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作者:李昇亮電漿輔助原子層鍍膜設備電控系統介紹

本文以本所研發PEALD設備之電控系統當範例作說明，內容包含有周邊元件選用、電控系統軟體及硬體規劃等，最後將會介紹本系統所規劃之人機介面及操作方法。

作者:林冠宇、杜陳忠矽薄膜太陽電池鍍膜設備之電漿放射光譜分析儀監控簡介

本研究發展一種用於微晶矽薄膜之調控電漿技術，並運用此技術輔助薄膜的沉積，且突破微晶矽薄膜不易於高沉積速率成長的瓶頸；此技術主要具有電漿製程監控的裝置，係應用光學放射光譜儀（OES）偵測電漿的成分，並即時偵測影響微晶矽薄膜沉積製程的H2與SiH4被電漿解離之光譜比值，且由比例積分控制器（PI Controller）法則即時回授控制被電漿解離的活性物種Hα及SiH*電漿光譜比值，且在高的沉積速率下，仍可即時掌控最佳微晶矽薄膜沉積的品質，進而提高微晶矽薄膜製程於長時間大量生產的穩定性。

作者:楊錞忠、李榮財吊車用永磁直流無刷馬達研製簡介

在以中鋼公司為主導廠商所展開進行之“馬達產業鏈高值化技術研發聯盟計畫”，邀集了國內眾多相關產業之業者，其中包括國內之天、吊車專業製造廠。面對天、吊車產業高效與節能化需求之發展趨勢，積極嘗試整合新發展技術或新開發材料應用於其產品，除了差異化與其他同質性產品之性能與功能水平，也兼顧保有其專業領域之領導地位，始終是其面對永續經營所堅持之佈局思考。在此研發聯盟之合作架構下，由工研院協助業者開發以採用高磁能積永久磁石之無刷馬達替代傳統感應馬達或直流馬達之驅動應用，除了改善其原有天、吊車設備之操控性，更藉由高磁能積磁石替代傳統氧化鐵磁石之應用，使得可更縮小其馬達之結構設計且又有較高之扭力輸出，同時再加上驅動控制技術之整合運用，而提昇其馬達運轉效率及更達30%以上之節能效益。本文僅就其研製中之一型600W輸出功率機型永磁無刷馬達之設計、關鍵元件製程及性能驗證測試等之關鍵流程作重點介紹，以強調以一非專業馬達製造廠切入高效能馬達之開發與規模量產自主技術建立之可實現性，以供或有其他領域之業者也面臨同樣技術提昇或轉換需求時之應變參考。

作者:李建毅、高永銘高階數控系統現況與發展趨勢

數控技術是現在制造系統中的關鍵技術，結合微電子、電腦、自動控制、伺服驅動、自動檢測和網路通訊等技術，具有高精度、高效率、彈性自動化的特點。以自動控制觀點來看，數控系統屬於一種軌跡控制系統，以各運動軸的位移量為控制對象並使運動軌跡協調作動的自動控制系統，隨著訊息科技（IT）與製造科技（MT）的結合，數控系統也發展出更多功能與更多性能，如高速高精控制、多軸多系統控制、五軸同動、複合加工、智能化、網路通訊整合等功能。本文主要分析現今國際高階數控系統關鍵技術的現況與發展趨勢，以期望可提供國內開發高階數控系統之相關資訊。

作者:陳金聖、李峰吉、陳建旭速度伺服迴路與前饋控制器設計

運動控制系統一般為串聯式控制架構，傳統各層迴路的調整均仰賴經驗的調整，耗費人力與時間。本文提出一PDFF （Pseudo Derivative Feedback with Feedforward Gain）速度控制器與一修正型前饋控制器（Modified feedforward controller），並針對速度迴路與前饋控制提出ㄧ個容易實現的個別自動調整參數之演算法。文章中提出之速度迴路控制型態可包含目前市面上所使用的任何一種速度迴路控制器；提出之修正型前饋控制器可強化系統的追蹤性能。最後，上述演算法則將使用工研院的智慧型運動控制平台（Intelligent Motion control Platform,IMP）運動控制卡進行驗證。

