直流马达伺服控制

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1、直流馬達伺服控制組員姓名：陳家銘、陳閩、虞霖融、陳聖文、黃茗凱、林文杰、呂沛衡德霖技術學院機械工程系夜二專095B指導老師：林柳絮老師摘要現今各人電腦的配備因快速演進、性能提升、價格下降,促使了PCBased控制的興起.PCBased系統具有大量快速資料處理的能力,擁有強大的網路功能,及具易操控的人機介面等特性，使的PCBased已成為工業控制的主流趨勢.而控制的理論發展至今已經相當多年，在工業控制上以比例積分微分(PID)控制方法應用最為廣泛,主要原因是PID控制應算式相當簡單,容易實現,在調整所需的參數後，便

2、能得到所期待之良好的控制效果，本次專題即是利用個人電腦為基礎介面(PCBased)設計一個控制器當作控制介面，透過並列傳輸的方式，來控制直流伺服馬達，使馬達的運轉更快達到穩定的效果,並完成定位控制。404一、前言21世紀是一個資訊化的時代,電腦成為我們生活中一項不可或缺的重要產品。由於科技的發達,現在許多的生活用品都是利用電腦來控制，如洗衣機、冷氣、汽車等產品。而在工業界，電腦的運用也十分的廣泛，大部分的機台，也都利用電腦來控制其運作，如此一來可以節省一部份的人力成本來從事更重要投資。所以學習利用電腦的介面來從事

3、控制的動作便成為一門重要的學問。本專題即是以個人電腦為基礎介面設計一個控制器，來控制直流伺服馬達的運轉，並探討(P)、(PI)、(PD)、(PID)等控制器於實際控制應用的優缺點。　　控制器一般來說可以分成兩大類，一類是經由邏輯運算後作出控制動作的控制器，如可程式控制器(PLC)。另一種則是定量式的控制，利用感測器量得類比訊號，經過數位式或類比式的控制器，送出類比的驅動訊號，而這一類的控制器大多是以傳統的控制理論來設計控制器。　　以往的類比或數位式控制器大多是專屬的封閉系統，所以其改良的速度不如開放泛用的個人電腦

4、快速。現今個人電腦的配備因快速演進、性能提升、價格下降，促使了PCBased控制[1]的興起。除了傳統工業控制與資料擷取的基本功能之外，PCBased系統具有大量且快速資料處理的能力，擁有強大的網路功能，豐富的軟硬體支援及具易操控的人機介面等特性，使得PCBased以成為工業控制的主流趨勢。　PCBased控制的優點，除了擁有強大而進步神速的CPU運算能力之外，在於同時具備有大量的記憶體，可以儲存大量的資料，且擅長資料處理及資訊整合，再加上網際網路的豐富資源及便利性，使得PCBased控制在近些年來受到工業界的重

5、用。　　本專題即是利用PCBased當作控制介面，透過並列I/O介面，將實用的P型、PL型、PD型、及PID型控制方法來控制直流伺服馬達。上述之控制理論發展至今已經相當多年，在工業控制上已PID應用最為廣泛，主要原因是PID控制運算是相當簡單，容易實現，在調整所需得參數後，便能得到所期待之良好控制效果。　　整個實驗架構分為硬體與軟體兩部分。404　　硬體方面：硬體動作方面，在PC內以VB語言編寫PID控制器，再以並列埠介面傳輸的方式經由D/A電路將電腦所送出的數位訊號轉換成類比電壓信號，再將電壓輸出到驅動器(Dr

6、iver)中，再由驅動電路放大電壓信號來推動DcServoMotor，而DcServoMotor所轉動的角度，再經由感測器(Sensor)在此為電位計轉換輸出的類比電壓信號，傳回A/D電路作類比數位轉換，轉換成數位信號輸入到PC，再從PC上再觀察所控制的結果。軟體方面：在軟體程式方面，以(VB)當作PC與伺服馬達之間人機介面。本專題的研究重點在於PID控制理論於PCBased控制上的實現，並應用於直流伺服器馬達定位控制上，探討P、PI、PD、PID控制器對整個系統控制能力的影響。二、相關原理2.1VisualBa

7、sic介紹:在傳統上，電腦的使用，都是由使用者輸入文字指令及資料到電腦中，經由電腦處理過後，再將文字或數字結果印出或顯示在螢幕上，人與電腦之間的往來主要都是靠文字，使用者必須記住指令，否則無法來使用電腦。而近來電腦使用的趨勢，是利用使用者圖形介面，簡稱為GUI(GraphicalUserInterface)[12]。使用者利用螢幕上的圖形和滑鼠，就可以很容易的下指令給電腦，去執行所需的工作。利用GUI的應用軟體，會比較容易學習及使用，而且使用者再也不必記住一些繁雜的指令，因而使得電腦的使用變得更普及，整個社會的生

8、產力也可以因而提高。VisualBasic是由美國微軟公司(Microsoft)所開發出來的一套以物件導向為主的程式語言。物件導向式的設計是近些年來新興的程式設計理念，此種理念是將程式碼和資料組成自主的物件，在一個程式內製作的物件，可以很容易的用在另外一個應用程式內，因而可以節省程式開發的時間。而這種先進的程式設計觀念，也正是目前大多數程式語言所遵循的法則。在傳統的軟體發