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作者:黃仲欽、高瑋澤、吳家驊、李瑤、許家章、劉佳恩五相永磁式同步電動機的設計與驅動器研製

五相永磁式同步電動機的優點為故障容忍度高、可分散驅動功率轉換器輸出電流、高可靠度及電機安全性。文內提出20極22槽，內轉型五相永磁式同步電動機的設計，其定子的外徑為220 mm。並以有限元素磁路分析套裝軟體Maxwell-2D進行電動機之磁路、頓轉轉矩及感應電動勢之分析，完成優化的設計。定子採用全開口的槽，可簡化製作過程。

五相永磁式同步電動機之驅動系統，其功率轉換器採用五相五臂型變頻器，控制策略以線性霍爾效應元件偵測轉子角位置信號，並利用數位霍爾效應元件的信號作轉速之估測。此外，本文內所述之系統亦藉電流感知器偵測相電流，且以上述的回授信號完成轉速及各相電流閉迴路控制，提高轉速響應、降低電流諧波含量與增進系統效率。本文採用32位元數位信號處理器TMS320F28069作為控制核心，在驅動系統中，轉速及相電流控制策略皆由軟體完成。本系統之直流鏈輸入電壓為70 V，在轉速800 rpm及電磁轉矩8.16 Nm時，整體效率為84.4 %，電流總諧波失真率為1.47 %，實測結果驗證了本文控制策略的可行性。

作者:郭吟翎、劉家榮、Andres Gaona Gaona、李峰吉EMP應用於衛星天線地面站的技術發展

在太空產業中，通訊地面接收設備為太空衛星產業發展的關鍵之一，然而傳統的衛星天線地面站控制系統面臨著許多挑戰，包括複雜多軸旋轉機構的運動、通訊速度與通訊距離雜訊干擾的限制以及依賴外部技術導致系統的彈性不足等問題。本文發展EtherCAT全數位運動控制平台應用於衛星天線地面站的技術。EtherCAT作為一種高效、快速的通訊協議，應用於通訊地面接收站，以提高系統的可靠性和效率。本文透過衛星天線地面站控制器的開發、即時監控數據處理與即時的運動控制命令以執行電控機制等技術，提高衛星天線地面站系統的效率、靈活性和安全性，同時降低成本和營運負擔。

作者:李日傑、林煒祥、陳民融、麥朝創高階工具機智能多軸控制技術

工具機加工的前置作業包含刀具掛置、調機、NC程式的規劃，到產生成品後的製程驗證，這些過程往往需要大量的人力及經驗，因此有許多人為的不確定因素，並且於時間、人力成本上佔有很大比例，為節省時間、人力成本，排除人為不確定因素提高可靠度，藉由各項智能應用模組來取代傳統需仰賴大量人工及經驗之加工事前、事後準備工作，達成高階控制器智能化加值，透過提高機台可靠度來提升產業的競爭力，本文針對高階工具機智能多軸控制技術進行說明與介紹。

作者:李坤穎、魏士傑冷卻熱抑制於工具機精度提昇之研究

工具機精度影響的因素最大誤差來源主要為熱誤差，為了降低工具機的熱誤差，目前學界與業界作法主要分為熱補償及熱抑制，熱補償的補償精度取決於熱誤差模型精度及環境溫度變化的影響；而熱抑制主要利用冷卻或環境控制對工具機的熱源進行熱交換，以降低熱誤差。國內對於環境控制、冷卻條件及主軸冷卻水套設計對於工具機精度的影響，尚無相對應的研究及應用。故本文主要以熱抑制的角度進行探討，主要以環境溫度、冷卻條件及控制，到主軸冷卻水套設計進行一系列的研究，並以實際加工進行驗證，以期結果及應用能符合工具機精度提昇的需求。

作者:黃靖倫、楊士進、張鈞傑、林奕任、陳俊佑、周柏寰無人機馬達幅值調變低取樣頻率之無感測器適應性控制開發

本論文研究無人機之驅動策略並且提出新的幅值調變驅動方式，主要分為三部分：一為解決無人機所用之直流無刷馬達運作頻率接近微控制器之運算頻率時因為取樣頻率不足所導致的問題，二為利用適應性控制提升無人機速度迴路的響應。三為利用新的SiC寬能隙半導體製作PAM的前級驅動以提升效率並且縮小整體的重量以及體積。

作者:邱昱銘、陳慶霖、陳垣圻、涂凱翔、呂百修應用模型化設計於車用電機驅動控制

有鑒於近年來新能源動力車輛的崛起，車用電機控制器的需求量大增，為對應不同車輛的需求，軟體演算法勢必得面臨重新開發與設計的窘境。為了加強系統的安全性與可靠度，本文將遵循ISO 26262的建議，針對車用電機控制器提出一套完整的軟體開發設計流程，並以Model-in-the-Loop、Software-in-the-Loop與Hardware-in-the-Loop三種軟體驗證方式，分別對各功能模塊進行驗證，搭配自主設計的控制器雛型機與現行開發之一體式啟動馬達發電機進行轉矩-轉速曲線實現，以驗證軟體模型化設計的開發設計方式能夠有效並快速達到車用電機控制器的軟體需求。

