六步方波驅動正弦波反電動勢之無刷直流馬達所造成之力矩漣波現象，提出以霍式感測器配合簡單的位置估測技術，提供向量控制所需之位置資訊，以改善力矩漣波。此外，以晶格映射概念為基礎，發展一種不需系統數學模型的學習控制方法，並將其應用於無刷直流馬達之速度及位置伺服控制上，且以 Intel 80196MC 單晶片微控制器結合 TMS320C50 數位訊號處理器之雙微處理器的架構作實驗驗證之工作。本論文研究共分為以下三個部份：一、準向量控制驅動器：利用霍氏感測器的輸出特性，配合以平均轉速估測位置的方法，取代昂貴之軸編碼器，以提供向量控制驅動無刷直流馬達的依據。霍氏感測器輸出變化訊號亦被利用來校準估測位置，使得位置估測誤差不會累積。利用六步方波驅動，可以解決此驅動方式之靜止起動的問題。二、學習式速度伺服控制器與負載干擾估測器：利用晶格映射量化的概念，藉由記錄無刷直流馬達的動態行為，以學習的方式產生所需的速度控制器。其次，發展一負載干擾估測器 (disturbance estimator)，以改善學習式控制器之強健性。加入移動平均 (moving average) 的平滑概念以降低負載干擾估測器對高頻雜訊的敏感性，並加入一閥值(threshold)機制以加速對變化較大之負載干擾的暫態響應。三、學習式位置伺服控制器：因晶格映射學習方法需大量的記憶體，本文提出層疊串接 (cascade) 的學習控制架構，以降低對記憶體數量的需求，並加快學習速度。另外，於實際閉迴路控制時，適時加入一積分補償迴路，以消除因狀態變數量化干擾及學習錯誤等問題所造成之穩態誤差。