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作者:蔡孟勳、陳慶儒泛用運動控制平台開發與應用

本文主要將針對工研院機械所開發之GMC運動控制平台進行加值軟體開發，包含GMC應用開發環境（I.D.E.）。透過GMC應用開發環境可以縮短軟硬體系統建構時程。並且將開發之加值軟體以ActiveX人機元件的方式來建構，方便進行系統整合。以此加值軟體為基礎，將應用GMC運動控制平台來開發一雙軸檢測設備，並以控制雙軸馬達運動為目標。

作者:紀佃昀次世代產業機械手臂彈性開放式控制介面

隨著人工成本成長，產業機器人的需求不斷地提高，許多機械手臂製造商不斷蓬勃而生，但操作產業機器人並不像傳統移動式運動平台那樣簡單，使用者可能需要一些程式語言的編寫基礎，並且對六自由度的空間轉換有一定的概念，才能夠使用手臂進行複雜的運動操作，因此，一個易於操作且友善理解的控制介面將是非常重要的課題，基於工研院多年來開發產業機器人的經驗累積，本文將介紹其產業機器人之控制介面。

作者:蔡明發、李迪章、曾仲熙、陳譽元、林正軒、彭文陽軸向磁通永磁馬達之模型建構與向量控制設計

近幾年來，軸向磁通永磁馬達（Axial-Flux Permanent Magnet Motor, AFPM）因具有高效率、緊密結構與高轉矩密度等特性，吸引著工業界的注目，並已廣泛應用在電動車與飛輪儲能等系統上。在這些應用中，需要馬達平穩的運轉，以避免震動與噪音干擾，因此，精確的馬達模型與其控制器設計，使其性能優化是非常重要的。本文建立一個軸向磁通永磁馬達之模型並設計其向量控制器，首先推導此軸向磁通永磁馬達在三相靜止座標之數學模型，其中電磁轉矩方程式具有頓轉矩漣波，再利用PSIM模擬軟體所具備的電路元件、數學運算與轉移函數等功能來建構與驗證此模型，此模型具有三相電壓輸入端與負載轉矩輸入端，可以很方便直接地將此模型方塊連接到整體馬達驅動器的PWM變頻器；並做負載轉矩與馬達參數不準度和變化等整體馬達驅動器性能的評估與模擬，轉矩響應模擬結果並與利用ANSYS Maxwell有限元素分析法之結果做比較，以驗證其正確性。之後，進一步推導在同步旋轉座標之d-q軸模型，依此軸模型設計以轉子磁場為導向的向量控制器，包含PI解耦電流控制器與二自由度轉速控制器，模擬結果顯示所設計的控制器對轉速命令與負載轉矩的瞬間加入皆有理想的轉速響應，並且馬達轉動慣量參數在 60 %的不準度時，仍有穩定的轉速響應，但在低轉速時可看出轉速響應上有明顯的漣波，是頓轉矩所造成，有待進一步設計更高階的控制器來消除此頓轉矩漣波效應。

作者:許晉謀、吳進發、東　高仁高精度RV減速機於複合雙驅式旋轉軸平台之應用

國內工具機已超越義大利，成為全球前三大出口國，為了提供國內工具機產業在兩軸頭關鍵模組的廣泛需求，未來將著重於發展高效能複合雙驅式旋轉軸驅動與控制系統平台技術，另一方面則將聚焦於提出能夠全面降低成本和提高效率的解決方案。

作者:黃煒翔開放式控制平台於輕金屬加工的開發與應用

由於現在市場上的自動控制專案大部分以PLC+人機或者PC+軸卡的方式來做處理，而開放式控制平台是基於CNC控制器的架構加上了開放式人機，因此可以更靈活的運用在自動化控制上及使用傳統ＣNC控制器的產業想轉型為觸控式人機或專屬介面的需求。

本文將介紹在輕金屬加工產業的開發應用上，妥善的利用核心資源加上開放式人機所做的應用，並對其做相關的介紹。

作者:曾賢正智慧型運動控制平台－MECHATROLINK-III主站控制器開發

MECHATROLINK-III是一種可透過一台控制器與多種從屬設備進行數據交換的開放式現場網路，市場上已有眾多與其相容的設備販售，使用者可以靈活地從中選擇進行系統建構。