作者:黃瑞宇、蔡承翰機器人多軸馬達系統之週期性自適應參數估測

本研究針對機器人多軸馬達系統中，轉動慣量具週期性變化的情形，提出一套結合複合式自適應控制與重複性控制之參數估測方法。透過對數化參數表示與指數補償形式，可自然維持估測值為正，並導入週期性適應律以補償參數變動。理論分析顯示，該方法可將時變參數問題轉化為線性非時變系統受週期性輸入驅動之形式，並具穩定性與收斂性條件。初步結果顯示此方法具應用潛力，後續將進行模擬與實驗驗證。

作者:陳靜波、陳羿銘、林怡瑾、解明潔、吳順福、李偉瀚、余允誌智慧製造軟體發展及應用

作者:陳以恩、楊士進、葉信典、林正軒無人機永磁同步電機之無感測器磁場導向控制高速改善及測試

本文目標為使用無感測器之磁場導向控制(Field-oriented Control, FOC)演算法驅動無人機用之3 kw表面貼磁式永磁同步馬達，並應用磁場導向控制取代目前較普遍應用於無人機馬達之六步方波驅動演算法，以提升能源效率、降低噪音及提升動態響應。然而，無人機馬達的高極對數特性使得馬達會在高電器轉速下運轉，而在高電器轉速的狀況下，電壓耦合現象及運算延遲的問題會較顯著的對馬達運轉造成負面影響。因此，本文將針對此問題進行改善，並進行實驗測試，比較其改善效果。本文將分為以下四個部分介紹：(1)磁場導向控制原理與方波驅動比較。(2)無感測器位置估測原理介紹。(3)高速問題及其改善方法。(4)實驗及結果分析。最後，將針對整體提升效果進行評估及總結。

作者:羅元玠、薛涵君、賴振豪、吳祉毅、林景翰、施志軒SmithOS：機器人單元的核心軟體

近年製造業客製化與少量多樣的需求日益增長，複雜性與彈性是未來製造業的關鍵特點，傳統自動化系統固有的軟硬體透過規模化與標準化來降低生產成本並提升效率，然其顯而易見的限制亦是無法適應快速變化且小批量的訂單。先進製造自動化系統中，產業期望達到每單件產品的生產成本與其生產數量關聯最小化，因此工業型機器人以彈性化的優點廣泛應用在噴漆、焊接、組裝、搬運與研磨拋光中。在HMS（Holonic Manufacturing System）[1][2]系統架構中，每一個Holon單元具獨立性與協作性，單元可獨立決策、控制與規劃，彼此間亦可互相轉換、溝通與儲存訊息。SmithOS為一套適用於工業機器人單元的核心控制軟體，具備生產工單介面、製程參數調整介面、機器人通訊控制層（Robot Communication Layer, RCL）、感測器通訊層（Hardware Abstraction Layer, HAL）與多執行緒運行功能[3]，其豐富的功能模塊（function block）與資訊流程圖架構（flow chart），提供系統整合商快速整合PLC通訊、力量感測器、雷射感測器與2D/3D視覺感測器的功能，以解決製造業常遇到的工件變異、快速換線需求與操作介面複雜等問題。此系統讓操作員不必再擔心產品換線的耗時耗心力，進料視覺辨識可達成自動換線;其製程參數調整介面提供操作者在不使用機器人複雜的示教器下，就能完成製程參數的調整;而系統性的誤差與變異（如:工件變異與設備定位誤差），可線上透過感測器即時回饋補償，維持生產品質的穩定性。

作者:林奕任、楊士進、周柏寰極精密雷射振鏡馬達運動控制系統設計

本文針對雷射振鏡馬達驅動系統提出極精密速度與加速度雙估測回授運動控制設計，旨在提升印刷電路板製造精度與擾動抑制性能。該設計以永磁電機搭配高解析脈衝插值正餘弦編碼器為基礎，提出一種僅透過位置回授的速度與加速度雙估測器。第一個速度估測器設計可提升系統穩定性並消除差分雜訊。此外，因加速度與負載力矩成正比，藉由第二個加速度估測器設計進行加速度回授控制，可改善反射鏡片在高速偏擺下不平衡的力矩擾動問題。最後，本文將整合雙估測器與運動控制器於振鏡馬達驅動系統中進行性能實測，期望能改善雷射加工精度。

作者:彭俊穎、王郁仁以控制器伺服馬達電流監測切削力變化及刀具磨耗技術研究

隨著工業 4.0 發展，製造業導入人工智慧與大數據技術，以提升生產效率與競爭力。傳統刀具磨耗監測需拆卸刀具，導致機器停機並增加成本。為克服此限制，本研究探討透過控制器伺服馬達電流監測切削力與刀具磨耗。實驗使用亞崴五軸工具機（FV560），變換切削參數以收集西門子控制器（840D）的主軸馬達電流訊號並建立切削力模型。透過快速傅立葉轉換（Fast Fourier Transform, FFT）與希爾伯特-黃轉換（Hilbert-Huang Transform, HHT）提取刀具磨耗相關特徵。結果顯示，切削力與主軸電流呈線性關係，且電流訊號會隨刀具磨耗變化而改變，FFT 與 HHT 分析結果高度吻合，驗證了電流監測方法的可行性。

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