06-235-6783
科技部計畫補助
em61130@email.ncku.edu.tw
06-235-6783
em61130@email.ncku.edu.tw
| 作者 | 胡家勝、蔡明祺 |
|---|---|
| 摘要 | 近年來，由於兩輪自平衡車的靈活移動性與無污染，使得兩輪自平衡車漸受市場
注目，成為短距離代步車之新選擇。同軸兩輪車為一天生不穩定之非極小相位系統，透過迴授控制使其具有自平衡能力，因此新的兩輪自平衡車控制技術不斷的被研究；此外，由於使用者騎來其中，若控制過程出現故障無法即時檢測，使用者將會有摔下兩輪自平衡車的危險，因此平衡控制與故障診斷為兩輪自平衡車之重要議題，基於此理由，本論文致力於研究兩輪自平衡車之操縱控制與故障診斷技術。 在兩輪自平衡車之控制技街上，本論文詳細分析同軸兩輪車之系統建模，並提出一種簡易且有效的兩輪自平衡車操縱控制，此技術包含平衡控制器與電子差速器演算法則，九許使用者遠端遙控兩輪自平衡車之運行。在感測器故障檢到方面，本論文使用H∞迴路整型技術，建構強健平衡控制器，並採用正規化互質分解法則，設計故障偵測濾波器，偵測兩輪自平衡車之迴授感測器可能發生的故障。在致動器故障檢測方面，本論文利用PI估測器架構提出故陣診斷策略，此方法可偵測致動器上可能發生的故陣與不正常操控。擭得系統之故障資訊後，本論文利用統計理論提出具可靠度之閾值選定法則，提出對應之故障評估策略，此故陣評估設定法則即時的警示騎乘者避免可能之危險，進一步增進騎乘兩輪自平衡車之安全性。實驗結果顯示，本論文所提出之操縱控制與故障診斷策略，對於提升兩輪自平衡車之操縱與安全，具可行性與實用性。 |
| 關鍵字 | 兩輪自平衡車、操縱控制、系統建模、故障診斷、強健控制、PI估測器設計 |