數位影碟機主軸馬達伺服控制系統之研究 呂思遠、鄭鴻儀
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摘 要
本文針對光碟機朝著高轉速、高穩定的發展下，所衍生對主軸馬達伺服控制系統之問題，進行光碟機主軸馬達之等轉速控 制的研究，主要探討在向量控制架構下，針對光碟機主軸馬達伺服控制系統，設計比例積分、可變結構兩種速度控制器，
並加以分析模擬比較。並且利用FPGA單晶片配合所設計之三相120度方波主軸馬達驅動電路，完成光碟機主軸馬達之驅動 控制。以期能獲得等轉速控制之動態響應的改善，並且達到低成本、高彈性的特性。
關鍵詞 : 主軸馬達 ; 向量控制 ; 比例積分控制器 ; 可變結構控制器 ; FPGA單晶片 目錄
目錄 封面內頁 簽名頁 授權書………..iii 中文摘要………
………v 英文摘要………...vi 誌謝………
………..vii 目錄……….viii 圖目錄……
………xi 表目錄………..xiii 符號 說明………..xiv 第一章 緒論 1.1 前言……….
………1 1.2 研究動機與目的……….1 1.3 文獻回顧……….2 1.4 論文架構……….3 第二章 光碟機伺服系統 2.1 光碟機系統架構………
……….5 2.2 主軸馬達伺服控制系統……….7 2.2.1 等線速度模式………
…..8 2.2.2 等角速度模式………..8 2.2.3 區域性定線速度(Zone CLV)模式………..9 2.2.4混合 型(CAV-CLV)模式…………..………..9 第三章 主軸馬達控制系統分析 3.1 主軸馬達之簡介………
……11 3.1.1 主軸馬達之結構………11 3.1.2 無刷直流馬達與霍爾元件工作原理…………13 3.2 主軸馬 達數學模式………...16 3.2.1 動態方程式推導………16 3.2.2 向量控制法則……
………18 3.3 比例積分控制器(PI controller)之設計………25 3.4 可變結構系統之設計………
………...30 3.4.1 順滑模態………32 3.4.2 順滑函數之選擇………35 3.4.3 控制法則之設計………38 3.4.4 可變結構參數設計………39 第四章 主軸馬達伺 服系統實驗架構 4.1 實驗架構………...43 4.2 主軸馬達驅動電路之設計………
…...44 4.2.1 功率電晶體MOSFET………46 4.2.2 光耦合元件………46 第五章 實 驗結果 5.1 實測波形………...49 第六章 結論與未來展望 6.1 結論………
………53 6.2 未來展望………...53 參考文獻………
………..55 附錄A………...58 參考文獻
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