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作者:林志鴻、翁瑋竣同步磁阻馬達驅動系統之積分型步階回歸遞迴式類神經網路控制

本文敍述以發展積分型步階回歸遞廻式類神經網路控制同步磁阻馬達驅動系統以提升驅動系統的強健性。首先研製一由電流控制的脈寬調變電壓型反流器、磁場導向機構及保護電路所組成之磁場導向的同步磁阻馬達驅動系統，其次推導出磁場導向控制同步磁阻馬達的動態模型，然後提出積分型步階回歸控制系統。由於在同步磁阻馬達伺服驅動系統中，存在未知模式及不確定量，因此利用遞廻式類神經網路來估測系統總集不確定量。最後以控制電腦藉由介面卡之方式來實現積分型步階回歸遞廻式類神經網路控制同步磁阻馬達伺服驅動系統之轉子位置，並由實測結果加以驗證。

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:陳正岳、林育賢、廖聰明具電網至車輛及車輛至家庭操作能力之電動車永磁同步馬達驅動系統

本文旨在探討開發一電動車無位置感測永磁同步馬達驅動系統，其兼具電網至車輛及車輛至家庭操作功能，所建馬達驅動系統之電力電路由一單臂雙向前級直流-直流轉換器及一變頻器組成。前者可將蓄電池電壓提升後進行放電，亦可用來接受市電或回收馬達之再生煞車能量對蓄電池回充電能。於路行馬達驅動模式下，妥善設計之標準及無位置感測永磁同步馬達驅動系統具有良好之操作性能，含啟動、加減速、動態及再生煞車等特性。此外，提升之直流鏈電壓、換相移位和弱磁等策略可進一步提升其於高速下之性能。閒置狀態下，所開發驅動系統之電力電路可重新安排以執行電網至車輛及車輛至家庭之電能傳送操作。

作者:杜彥頤、劉楊倫、潘俊良小型終端效應器控制系統之研製

本文主要介紹一新型態之小型終端效應器之控制架構。為了有效減少終端效應器之體積與重量，採用線驅動控制方式將致動器與轉軸分離。然而，採用線驅動之方式使得各軸之間產生連動干擾之問題，造成各軸運動之準確性大為降低。吾人提出一預測模型方法可有效預測並解決此干擾問題。最後，並以一兩軸線驅動小型終端效應器為載具，驗證此方法之有效性。

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:莊坤倫、林俊辰、簡士翔、宋柏嶒提升永磁馬達效能之雙模式控制技術

本文針對只採用霍爾感測器作為馬達轉子位置感測的永磁同步馬達提出ㄧ雙模式控制策略以提昇馬達輸出性能。此雙模式控制策略，其主要關鍵在於馬達啟動時利用六步方波控制，以減少啟動困難度，同時可藉由轉子位置估測器獲得精準之馬達轉子位置，並且當馬達啟動後再利用磁滯切換機制切入弦波向量控制，以使馬達輸出性能大幅提昇。因此，馬達可不用加裝解角器而降低成本。最後由實驗結果可以驗證本文所提出的雙模式控制策略之可行性。

作者:楊智(女英)、吳宗亮、顏銘賢彈性桿件特性之Delta機器人研究

本研究目標為改善Delta型機械手臂於高速運動之精度與效能。當機械手臂於高速運動時，將產生非預期之慣性力與非線性力，而激發手臂桿件之振動，並導致末端定位誤差與振動。為提高機器人在定位時的精度，將藉由運動/動態分析計算各桿件之受力狀況，建立系統的動態模擬程式。

作者:陳祖興、李勇志七軸機器人去毛邊模擬環境之建立

近年來隨著工業自動化的快速普及，勞力密集且高危險的鑄件研磨漸漸被機器人取代，然而機器人的模擬扮演了設計系統過程中的重要角色，從機器人路徑規劃、運動學與動力學、控制系統、感測系統以及與環境的互動等，MATLAB Simulink提供一個安全及便捷的模擬環境以及可視化的設計模組，配合3D動畫和圖表的輸出，使用者可以直接觀察研磨的過程與結果，藉以修改設計參數，節省設計的時間以及成本。本文將簡單介紹基於MATLAB Simulink的機器人的模擬環境還有其工具箱，與基於七軸機器人研磨模擬的實作過程及原理，以及3D動畫顯示的方法。

