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應用AI於伺服運動控制器之增益最佳化
作者 陳麒文、 蔡明祺
摘要 自動化設備係由伺服馬達連接不同機構負載所構成,因此設備之性能與伺服馬達響應息息相關,良好的伺服響應需要有良好的伺服運動控制器增益調校,而傳統的增益調整方法有計算困難、耗時與模型誤差等相關問題。本研究提出一種結合AI以及最佳化演算法之智能調機方法,透過蒐集伺服系統在不同控制器增益設計下之響應特徵規格,以AI演算法(LightGBM)建立響應特徵預測模型,再以最佳化演算法(PSO)最佳化控制器增益,其能針對伺服系統之特性求取最佳增益,又不需複雜的物理建模過程以及數值運算,且藉由最佳化的權重調整,可令調機之響應結果更容易貼合實際應用需求。 本文共分為四個部分,第一部分為介紹伺服馬達控制架構,以及各個控制器增益對於馬達響應之影響;第二部分則介紹傳統調機方法的問題,並且提出智能調機方法以改善傳統調機流程;第三部分為介紹所使用之LightGBM模型與粒子群演算法;第四部分則實際應用智能方法於伺服系統,證實此方法的有效性。
關鍵字 伺服馬達、運動控制器、增益調整、人工智慧、最佳化