馬達控制器之研究與設計 潘育嘉、胡永柟
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摘 要
語音辨識系統不論辨識那種語言，其使用的基本方法都大同小異，主要差別在於各種語言的特性，以中文字而言，中文字 的發音是由聲韻母及聲調所構成，因此，辨識時還需加上聲調的判別。
以前在語音辨識系統的研究僅以理論研究為導向，直到電腦快速的發展與日新月異，語音辨識功能才逐漸飽入實際產品的 應用。目前使用語音辨識系統大致有：遙控玩具、輸入法、查詢系統、密碼鎖等等，漸漸已被廣泛使用在各種用途。
目前業界較常用且較精準的定位系統馬達（伺服馬達、步進馬達），均未採用語音辨識功能。本論文研究擬以具語音辨識 系統之功能，結合灰關聯分析灰色理論，應用於步進馬達定位系統。
本論文結構分為二部份：一為語音訊號辨識處理，採用揮官連分析法灰色理論。二為比對正確命令輸出至PLC控制器以控 制步進馬達。
關鍵詞 : 語音辨識、灰關聯分析、PLC控制器、步進馬達、灰色理論。
目錄
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授權書 iii
中文摘要 iv ABSTRACT v 誌謝 vi 目錄 vii 圖目錄 xi 表目錄 xiii
第一章 緒論 1 1.1前言 1
1.2研究動機與目的 1 1.3研究方法與步驟 2 1.3.1語音訊號特徵分析之建立 2 1.3.2特徵參數擷取 3
1.3.3灰關聯模型之灰關聯度計算 3
1.4 PLC控制步進馬達 5 1.5系統架構流程圖 7
1.6各章節內容大綱概述 8
第二章 語音辨識原理 9 2.1前言 9 2.2音框的選取 12 2.3語音端點偵測 14 2.3.1能量測量 15
2.3.2零越率測量 16
2.4預強調 19 2.5取信號窗 20
2.6特徵參數擷取與線性預測係數 20 2.7倒頻譜參數與轉移倒頻譜 23 2.8隱藏式馬可夫模型 24 2.9模型參數 26
第三章 灰色理論與架構 27 3.1灰色理論簡介 27 3.2傳統統計回歸 27 3.3灰關聯分析 28 3.3.1灰關聯空間 29
3.3.1.1因子空間 29 3.3.1.2序列的可比性 30 3.3.1.3灰關聯生成 30 3.3.1.4累加生成 31 3.3.1.5逆累加生成 31 3.3.1.6插值生成 31 3.3.1.7灰關聯生成公理 31 3.3.2灰關聯度 32
3.3.2.1灰關聯係數 33 3.3.2.2辨識係數 35 3.3.2.3灰關聯度 35 3.3.2.4灰關聯序 36
3.4修飾型灰關聯度 36 3.5修飾型灰關聯度滿足公理 37 第四章 步進馬達原理 40
4.1步進馬達簡介 40 4.2步進馬達動作原理 41 4.3步進馬達驅動原理 44 4.3.1單極驅動1相原理 45
4.3.2單極驅動2相原理 47 4.3.3單極驅動1－2相原理 48 4.3.4雙極性步進馬達驅動 49 4.3.5雙極性2相激磁 51 4.3.6驅動方式種類 52 第五章 實例應用 56
5.1 PLC控制器 56 5.1.1 CPU（中央處理單元） 57 5.1.2記憶體 57
5.1.3輸入（輸出）埠 58
5.2單軸控制模組 58 5.2.1單位及參數設定 59
5.2.1.1 BFM#0一回轉脈波數 59 5.2.1.2 BFM#1#2一回轉移動量 60 5.2.1.3 BFM#3參數設定 60 5.2.1.4運轉命令 64
5.3單極性步進馬達驅動器 67 5.3.1 DIP開關 67
5.3.2電流調整 69 5.3.3指示燈LED 69
5.3.4端子板之定義及接線 69
5.4人機介面（GOT）在PLC上的實用性 71 5.4.1通信格式設定 73
5.5實際配線圖 73
第六章 結論與未來展望 74 6.1結論 74 6.2未來展望 74 參考文獻 76
圖目錄
圖1.1 實際的語音分析圖 3 圖1.2 灰關聯分析圖 4 圖1.3 灰關聯生成結果 5
圖1.4 PLC馬達控制 Ladder edit soft 5 圖1.5 PLC馬達控制實際圖 6 圖1.6 系統架構流程圖 7
圖2.1 語音特徵參數取得流程圖 11 圖2.2 音框切取圖 13
圖2.3 端點偵測 18 圖2.4 越零率判斷端點 19
圖4.1 VR步進馬達之機械結構 41 圖4.2 磁組變化產生轉距圖 42
圖4.3 VR型步進馬達之動作原理圖 42 圖4.4 PM型步進馬達之機械結構圖 43 圖4.5 PM型步進馬達之動作原理圖 43 圖4.6 HB步進馬達之機械結構圖 44 圖4.7 單極性步進馬達線圈示意圖 45 圖4.8 單極性驅動電路圖 46
圖4.9 單極驅動1相激磁時序圖 46 圖4.10 相機磁力距分析圖 47 圖4.11 單極驅動2相激磁時序圖 48 圖4.12 單極驅動1-2相激磁時序圖 49 圖4.13 雙極性步進馬達線圈示意圖 50 圖4.14 雙極性電流方向線圈示意圖 50 圖4.15 雙極性驅動電路圖 51
圖4.16 雙極性驅動2相激磁開關切換與時序關係 52 圖4.17 電壓切換驅動圖 53
圖4.18 定電流脈寬調變驅動電路示意 54 圖5.1 PLC結構圖 56
圖5.2 PLC與單軸控制器組合 59 圖5.3 單極性步進馬達驅動器 70 圖5.4 觸控螢幕規劃 72
圖5.5 觸控螢幕操作 72 圖5.6 整體硬體設備接線圖 73
表目錄
表5.1 設定單位系(b0,b1) 60
表5.2 B1,B2,B3,與位置,速度單位 61 表5.3 位置資料的倍率 61
表5.4 共通記憶區的編號及內容 65 表5.5 通信格式設定 73
參考文獻
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