第五章 並聯式六軸平台動態控制模擬
5.2 順滑模態反覆式學習控制器 於電液驅動器軌跡追隨
圖 5-17 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=1~4 學習結果
圖 5-18 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=4 穩態情況
圖 5-19 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=4~7 學習結果
圖 5-20 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=7 穩態情況
圖 5-21 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=8~10 學習結果
圖 5-22 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡定位控制圖 k=10 穩態情況
圖 5-23 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡反覆學習軌跡圖
圖 5-24 SMD-ILC 控制器 5cm 定位誤差反覆學習收斂結果
圖 5-25 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡反覆控制 K=1 輸入電流時間關係
圖 5-26 SMD-ILC 控制器 5cm 軌跡反覆控制 K=10 輸入電流時間關係
由圖 5-17~5-22 中顯示， SMD-ILC 控制器在 5cm 步級目標定位控制 結果，由圖中每一次的反覆學習過程中可發現，系統輸出軌跡能夠快速趨 近期望位置，並由圖 5-23~5-24 中可看出，當系統軌跡在第 4 次學習過程 後，輸出軌跡便可接觸到順滑平面，發揮順滑模態控制效果使系統控制器 無論在狀態及學習次數兩個方向同時具備良好軌跡追隨能力。藉由兩個方 向同時修正下，使得系統響應速率及暫態響應，能在更快速將穩態誤差有 效收斂至順滑層容許範圍內，並藉由 ILC 反覆操作學習下，降低高頻振顫 現象，減少穩態誤差。圖 5-25~26 中顯示學習次數 K=1 及 K=10 輸入電流 與時間的變化關係。
當執行 SMD-ILC 控制器在 5cm 步級目標定位過程間，轉換為正弦波 (1HZ；振幅 2cm)規劃軌跡追隨控制。測試系統目標條件突然改變時，控 制器可否有效追隨規畫軌跡。
圖 5-27 SMD-ILC 控制器於 5cm 定位正弦波軌跡追隨 K=1~4 學習結果
圖 5-28 SMD-ILC 控制器於 5cm 定位正弦波軌跡追隨 k=5~8 學習結果
圖 5-29 SMD-ILC 控制器於 5cm 定位正弦波軌跡追隨 k=9~15 學習結果
圖 5-30 SMD-ILC 控制器於 5cm 定位正弦波軌跡反覆學習追隨圖
圖 5-31 SMD-ILC 控制器 5cm 定位正弦波追隨誤差反覆收斂結果
圖 5-32 SMD-ILC 控制器 5cm 正弦波追隨反覆學習-輸入電流時間關係
由圖 5-27~5-29 中顯示，SND-ILC 控制器在 5cm 步級目標定位過程中，
突然改變追隨軌跡為正弦波(1HZ；振幅 2cm)之控制結果。由圖中輸出軌 跡可看出系統藉由 15 次收斂學習後，能使輸出軌跡有效追隨控制訊號。
由圖 5-30~5-31 誤差修正圖中，一樣可以看出系統的追隨誤差在 6 秒時因 控制目標的突然改變而劇增，不過當 SND-ILC 控制器在第 9 次的學習過 程中，系統的輸出軌跡將能夠接觸至順滑平面上，發揮順滑模態控制器穩 定特性，有效抑制在 6 秒時因目標改變所產生的追隨誤差，由結果可知在 兩控制器交互收斂誤差並修正軌跡情況下，整體系統在 15 次學習過程下，
便能使輸出軌跡有效追隨控制目標。圖 5-32 顯示在不同學習次數中輸入電 流與時間的變化關係。
圖 5-33 運動平台各桿軌跡規劃及控制示意圖
圖 5-36 運動平台角度軌跡規劃
圖 5-37 平台各桿驅動器對應之運動軌跡
圖 5-38 平台各桿驅動器對應之驅動力量
(a)K=1 (b)K=10
(c)K=15 (d)K=20
(e)K=25 (f)K=30
圖 5-39( a~ f ) 運動平台圓軌跡 PID-ILC 反覆學習結果
圖 5-40 運動平台圓軌跡 PID-ILC 反覆學習 K=35 結果
圖 5-41 PID-ILC 於 K=35 時，平台 X-Y-Z 運動軌跡
圖 5-42 PID-ILC 於 K=35 時，平台各桿驅動器運動軌跡
圖 5-43(a) PID-ILC 於 K=35 時，平台各桿致動力
由圖 5-40 ( a) ~( f )可以看出 PID-ILC 反覆學習控制器於運動平台圓形 軌跡目標追隨學習過程，主要目的希望藉由反覆的學習操作下，使其平台 X、Y 方向運動軌跡行為，能夠趨向系統所規劃順時針圓型運動軌跡如圖 5-35 所示。其中圖 5-42 及圖 5-43(a)為第 35 次平台各桿致動器運動軌跡及 致動力輸出變化。
圖 5-43(b) PID-ILC 於 K=35 時，平台各桿輸入電流
藉由各桿軌跡以及力量誤差反覆修正過程下，輸出結果顯示 PID-ILC 控制器能在第 35 次操作過程中，可以明顯將平台運動行為有效學習系統 所規劃之圓形軌跡路徑，圖 5-43(b)為第 35 次學習中各桿輸入電流與時間 關係變化圖。