馬達智財聯盟 Motor Intellectual Property Alliance

具HHT算法之阻抗量測於鑽骨控制系統之穿透偵測

作者	沈明緯、蔡明祺
摘要	本論文提出類PID 速度控制器(PID-like Velocity Controller)實現於鑽骨控制系統，不同於傳統強健設計方法得到的高階控制器，此設計架構可直接求解得到PID 控制器的常數值增益。為了解決感測器雜訊問題，使用速度型Luenberger 觀測器(Speed Luenberger Observer)，以降低因雜訊靈敏度所造成的電壓波動問題，亦藉由強健設計方法得到純常數之補償器增益。此外，為了判斷鑽孔穿透時機與降低穿透誤判，本論文於速度命令中加入一特定頻率之弦波訊號，使馬達同時具有直流與特定頻率弦波之特徵訊號，並結合希爾伯特-黃轉換(Hilbert Huang Transform, HHT)與單頻傳感矩陣(Transduction Matrix)，分別求得兩頻率之等效機械阻抗，用於判斷鑽孔穿透時機。藉由模擬與實驗結果驗證本論文所提的HHT 算法，於阻抗量測應用上能有效判斷鑽穿時機。
關鍵字	類PID速度控制器、強健控制、速度型Luenberger觀測器、希爾伯特-黃轉換、傳感矩陣、鑽骨系統