本文將介紹MECHATROLINK-III串列式伺服運動控制技術，同時也將介紹工研院機械所開發之新一代智慧型運動控制平台（Intelligent Motion control Platform, IMP） ─ IMP-2。IMP-2可經由通用型伺服匯流排（General Servo Bus, GSB）透過子板擴充實現MECHATROLINK-III C1主站端控制器。

作者:蔡孟勳、羅任添、粘濠偉、李建毅工業用串列通訊介紹-以EtherCAT協定為例

本文首先介紹常用之工業通訊協定並比較各種協定之性能，然後針對EtherCAT通訊進行詳細的介紹，其中包括整體架構、協定及各個功能模組的說明。透過整合DSP 28335與EtherCAT ET1100網路晶片，我們成功開發了具EtherCAT網路通訊之馬達驅動系統，並透過實驗驗證此驅動器系統能達到多軸馬達同步控制之目的。最後，為了驗證所開發的主站程式能夠應用於商用驅動器，我們介紹CANopen over EtherCAT（CoE）的概念，並以此概念撰寫主站通訊程式以成功地與具有EtherCAT模組的Yaskawa Σ-Ⅴ驅動器進行連線控制。

作者:蔡明發、曾仲熙、陳俊漢、楊竣翔同步磁阻馬達之單位電流最大轉矩控制器設計

同步磁阻馬達是一種同步機，比感應馬達有較高的能源轉換效率，它的轉子不像一般的永磁同步馬達安裝磁鐵，故不會有馬達因經年累月運轉造成轉子磁鐵磁性減弱的問題，它的轉子材料是如矽鋼片的導磁材料，藉由轉子凸極現象造成磁阻的不均勻，來產生力矩而轉動，故其構造簡單，具有堅固的特性，近年來吸引著工業界的注目。精確的馬達模型及控制器設計，使其性能優化是非常重要的。

本文設計同步磁阻馬達的單位電流最大轉矩（maximum torque per ampere, MTPA）控制器，是向量控制器設計的延伸，得出d軸電流參考命令與q軸電流參考命令的關係，MTPA控制的q軸電流命令是由轉速控制器產生；d軸電流命令是q軸電流命令的負值，如此可得到最佳化的設計，提高效率。模擬結果顯示在相同的轉速命令與負載轉矩之下，在MTPA控制情況下，可得最小定子電流大小的值，因此是最佳化的設計，在加載情況下，對給予的轉速命令有理想的轉速與電流響應。

作者:許晉謀、吳進發、陳正陽、櫻井　和彥五軸加工複合驅動平台技術驗證

為提供工具機產業發展大型五軸工具機所缺乏之高精度模組技術、性能驗證及試量產平台，未來將著重於發展高效能複合雙驅式旋轉軸驅動與控制系統平台技術，大幅提升兩軸主軸頭動力輸出並縮小設計空間，另一方面則將聚焦於補足產業不足，協助開發各型大型加工機。

作者:李綱、周芳杰、陽毅平電動車輛動力系統HIL測試技術與應用

近一、二十年來，硬體迴路（hardware-in- the-loop, HIL）測試技術被廣泛運用於開發複雜性高且要求即時（real-time）運算之嵌入式系統，此測試技術不僅可大幅降低系統開發之時間與成本，亦可代替風險性高之真實系統測試且有利於測得系統性能邊界，藉以提升系統之安全性與可靠度，故HIL測試技術最先被應用於開發航太與車輛控制系統。本文介紹電動車輛動力系統之HIL測試技術與相關應用，包含結合車載資通訊技術與複式電力驅動系統之智慧電動車研發以及馬達驅動控制器之失效模式分析。

作者:賴炎生、吳念騌、林秉毅感應馬達高速驅動器的弱磁控制技術

本文主要介紹感應馬達高速驅動器的弱磁控制技術。感應馬達驅動器的發展包含變頻器控制及馬達控制。對於變頻器控制，將討論脈波寬度調變，因為其被廣泛的應用在變頻器的控制上。對於馬達高速控制（驅動）的發展，本文將介紹感應馬達驅動器的每安培最大轉矩控制與回顧各種弱磁控制技術，期望對讀者了解感應馬達高速驅動器的弱磁控制技術有所助益。

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。

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