傳統閉迴路控制系統 控制器致動器 ( 馬達 ) 過程 ( 手臂 ) 感測器 設定點受控結果 誤差 比較器
ΔPID 控制器 P 控制器 : 比例放大誤差訊號 I 控制器 : 積分放大誤差訊號 D 控制器 : 微分放大誤差訊號 P 控制器 : 改善速度反應 I 控制器 : 改善穩態誤差 D 控制器 : 改善反應穩度
P 控制器
D 控制器
I 控制器
模糊邏輯迴路 控制器致動器 ( 馬達 ) 過程 感測器 設定點 受控結果 解模糊模糊化
模糊控制 FUZZY CONTROL 以人類經驗來當判斷依據,不需要建立受控 系統的模型也無需使用任何控制法則。 模糊化 :對相同的狀況,我們會有超過一種 以上的感覺。 控制器 :根據人類經驗對不同感覺做出反應。 解模糊 :最後的實際輸出為所有反應規則之 總合。
Δ 模糊化
Δ 控制器 ( 經驗法則 ) 規則一 : 溫度是冷且變冷中,則開大瓦斯量 (+5) 規則二 : 溫度是冷且不變中,則開瓦斯量 (+2) 規則三 : 溫度是冷且變熱中,則瓦斯量不變 (0) 規則四 : 溫度是適中且變冷中,則開瓦斯量 (+2) 規則五 : 溫度是適中且不變中,則瓦斯量不變 (0) 規則六 : 溫度是適中且變熱中,則減少瓦斯量變 (-2) 規則七 : 溫度是熱且變冷中,則瓦斯量不變 (0) 規則八 : 溫度是熱且不變中,則減少瓦斯量 (-2) 規則九 : 溫度是熱且變熱中,則大減瓦斯量 (-5)
模糊控制器 ( 經驗法則 )
Δ 解模糊 相容度 = : 相容度 : 狀況一的機率 : 狀況二的機率 各別出力 = : 出力 : 輸出對應值 ‧ 最後出力
規則二 : w2=0.15x0.15= 規則三 : w3=0.15x0.5=0.075 規則五 : w5=0.4x0.15=0.06 規則六 : w6=0.4x0.5=0.2 總輸出量 Y = w2×(+2)+w3×(0)+w5×(0)+0.2×(-2) = 最後輸出量 Yout= Y /(w2+w3+w5+w6)=
Δ 何謂類神經網路 一種基於腦與神經系統研究所啟發的資料處理技術 真實系統 系統模型 ( 類神經網路 )
Δ 利用已知的輸入與輸出來建立模型 輸出為連續數值的變化 : 強度、溫度、濃度等 輸出為代表的分類變數 : 故障原因、疾病種類、買賣決議等 函數 分類器
Δ 神經元模型 輸出順序 : 由其他的神經元突觸 軸索 突觸 輸出強弱 : 由興奮突觸激發 強 抑制突觸激發 弱 輸出 : 由所有突觸輸入值之加權乘積和
Δ 模擬神經網路的數學式子 1. 傳統的線性迴歸 輸入 : x1 x2 x3 x4….. 輸出 : y1 y2 y3 y4….. n 次迴歸 : 將已知的輸入 x1 x2 x3 x4 … 對應的輸出 y1 y2 y3 y4…. 代入三 次多項式 求係數 、 、 、 、 、 、 、 、 、
輸入 : 1 、 5 、 8 、 11 輸出 : 100 、 200 、 500 、 800 以三次多項式來迴歸 預測當輸入為 9 時 輸出為
2. 神經網路資料分析
輸入層 : 輸入外在環境的訊息 隱藏層 : 提供類神經網路表現處理單元間的交互作用 輸出層 : 處理單元以輸出訊息給外在環境
Δ 類神經網路演算過程 建立輸入變數 : Xi 決策建立 : 經驗而得 ( 經驗越多越精確 ) 隱藏層處理單元決定 : Hi 訓練學習 : 給初始連結加權值 與門限 值 重複學習直到收斂 : 計算輸出與實際輸出的 差值最小
穩定液黏度決策 輸入與輸出的定義 輸入 : 高分子 : X 1 數值 0.5 , 1.0 , 2.0 , 3.0 四種 分散劑 : X 2 數值 0.5 , 1.0 , 2.0 三種 皂土 : X 3 數值 10 , 15 , 20 , 25 , 30 , 35 六種 輸出 : 穩定液的黏度 : Y 數值 20 ~ 50
決策建立 : 實驗 數據
線性迴歸的結果 Y = X X X 3 若 X 1 =0.8 ,若 X 2 =1.8 ,若 X 3 =20 , 則 黏度 Y=22.95
類神經網路的結果 輸入層 : 3 個變數 X 1 X 2 X 3 隱藏層 : 2 個神經元 H 4 H 5
機電整合的定義 產業界使用機械人或自動裝配系統從事生產,以降低成本、 增進品質並增加強競爭能力,乃是時勢所趨,此種被稱為工 廠自動化 (FA) 的技術,其實就是機械、控制電路以及電腦 所組成而成,機械和電子電路的整合體通常被稱為機電整合 機電整合 (mechatronics) 一詞是由日本首先創造出來而轉化 為英文的日式英文,目前因廣泛使用而成為世界通用的名詞, 它是由機械學 (mechanics) 的前半部 (mecha) 和電子學 (electronicts) 的後半部 (tronics) 合併成 (mechatronics) 一 詞沿用至今。
機電整合機械人的動作,大致上有檢出、判斷、驅動等三種基本動作。
Δ 機械人順序控制系統 感測器控制器致動器
Δ 接觸型開關 按鈕開關 感測器 : 開關
極限開關
Δ 非接觸型開關 近接開關
繼電器 EMR
致動器 : 馬達 氣壓缸
Δ 可程式控制器 PLC 一種數位動作的電子裝置,利用特定的指令將邏輯、計數、計時、算術 與順序控制等指令功能寫入記憶體中,經輸入、輸出元件來控制機械動 作或工作程序。 輸入元件 : 按鈕開關、緊急開關、選擇開關及機台上的極限開關、光電 開關、近接開關。 輸出控制元件 : 電磁閥、指示燈、馬達。
機電整合形狀判別系統