本書涵蓋的內容是,自動化工程中機電整合的一部份。利用變分法的Hamilton原理,推導含有幾何束縛條件的機構動態問題。其中以永磁同步伺服馬達為主要驅動源,應用的控制律有變結構控制、適應性控制以及模糊-類神經網路控制等。研究的機構類別有:滑塊曲柄機構、速回機構、肘節機構及空間滑塊曲柄機構等。其中,剛體運動與撓性變形,均同時考慮。

本書安排之層次,第一章緒論,第二章永磁同步伺服馬達驅動系統之作動原理,第三章機構運動分析,第四章機構動力分析,第五章機構運動控制與實驗,第六章撓性滑塊曲柄機構的變結構控制及第七章撓性速回機構之動力學分析。

書中內容的取材,來自於教書多年的心得,有的是已經發表在SCI期刊論文的中文整理,這些對大學部高年級生及碩博士班學生,做機構動力學與運動控制的研究是有幫助的。在此,特別感謝中原大學的傑出教授,電機系林法正教授於電子電路與馬達控制實驗的鼎力相助。疏漏在所難免,尚祺各位先進不吝指教。

 
機構動力學與運動控制
   
第1章 緒論
  1.1 機構運動與動力學之研究情況
  1.2 可變結構控制理論之研究情況
  1.3 Hamilton 定理
    1.3.1 應用Hamilton原理於非保守力系統
    1.3.2 應用Langrage方程式於完整拘束系統
    1.3.3 應用Langrage方程式於非完整拘束系統
  1.4 作者歷年來在機構動力與運動控制系統方面的研究
  參考文獻
   
第2章 永磁同步伺服馬達驅動系統之作動原理
  2.1 簡介
  2.2 永磁同步伺服馬達驅動之磁場導向控制
  參考文獻
   
第3章 機構運動分析
  3.1 滑塊曲柄機構
    3.1.1 簡介
    3.1.2 滑塊曲柄機構之運動分析
  3.2 速回機構
    3.2.1 簡介
    3.2.2 速回機構之運動分析
    3.2.3 數值模擬結果與探討
  3.3 肘節機構
    3.3.1 簡介
    3.3.2 肘節機構之運動分析
    3.3.3 靈敏度分析
    3.3.4 數值模擬結果與探討
  3.4 空間滑塊曲柄機構
    3.4.1 簡介
    3.4.2 空間滑塊曲柄機構的運動分析
  參考文獻
   
第4章 機構動力分析
  4.1 滑塊曲柄機構
    4.1.1 滑塊曲柄機構之動態分析
    4.1.2 滑塊曲柄機構運動微分代數方程式的簡化
    4.1.3 永磁同步伺服馬達驅動滑塊曲柄機構之動態分析
    4.1.4 永磁同步伺服馬達驅動機構運動微分代數方程式的簡化
  4.2 速回機構
    4.2.1 速回機構之動態分析
    4.2.2 速回機構運動微分代數方程式的簡化
    4.2.3 直流馬達驅動速回機構之動態分析
    4.2.4 直流馬達驅動速回機構運動微分方程式的簡化
    4.2.5 永磁同步伺服馬達驅動速回機構之動態分析
    4.2.6 永磁同步伺服馬達驅動速回機構運動方程式的簡化
  4.3 肘節機構
    4.3.1 肘節機構之動態分析
    4.3.2 永磁同步伺服馬達驅動肘節機構之動態分析
    4.3.3 永磁線性同步馬達驅動肘節機構之動態分析
    4.3.4 考慮接頭間含有庫侖摩擦力之動態分析(Column friction)
  4.4 空間滑塊曲柄機構
    4.4.1 空間滑塊曲柄機構之動態分析
  參考文獻
   
第5章 機構運動控制與實驗
  5.1 簡介
  5.2 滑塊曲柄機構動力控制分析與實驗之實例探討
    5.2.1 適應性控制
    5.2.2 模糊-類神經網路控制
    5.2.3 順滑模態控制
  5.3 速回機構動力控制分析與實驗
    5.3.1 模糊-類神經網路控制
  5.4 肘節機構運動控制分析與實例實驗
    5.4.1 順滑模態與模糊邏輯控制
    5.4.2 順滑模態與模糊類神經控制
    5.4.3 線性同步馬達之順滑模態控制
  參考文獻
   
第6章 撓性滑塊曲柄機構的變結構控制
  6.1 簡介
  6.2 撓性滑塊曲柄機構運動與動力分析
  6.3 機構系統之撞擊力學分析
    6.3.1 廣義動量平衡法
    6.3.2 連續力量模型分析方法
    6.3.3 含有效質量補償之連續力量模型分析方法
  6.4 可變結構控制器設計
    6.4.1 曲柄角位置控制器設計
    6.4.2 穩定分析控制器設計
    6.4.3 數值模擬運算過程
  6.5 數值模擬結果與探討
    6.5.1 曲柄角速度追蹤控制
    6.5.2 曲柄角位置追蹤控制
    6.5.3 受撞擊之曲柄角速度追蹤控制
    6.5.4 受撞擊之曲柄角位置追蹤控制
  6.4 奈米生物技術未來研究及發展
   
第6章 撓性速回機構之動力學分析
  7.1 簡介
  7.2 速回機構撓性桿的運動與動力學分析
    7.2.1 系統描述
    7.2.2 有限元素法分析
    7.2.3 動態穩定性分析
    7.2.4 時變系統的穩態分析
    7.2.5 數值模擬結果
  7.3 撓性速回機構之速度及軌跡追蹤控制
    7.3.1 永磁同步伺服馬達驅動撓性速回機構之動態分析
    7.3.2 變結構控制器設計
    7.3.3 迫近模式及系統控制律設計
    7.3.4 數值模擬結果
  7.4 固定及變格點之有限差分法的動態分析
    7.4.1 物理系統的描述
    7.4.2 有限差分法
    7.4.3 數值模擬結果
    7.4.4 結果討論
  參考文獻