作者:江素雲、葉立綸、葉錦清、戴熒美、羅一中台灣工具機控制器技術自主化的現況

作者:林正軒、張朝信、汪智強、陳譽元、彭文陽高轉速無感測驅控直流無刷薄型馬達技術探討－以智慧吸塵器嵌入式鼓風機驅動設計為例

永磁直流無刷薄型馬達可嵌入於高轉速流機，除了簡化軸承與端蓋等優點，甚至降低系統轉動慣量，降低加減速電流，實現高效直驅的節能效果。現有市面流通的無感測驅控IC能提供的額定電流規格多在1 A以內，且可匹配之電氣頻率偏低限制了與高轉速流機之多極薄型馬達結合的應用性。鼓風機的薄化、節能、智慧化是現有清潔機器人之智慧吸塵模組的重要技術趨勢，本研究開發兩款不同構形之多極薄型馬達，包括其磁路分析模擬與特性預估，實體雛形分別與智慧吸塵器高轉速鼓風機嵌入結合測試，馬達整體尺寸在直徑52 mm及高度10 mm以下，搭配無感測器設計架構，簡化馬達零件與組裝工序，以智慧化模糊邏輯控制驅控技術，改善高轉速之下的能耗，並縮短整定時間，使得依照灰塵量大小即時調整轉速變得可能。實際驗證發現，徑向磁通薄型馬達設計在空載測試時，12 V與0.32 A電流可達額定14,000 rpm；與離心Blower模組直接負載測試時，平均電流在2.3 A以內，驗證其無感測驅控法在高轉速（14,000 rpm）應用下換相時機與電流控制強健性，對於依賴充電電池驅動的智慧吸塵器，與原有直流有刷馬達驅動鼓風機方案比較（電流>4.5 A），平均耗電量下降達50%，可有效降低回站充電頻率。此外，對照組之軸向磁通薄型馬達因為採取無鐵芯設計，氣隙較大，整體馬達效率表現不如有鐵芯的徑向磁通設計，但是其較低的頓矩（cogging）可以獲得較平順的加速曲線，且線圈發熱可直接均勻傳遞至電路底板外，未來結合低鐵損SMC鐵芯，較易實現中空軸設計，仍具薄化嵌入應用之可能性。

作者:陳金聖、陳立業、葉宗祺、李峰吉、陳文泉伺服迴路前饋補償控制及調適

典型運動控制系統為串聯式控制架構，傳統各層迴路的控制增益設計均仰賴專家經驗的設計，耗費人力與時間，本文提出一PDFF（Pseudo Derivative Feedback with Feedforward Gain）速度迴路控制器與一修正型前饋控制器（Modified feedforward controller），並針對重複性軌跡，提出ㄧ個容易實現的前饋控制參數調整演算法。最後，上述演算法則將使用工研院的智慧型運動控制平台（Intelligent Motion control Platform, IMP）及雙軸運動平台進行驗證。

作者:劉添華、陳瑞霖、曾紹凱預測型控制器應用於無轉軸偵測元件驅動系統設計

本文旨在探討內藏式永磁同步電動機的無轉軸角度偵測元件的定位控制。文中，利用高頻信號注入d-軸，然後經由帶通濾波器擷取d-、q-軸高頻電流信號，藉以產生同步量化誤差角度，並補償互感及自感的影響，有效地提高轉軸角度估測的精度。文中進一步探討預測型控制器應用在此無轉軸角度偵測元件的定位控制，以提升系統的暫態響應、加載響應及追蹤響應，改善無轉軸角度偵測元件的定位控制系統的性能。

本文設計相關的硬體及介面電路，並配合數位信號處理器TMS320F2812作為控制核心，以實現轉軸角度估測及控制法則。

作者:黃甦、游鴻修工業用機器手臂控制器介紹與未來發展

近年來機器人系統之發展熱絡，從新聞媒體報導大公司跨入機器人產業之動態消息即可得知，例如美國Google公司在2013年底，大舉併購了8家機器人公司，進行機器人產品與系統開發。相較於國外機器人產品與系統發展，國內也有許多相關單位投入機器人的研發，除了在機器人本體設計製造與關鍵零組件的研究發展外，機器人控制器的發展扮演關鍵核心技術的角色。在本文中，將針對國際上新型態的機器人系統、機器人控制器重要功能，與機器人控制器之面臨的新挑戰進行介紹，並根據IFR2014報告以及機器人未來趨勢發展進行分析與介紹，提供國內相關單位在機器人研發上參考。

作者:林耿宏、張伯華、林君穎、蔡祖揚電動車輛系統測試與虛擬驗證技術

因應電動車輛的蓬勃發展與車載電子元件日趨複雜，驅使車輛的功能安全越來越受到重視，因此工研院近年來致力於建立車輛電動動力系統性能與功能安全之測試驗證技術。目前除已具備馬達性能及環境可靠度驗證能量之外，工研院已建立硬體嵌入式（hardware-in-the-loop, HIL）虛擬車輛驗證平台，並協助國內相關廠商以建立之技術進行產品開發驗證。

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。

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