Abstract
在一個高性能要求的伺服控制系統中，例如應用在印表機，磁碟機等電腦周邊設備的累進式伺服控制系統，如何同時達到系統快速反應，盡可能低的超越量，以及高準確度等優點的位置定點控制是目前急待解決的問題。然而系統運作過程中，外界的干擾以及系統參數的變化不定，嚴重影響系統反應，更使此一問題複雜化。因此，如何設計一個符合我們性能要求又具有穩健性的控制器實為當前之需。而對於伺服系統定位控制，一直有許多文獻探討。傳統的方法是設計一比例－積分－微分（PID ）控制器，利用調整三個參數值的大小來達成規格之要求。然而，在系統參數發生變動及外界干擾情況下，欲調整出合適之增益值，無論利用分析或實驗方法皆不容易達成。此外，Kirk提出最短時間控制理論（bang-bang control ），採用輸入最大正值及最大負值互相切換來獲得系統的快速反應。然而，正確地計算正負值切換次數和時間並不容易，系統參數變動和外界干擾更使此一正負值切換平面（switching plane ）移位，此一控制器即失去原先快速定位的優點。因此，基於高性能伺服系統需要具穩健性快速定位的要求，本文即以累進式直流伺服控制系統為對象，利用多微處理機系統來設計一穩健性控制器。此一穩健性控制器分兩階段來實現，第一階段以模式跟隨適應控制方法做速度迴路控制，第二階段以可變結構控制理論做位置迴路控制，期望達到穩健性佳的高準確度快速定位目的。本文利用IBM PC-AT 微電腦和TMS320C25 數位訊號處理卡所構成之多微處理機系統設計控制器，建立馬達伺服控制系統。實驗系統的馬達位置由一自行設計之資存取介面讀入，緊接著交由IBM公司PC-AT16位元320C25 16 位元微電腦以平行運算方式計算控制輸入，以1.02毫秒之計算速度，將最後計算所得的控制輸入直接由TMS320C25 的數位╱類比（D/A ）轉換埠送出，直接控制馬達運轉。所設計之VSS ，AMFC兩階段式控制器透過理論上分析模擬和建立實驗系統的驗證，結果顯示對於馬達系統定範圍參數變動和定範圍干擾輸入測試都具有穩健性相當好的高準確度快速定位結果，充分顯示本文為一實用之微電腦控制系統，適合應用於高性能要求之工業控制。