臺灣博碩士論文加值系統

本論文利用可程式控制器(PLC)、人機介面(HMI)、步進馬達、集電環、慣性測量單元(IMU)等元件設計一套飛行測試姿態三軸模擬轉台。
現在科技發達，無線控制傳輸與無人控制的設備興起，造就了很多新興產業與物品，例如平衡車、四軸飛行器、無人車或無人機……等，這些設備除了要有強大遠端傳輸能力，也要有對於動作過程中姿態的反饋，才有辦法進行操作，姿態準確性大大影響無人操控設備的動作要求，所以此題目可模擬設備姿態的操作，模擬是否達到目標性的要求。

This paper uses programmable controller (PLC), human-machine interface (HMI), stepper motor, slip ring, inertial measurement unit (IMU) and other components to design a three-axis simulation turntable for flight test attitude.
Nowadays, technology is advanced, and the rise of wireless control transmission and unmanned control equipment has created many emerging industries and items, such as balancing vehicles, quadcopters, unmanned vehicles or drones... etc. In addition to having powerful remote Transmission capabilities also require feedback on the attitude during the action, so that the operation can be carried out. The accuracy of the attitude greatly affects the action requirements of the unmanned equipment, so this question can simulate the operation of the equipment's attitude and simulate whether the target requirements are met.

摘要.....................i
Abstract................ii
誌謝....................iii
目錄....................iv
表目錄..................vi
圖目錄..................vii
第一章 緒論..............1
1.1 研究背景.............1
1.2 研究動機與目的.......1
1.3 論文架構.............2
第二章 文獻探討..........3
2.1 可程式化邏輯控制器....4
2.1.1 整體構成...........4
2.1.2 擴展功能模組.......6
2.2 人機介面.............7
2.3 步進馬達.............8
2.3.1 步進馬達的構造......8
2.3.2 步進馬達的工作原理..8
2.3.3 步進馬達的控制方式..8
2.4 SH減速機.............9
2.5 相步進馬達用單極驅動驅動器........10
2.6 通訊方式.............11
2.6.1 MODBUS通訊.........12
2.6.2 Modbus RTU:........13
2.6.3 RS-232.............14
2.6.4 RS-422.............15
2.6.5 RS-485............15
2.7 慣性測量單元.........16
2.7.1 IMU原理架構........16
2.7.2 IMU工作原理........17
第三章 硬體架構設計.......18
3.1 三軸轉台硬體結構......18
3.2 三軸轉台控制系統......20
第四章 軟體架構設計.......26
4.1 系統軟體架構設計......26
4.1.1系統軟體架構介紹.....26
4.2初始模式..............28
4.2.1 初始流程圖.........28
4.2.2 PLC初始程式........29
4.2.3 HMI 初始模式畫面...32
4.3人機模式..............34
4.3.1人機模式PLC 程式....34
4.3.2 HMI人機模式畫面....38
4.4手動模式..............39
4.4.1手動模式PLC程式.....39
4.4.2手動模式HMI畫面.....40
4.5資料紀錄..............42
4.5.1資料記錄PLC程式.....42
4.5.2資料記錄HMI畫面.....45
4.6 功能頁面.............46
4.6.1 主畫面............46
4.6.2 速度參數..........47
4.6.1 初始化參數........48
第五章 實驗成果..........49
5.1 飛行航行流程圖.......50
5.2 飛行模擬PLC程式......51
5.3 實驗模擬飛行說明......55
5.3.1實驗模擬-飛機跑道加速...........55
5.3.2實驗模擬-飛機拉升...............56
5.3.3實驗模擬-飛機拉升結束後回平飛....58
5.3.4實驗模擬-飛機轉向左飛行.........60
5.3.5實驗模擬-飛機轉向右飛行.........62
5.3.6實驗模擬-飛機轉向回平飛行.......65
5.3.7實驗模擬-飛機側向左飛行.........67
5.3.8實驗模擬-飛機側向右飛行.........69
5.3.9實驗模擬-飛機側向回平飛行.......72
5.3.10實驗模擬-飛機下降飛行..........74
5.3.11實驗模擬-飛機下降至跑道並結束...76
第六章 結論與未來延伸................78
參考文獻............................79
Extended Abstract..................80

[1]三菱可程式控制器操作手冊。
[2]研華人機介面操作手冊。
[3]步進馬達 – 維基百科，自由百科全書。
[4]RS232 – 維基百科，自由百科全書。
[5]RS422 – 維基百科，自由百科全書。
[6]RS485 – 維基百科，自由百科全書。
[7]Modbus通訊 – 維基百科，自由百科全書。
[8]慣性測量單位Inertial Measurement Unit，百科全書Academic Accelerator。