網路式與集中式實驗結果

在3.2中介紹了整個平台於集中式平台控制器的設計，取樣時間為 2 ms，由 於網路式的控制方式必須花費較大的傳輸時間，因此整體取樣周期必須大於 50ms以上，接下來將介紹平台網路式與集中式的控制結果於不同的取樣周期 下，對於整體平台的實際位置誤差的結果，並與集中式控制作比較。

3.3.1 開迴路控制

整體平台於未加入控制器時，位置誤差由encoder所觀察到的誤差於不同 的取樣時間，如表 3-4，在各種不同取樣時間下整體平台誤差由馬達回授可 以得到若未加入平台控制器，則集中式產生了較大的誤差，這是由於各軸不 匹配的情況下，則平台隨著取樣時間越大而位置誤差也越明顯；而NCS則由 於各軸直接接受RS-232 命令，所以於整體路徑的行走上會有較小的誤差 值。

圖 3-9為表示平台未加入控制器於集中式與網路式的軌跡，可以看出由 集中式控制各軸不匹配的情況下，則若平台旋轉角度越大，則encoder誤差越 為明顯；而於網路式控制則各軸較為匹配，因此平台加旋轉由encoder反算誤 差較小。

表 3-4 未加入位置控制器 Encoder 位置回授誤差 (單位:cm) V=30 cm/s V=100 cm/s

Centralized NCS Centralized NCS

2ms 5.71 4.09

10ms 7.98 6.02

20ms 8.76 7.16

50ms 9.23 0.04 12.47 0.16 100ms 11.43 0.10 17.63 0.36 200ms 12.82 0.48 33.77 1.69

-50

Command Feedback

-50

Command Feedback

(a) 集中式 (b) 網路式 制於 50ms取樣時間下，與集中式控制於 20ms有相當的表現，但encoder一樣差 異較大。因此於開迴路狀態下，網路式的控制有較好的表現。

0 5 10 15 20 25 30 35 40

2ms 10ms 20ms 50ms 100ms 200ms

Sampling Time

Error (cm)

Centralization Network

圖 3-10 平台運動控制開迴路於低速運動之誤差(V=30 cm/s)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

2ms 10ms 20ms 50ms 100ms 200ms

Sampling Time

Error (cm)

Centralization Network

圖 3-11 平台運動控制開迴路於高速運動之誤差(V=100 cm/s)

3.3.2 閉迴路控制

Centralized NCS Centralized NCS

2ms 0.02 0.04

Command Feedback

-50

Command Feedback

(a) 集中式 (b) 網路式 圖 3-12 平台閉迴路運動軌跡圖

由encoder觀察可以看到控制器對平台追跡的改善效果，接下來探討平台 閉迴路實際量測誤差，圖 3-13、圖 3-14為表示平台於網路式控制與集中式 控制於低速與高速運動下實際量測誤差，加入位置控制器可以有效改善平台 的實際位置誤差，特別針對原本開迴路encoder誤差較大的集中式改善最為明 顯；而網路式則因為各軸較為匹配，因此閉迴路控制改善較低。取樣時間 50ms至 200ms之間於低速及高速時，兩種模式會有相當的位置誤差。於低速 時，平台取樣時間小於 50ms位置誤差相似；於高速時，則取決於取樣時間 的大小，取樣時間越小，則準確性越好，反之則越差。

0 5 10 15 20 25 30 35 40

2ms 10ms 20ms 50ms 100ms 200ms Sampling Time

Error (cm)

Centralization Network

圖 3-13 平台運動控制閉迴路於低速運動之誤差(V=30 cm/s)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

2ms 10ms 20ms 50ms 100ms 200ms

Sampling Time

Error (cm)

Centralization Network

圖 3-14 平台運動控制閉迴路於高速運動之誤差 (V=100 cm/s)