驗證系統單軸加速度與繳速度結果與討論

首先第一個例子我們輸入 之加速度為500 cos 10𝓉，其輸出結果與輸入命 令比較圖如圖 6.1(a)，第二個例子對 _𝓎軸輸入2500 cos 10𝓉，其結果如圖 6.1(b)，

第三個例子對 輸入 1000 cos 10𝓉，其結果如圖 6.1(c)，第四個例子輸入 角角速 度為30 sin 10𝓉，其結果如圖 6.1(d)，第五個例子對 角角速度輸入 20sin 10𝓉，其 結果如圖 6.1(e)，第六個例子對γ角角速度輸入 25sin 10𝓉，其結果如圖 6.1(f) 。

圖 6.1(a)Px 軸加速度結果圖

圖 6.1(b)Py 軸加速度結果圖

圖 6.1(c)Pz 軸加速度結果圖

圖 6.1(d)α角角速度結果圖

圖 6.1(e)β角角速度結果圖

圖 6.1(f)γ角角速度結果圖

以上結果我們發現，其量測結果與命令相差一時間差，經過觀察馬達 Encoder 訊號後，發現此乃因運動控制卡利用 Countered Move 模式驅動馬達時，時間間 隔誤差所導致，其中我們以 軸舉例，其量測出 Encoder 訊號如下圖 6.1(g)至 6.1(i)，

從圖中可觀察到其驅動器所跑位置，與輸入命令相差一時間差，即訊號頻率被拉 大，引此導致最後上頂板輸出結果亦產生相對應現象，以我們的曲線 Acos(10t) 為例:一個週期時間為 628ms，會產生 62 個點，所下時間間隔 10ms，實際間隔 10.12ms，一個週期共產生 7.44ms 落差，等同每個週期會產生相位落後 4.26 度左 右。

又另外從圖中可觀察到，其馬達驅動器振幅亦未達到我們所要求之命令，因 此，此誤差亦是早成我們上頂板輸入命令之振幅誤差一主要原因。

圖 6.1(g)Leg1 Encoder 結果圖

圖 6.1(h)Leg2 Encoder 結果圖

圖 6.1(i)Leg3 Encoder 結果圖

圖 6.2(a)Ax 軸結果圖

圖 6.2(b)Ay 軸結果圖

圖 6.2(c)Az 結果圖

圖 6.2(d)Wx 結果圖

圖 6.2(e)Wy 結果圖

圖 6.3(f)Wz 結果圖

以 上 即 我 們 測 試 六 軸 混 合 之 一 組 Case ， 輸 入 三 軸 慣 性 座 標 加 速 度 為 1000cos(10t)，三軸角速度為 20sin(10t)，求得對應之附體座標加速度與角速度，

最後將量測到之資料與推測到之附體座標加速度與角速度相比，最後結果如下圖 6.2(a)到 6.2(f)，由圖中可知，角速度並未有多大誤差，但 與 _𝓎產生較大的誤差。

混合六軸結果並不令人滿意，檢討其可能原因，為感測器之偏心問題，或公 式與程式撰寫上有所錯誤，皆有可能。雖然目前並未找出明確原因，但未來仍會 繼續尋找原因改善此系統缺失。

第七章 未來展望

本論文設計一驗證系統用來驗證承載於火箭上之運動感測器，最後得出結果，

本論文單軸測試通過，但六軸混合結果令人不滿已，因此在未來我們將進一步利 用更完善的控制器如動力學控制器等來控制此驗證系統來達到更好的響應，以達 到我們設計驗證系統之目的。

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附錄

𝓐_𝟏𝟏 = 𝓘_𝓹

𝓐_𝟏𝟐 =

𝟎

𝓐_𝟏𝟑 = −𝓘_𝓹

𝐬𝐢𝐧 𝜷

𝓐_𝟐𝟏 =

𝟎

𝓐_𝟐𝟐 = 𝓘_𝓹

+

(sin 𝛼)

𝓐_𝟐𝟑 = −𝓘_𝓹

sin 𝛼 cos 𝛼 cos 𝛽

𝓐₃₁ = −𝓘_𝓹

sin 𝛽

𝓐₃₂ = −𝓘_𝓹

sin 𝛼 cos 𝛼 cos 𝛽

𝓐_𝟑𝟑 = 𝓘_𝓹

+

(cos 𝛼)

(cos 𝛽)

𝓑_𝟏𝟏 =

0

𝓑_𝟏𝟐 =

−

sin 𝛼 cos 𝛼𝛽̇ + (

(cos 𝛼)

cos 𝛽 − 1

2

cos 𝛽) 𝛾̇

𝓑₁₃ =

(

(cos 𝛼)

cos 𝛽 − 3

2

cos 𝛽) 𝛽̇ + (

sin 𝛼 cos 𝛼 (cos 𝛽)

)𝛾̇

𝓑_𝟐𝟏 =

( 1

2

cos 𝛽) 𝛾̇

𝓑₂₂ =

(2

sin 𝛼 cos 𝛼)𝛼̇ + (− 1

2

sin 𝛼 cos 𝛼 sin 𝛽) 𝛾̇

𝓑₂₃ =

(−2

(cos 𝛼)

cos 𝛽 + 3

2

cos 𝛽) 𝛼̇ + ( 1

2

sin 𝛼 cos 𝛼 sin 𝛽) 𝛽̇

+ (

(cos 𝛼)

sin 𝛽 cos 𝛽)𝛾̇

𝓑_𝟑𝟏 =

(

cos 𝛽)

̇

𝓑₃₂ =

(−2

(cos 𝛼)

cos 𝛽 +

cos 𝛽)𝛼̇ + (

sin 𝛼 cos 𝛼 sin 𝛽)𝛽̇

𝓑₃₃ =

(−2

sin 𝛼 cos 𝛼(cos 𝛽)

)𝛼̇ + (− 1

2

(cos 𝛼)

sin 𝛽 cos 𝛽) 𝛽̇