氣動馬達與電動馬達混合動力之開發與研究

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姓名

許克仲(Kou-Joung Hsu) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

氣動馬達與電動馬達混合動力之開發與研究
(Air motor and electric motor hybrid of development and research)

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摘要(中)

電動馬達的應用已經相當廣泛，不管是直流馬達亦或是交流馬達。但其共通點就是在啟動時會消耗大電流，造成電池壽命的減短，所以本論文採取混合動力的方式，減少啟動時消耗的電流，達到壽命的延長。
本研究混合動力是將直流有刷馬達以及氣動馬達作結合，首先由氣動馬達帶動電動馬達，使直流有刷馬達開始運轉，產生一反電動勢，藉此減少電流的消耗，達到延長電池壽命的目標。
實驗一開始須了解各個馬達的特性，接著了解混合動力影響的條件，並在實驗中量測電流消耗在混合動力的情況下是否確實的減少。本論文同時也探討影響混合動力扭力輸出的原因，因為當扭力上升時，也意味者電流的消耗量上升，並將速度控制帶入其中，最後希望能夠建構出混合動力車的目標。

摘要(英)

Electric motors have a wide range of applications, whether or AC motor DC motor also. But their common point is when it starts consuming large current, resulting in shortened battery life, so this paper hybrid approach to reduce the start current consumption to achieve longevity.
The hybrid is the DC brush motor to the air motor for integration, first of all start with air motor driven electric motor, the DC brush motor starts running, producing a back electromotive force, to reduce current consumption to extend battery life target
Beginning of the experiment should be aware of the characteristics of each motor, and then understand the impact of the condition of hybrid and measured in the experiment in hybrid electric current consumption is indeed the case of the reduction. This paper also discusses the output torque of the reasons for hybrid because when torque rises, also means that those who increased consumption of current and speed control into one, the last hope to build a hybrid goal.

關鍵字(中)

★ PI控制
★ 混合動力

關鍵字(英)

★ hybrid
★ PI control

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XI
一、　緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 論文貢獻 2
1-3 系統設計與研究方法 2
1-4 論文架構 3
二、　氣體動力馬達特性量測 4
2-1 相關器材介紹 4
2-2 實驗流程與架構 10
2-3 多元迴歸分析 19
三、　電動馬達特性量測 22
3-1 直流無刷馬達介紹 24
3-2 直流有刷馬達介紹 26
3-3 直流有刷馬達驅動電路介紹 28
3-4 實驗流程與架構 37
四、　自動化定位檢測系統 47
4-1 比例積分控制理論 47
4-2 PI Control晶片設計 49
4-3 PI控制器驗證結果 51
4-4 PI控制器實際結果 54
五、　混合動力平台及測量結果 59
5-1 實驗進行前置作業 59
5-2 實驗結果 67
5-3 實驗改善 71
六、　實驗與結果探討 77
參考文獻 79

參考文獻

[1]1Ministry of Transportation and Communications R.O.C., http://www.motc.gov.tw, 2007.
[2] Yu-Ta Shen, Yean-Ren Hwang, Design and implementation of an air-powered motorcycles, Appl Energy 2009；86；1105-1110.
[3] S.R. Pandian, F. Takemura, Y. Hayakawa, and S. Kawamura, Control performance of an air motor - can air motors replace electric motors, Robotics and Automation, IEEE Int. Conference on, vol. 1, pp.518-524, 1999.
[4] Wang J., Pu J., Moore P.R., Modeling study and servo-control of air motor systems, International journal of control, vol. 71, no. 3, pp. 459-476, 1998.
[5] Van Varseveld R.B., Bone G.M., Accurate position control of a pneumatic actuator using on/off solenoid valves, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 2, no. 3, pp. 195-204, 1997.
[6] Yean-Ren Hwang, Yu-Da Shen, Fuzzy MRAC controller design for the van-type air motor, SICE Annual Conference, pp. 180-185, 2007.
[7] Eric Monmasson, Marcian N. Cirstea, FPGA design methodology for industrial control systems - a review, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 54, pp. 1824-1842, 2007.
[8] Douglas J. Smith, HDL chip design, Doone publication, 1996.
[9] Karl J. Astrom, Bjorn Wittenmark, Adaptive control, 2nd edition, Pearson education, 2006.

指導教授

黃衍任(Yan-Ren Huang)

審核日期

2011-6-29

推文