Abstract
近年來，線性馬達在工業應用上有逐漸增加的趨勢，本文將提出線性馬達伺服驅動器的制作，實驗模式建立及其控制器設計。線性馬達的驅動器包括了外迴路的速度 /位置控制器、內迴路的電流控制器、定頻控制PWM 及變流器等四個部份。我們在外迴路採用一新式的強健控制器，此控制器的設計又可分為三部份，第一部份以極點置放的設計觀念，符合設計者對性能的規格及要求，第二部份是對不確定量的補償，第三部份是非線性量的補償。內迴路方面則採用傳統的比例積分式(Proportional PlusIntegral)控制器來完成電流控制，並根據馬達所在的位置來導通電流以驅動線性馬達。在定頻控制PWM上，我們已全數位化(Fully Digitized)來完成，經過與一三角波比較後而求得工作週期(Duty Cycle)，再將其送至變流器。在本論文中，我們從最基本的安培定律和法拉第感應定律作出發來推導線性馬達的推力模式。並利用HP公司所生產的HP-3562A數位信號頻譜分析儀(Dynamic Signal Analyzer) 來作系統鑑別以求得線性馬達的轉移函數(Experimental Transfer Function)以方便控制器的設計與應用。於實驗之驗證部份，本文以PC/AT 486為主控制器，經由輸入/輸出介面與即時程式之撰寫完成整個迴路控制系統架構。由實驗結果顯示，設計出的伺服驅動控制器設計於定位、循跡與推力控制上均提供相當優越的響應特性。