Abstract
本論文研究主要以無刷直流馬達伺服系統中之驅動部份作為研究對象。目前驅動法則可分為六步方波與向量控制二種。本論文首先分析以 120 度六步方波配合雙向操作 PWM 驅動無刷直流馬達時所產生之非線性現象，並予以補償。其次，以Intel 80196MC 單晶片微控制器為主，實現傳統向量控制法則。在實現之過程，發展出一新的法則以產生理想之電壓向量，以簡化傳統向量控制之複雜計算，並探討系統參數變動對該控制器之控制行為影響。一般而言，為了降低馬達輸出力矩漣波，以六步方波來驅動具有梯形波反電動勢之無刷直流馬達，而向量控制則用來驅動具有正弦波反電動勢之無刷直流馬達。當無刷直流馬達之反電動勢為非純正弦波時，則傳統式向量控制器並不適用。因此本論文最後以 Intel 80196MC 單晶片微控制器發展出學習式向量控制器以解決非純正弦波反電動勢之問題。本論文研究共分為以下四個部份:第一部份針對 PWM 非線性現象，以數學分析技巧求出其簡化解與精確解析解，並初步提出以反函數觀念補償 PWM非線性問題。第二部份以 Intel 80196MC 單晶片微控制器為主，實現傳統向量控制法則。首先完成了全數位化無刷馬達伺服系統所需之硬體周邊的設計與製作。其次發展一新的法則去產生理想之電壓向量，以簡化傳統向量控制之複雜計算。最後探討了系統參數變動對該控制器之控制行為的影響。第三部份以 Intel 80196MC 單晶片微控制器為主，嘗試發展學習式向量控制法則，以解決無刷直流馬達之不完美性。此學習式法則以電壓向量觀念為精神，並配合智慧型查表法，以達其目的。最後探討在不同供給電壓下，如何選擇一觸發角，使馬達之操作轉速能夠達到最大值。第四部份以 Intel 80196MC 單晶片微控制器為主，嘗試發展另一類型具電流回授之學習式向量控制驅動法則，以解決無刷直流馬達之不完美性。此學習式向量控制驅動法則以電流向量觀念為精神。換言之，此學習式向量控制驅動法則與第三部份之學習法則最大不同處為：本部份之學習法則具有電流回授之特性。