作者:陳政雄、游本豐、邱仕津工具機主軸質量偏心偵測與平衡技術

傳統CNC車床加工主要加工對象是圓柱型和軸對稱外型的工件，然而隨著工具機在高速高精度的多軸複合加工技術的進步，現代的車銑複合機的加工的料件不再侷限在圓柱型的對稱物料，尤其在生醫領域與汽車零件有許多形狀複雜與不對稱性的精密零件的應用愈來愈多。另外，現代的CNC車床加工廠商爲了提高加工速度與降低製造成本，CNC車削加工的轉速也愈來愈高，因此若要同時提高加工速度與更高的加工精度、但是又必須考量機台的安全性，國外工具機大廠開始針對車床的工件主軸上開發動平衡的自動偵測與主動補償技術，本計畫主要在開發一個工具機主軸動平衡之系統，目前研究果已經開發出一個單晶片的主軸質量偏心自動偵測技術以協助技術人員進行主軸平衡之調整。

作者:黃榮興、徐丞信、林俊良CNC之網路即時線性馬達動態模式鑑別及智慧型伺服調機

本研究之目的在於如何透過網路即時地執行CNC線性馬達動態模式鑑別以及智慧型Fuzzy-PID伺服調機。在線性馬達動態模式之即時鑑別方面，我們自行研發一套鑑別法，使用逆向離散傅立葉轉換（IDFT）及平衡實現合成法完成線性馬達動態模式之系統鑑別。此實用之系統鑑別法包括輸入不同頻率之正弦波信號與量測輸出信號以計算系統轉移函數之大小及相位，利用此所算得之結果再進行逆向離散傅立葉轉換，運用平衡實現法將脈衝響應合成最後之轉移函數。以此所鑑別出來之轉移函數來當性能追蹤指標。

智慧型伺服調機使用動態同步追蹤機制，以加入模糊推論（Fuzzy Inference）即時地調整線性馬達硬品迴路中之控制增益，使得其動態輸出響應逼近性能指標之動態輸出響應。實務上，若CNC工作時負載產生變化，可採用此性能追蹤機制來即時調機。

本研究透過RTLinux硬即時（Hard-Real-Time）多工運作系統以及TCP/IP即時網路傳輸機制建立一套智慧型網路即時伺服調機系統。此系統之運作主要是進行即時線上模式鑑別、動態追蹤與伺服調機之工作。

作者:周聖鈗、李欣泓、陳響亮、陸品丞、朱玉鳳基於EtherCAT全數位運動控制技術於物聯網（IoT）之應用研究

隨著物聯網（IoT）時代來臨，工業應用領域也開始整合各種技術而興起新一波工業革命，稱為「工業4.0」。工業4.0當中提倡智慧工廠概念，廠內設備的監控與自動化甚為重要，因此首先必須達到工廠資訊的透明化，經由廠內資訊的交互流通，雲端系統可以即時獲取廠內狀態，整合設備資料與生產訊息，掌握人機物料所有狀況，再經由大數據分析及智慧設備達到智動化控制。但工業自動化控制網路標準繁多，常造成機台設備與雲端系統整合上的困難。

至此，工業技術研究院所開發的EtherCAT運動控制平台（EMP），其具有Real-time特性之Ethernet為基礎，使用者可以透過此平台與EtherCAT從站（伺服驅動器、I/O等）連結，有別於傳統運動控制系統，EMP不需額外的硬體,只需透過標準網路卡即具備多軸運動控制能力[1]。EMP直接相容於乙太網路，除整合雲端系統上具有極大優勢外，對於現今生產製造所要求的高即時性亦能兼顧。本文將探討EMP在智慧工廠概念中，利用EMP易開發且高相容的特性，整合行動化裝置與雲端監控系統，實現EMP的行動化應用。

作者:陳信元、呂政芳、黃志豪、李美津、張仁耀、徐振凱、鄭儀誠、陳俊彥、黃宗皇現代製程監控平台技術發展與應用

歷史雜誌