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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:李志升、林俊辰、郭柏辰、林懿伶、李秉倫、張伯華導入車輛功能安全標準ISO 26262經驗分享:電動車用馬達控制系統之軟體安全需求規格發展

ISO 26262車輛功能安全標準已漸漸被台灣車輛產業重視，此標準主要針對安裝於車輛內之電機電子系統，基於系統性或隨機性失效所引發之意外作防範或避免。此標準涵蓋的範圍頗廣，包含系統之整個生命周期，從概念產生，發展過程、生產、運作，直到除役退出市場均在標準規範內。其中，ISO 26262極為強調每個發展過程前必須訂定之安全需求，標準內定義了安全需求所擁有之階級架構以及該有的屬性。基本上，台灣車輛產業於制定安全需求方面經驗不足，公開的文獻也鮮少提供實例供參考，因此本文旨在提供工業技術研究院於此方面的一些經驗分享與實例，希望能降低國內產業導入ISO 26262之難度。本文聚焦於推導應用於一純電動車輛之馬達控制系統相關之軟體安全需求。

作者:游鴻修、黃甦工業用機器人與控制器發展趨勢與現況

智慧機器人產業在2015年持續是全球科技研發之重點，產品也越來越多元，包括服務型機器人、工業用機器人都有推出新產品，相關單位相繼投入機器人的研發，機器人控制器的發展扮演關鍵核心技術的角色。本文將針對國際上最新的工業用機器人相關資訊與趨勢進行介紹，並且整理工業用機器人控制器之重要功能與相關規格，讓有興趣開發或使用工業機器人控制系統之讀者，可以有一概略性之了解，提供國內相關單位在機器人研發上參考。

作者:吳振聲、陳繼賓、蔣添樺、林財旭、李雅萍、林長民可重置分散式控制技術（IEC 61499）應用於生產線控制設計

依據IEC 61499-4對控制器的「可配置性」（configurability）定義，將控制器分成三類：1. Class 0-簡單設備（可透過資料溝通）；2. Class 1-簡單可程式設備（可部分程式化控制）；3. Class 2-使用者可重置程式設備（可完全程式化控制）。本文針對Tablet PC主機板與金屬屏蔽裝配生產線控制應用設計，提出生產線在包含不同種類Class的控制器時，整個控制系統的架構及整合溝通方式。

作者:仲維德、陳傳生、王俊勝、王俊傑機器人自動鎖附與力量控制

開發適用於機械人產業進行精密裝配工作時所需的電動螺絲起子及週邊技術為本文探討重點。電動起子的控制技術適用於有刷及無刷馬達，它具有控制螺絲擰緊扭力與控制轉動角度的伺服控制功能，能夠平順停止馬達以保護精密工件並偵測異常狀況。且具有與上游控制器溝通之通訊界面，能夠即時設定工作參數，在同時間內進行不同扭力需求的螺絲擰緊工作，傳輸工作資料，作為品質控制的依據。本文研究高速力回饋控制設計及模擬技術，利用機電整合優勢，嵌入感測模組於鎖附單元。研究成果顯現在組裝策略融入力量估測器，並透過實驗室驗證平台之模擬，可提供國內自動化設備商能快速整合，並擴大產業應用範圍。對於製造廠商可以增加原有產品線的性能，而對於電子裝配業而言可以得到低成本的工作站與更佳的裝配品質。

作者:曾惠君、王俊傑、仲維德、王郁仁多軸力量感測平台設計與驗證

本研究主要目的為開發一套構造簡單且易操作之六軸力量/力矩感測器測試平台，並測試其在各種方向、力量大小之下六軸力量/力矩感測器輸出訊號是否符合精度要求。本設計之校正機構使用音圈馬達為動力源，利用推桿、特殊治具改變力量傳遞方向，並以高精度之荷重元作為力量可靠度的驗證。在控制方面，利用音圈馬達、荷重元及PLC控制器使此平台具備回授控制功能，並採用Labview人機介面控制輸出力量/力矩與荷重元數值顯示，因此，使用者可得知校正機構的力量/力矩輸出狀況，此外，此校正機構亦能延伸應用校正多軸力量/力矩之感測器，對於機器人產業控制技術而言，可以得到多軸力量感測平台穩定且具可靠度的改善。

作者:施慶隆、解子葳使用FPGA實現視覺回授之滾球及球桿平衡控制系統

影像物體追蹤是能夠從連續之序列影像中判斷出移動物體的運動軌跡。物體追蹤需要在大量影像資料中達到即時性、速度快及低耗能的要求。本文之動機在於發展基於即時影像視覺回授之運動控制系統，並驗證即時影像視覺回授控制系統能夠實現於滾球及球桿的平衡控制。滾球及球桿平衡控制系統採用雙迴路的控制架構，內迴路為球桿傾斜角度數位PI控制器，外迴路則為滾球位置模糊邏輯控制器。為同時兼顧系統平行處理速度快、體積小以及系統整合性高本文以FPGA硬體數位電路設計方法來設計所有的影像視覺回授以及控制程式演算法，並成功完成滾球及球桿平衡控制的實驗驗證。

作者:林依潁、徐士哲、吳柏勳控制器遠端連線技術

工具機產業為了節省人力與時間成本，運用控制器的遠端連線技術，讓現場人員可隨時隨地即時監視機台的加工現況，並對機台故障做遠端即時監視掌握。本文將說明現有的遠端網路技術與技術的開發流程，而後簡要介紹工研院機械所開發的遠端網路連線軟體與未來發展期望。

作者:許哲瑋、曾郁升、李建毅五軸控制器多面加工方法與誤差分析

由於五軸加工機其自由度與三軸加工機多了兩個旋轉軸，使用五軸控制器進行加工時，其加工方式多有不同而可能對加工方法造成混淆，對於正確的使用控制器來完成五軸加工，是非常重要的。再者對於加工後的誤差，多會無法釐清其誤差來源，而無法設定控制器進行誤差補償。本文主要分析現今國際高階五軸控制器加工機能與機台精度量測，期望可提供國內五軸加工使用者，對於控制器使用之相關資訊。

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:胡敬暉、楊勝明、彭文陽、楊涵評、陳譽元永磁交流馬達無轉軸位置感測器控制

永磁交流馬達一般都會裝設轉角感測器來偵測馬達的轉子角度作為速度或位置控制之用，但在某些特殊的應用，例如壓縮機，由於系統的限制並不適合安裝任何轉角偵測裝置，或是基於成本的考量無法使用，所以無轉軸位置感測器的控制技術在永磁交流馬達的應用有其必要性。本文首先對習知的無轉軸位置感測器控制技術做一些介紹，接著分析及推導永磁交流馬達在高頻時的數學模型，然後說明利用高頻的脈動電壓注入以偵測轉角的方法。除了理論的分析及說明之外，本文亦提供實驗驗證的結果以佐證此技術的可行性。

作者:葉立綸我國工具機控制器的發展分析

全球主要的控制器製造大廠多集中於日本與德國。而臺灣工具機產業長期以來所使用的CNC電腦數值控制器，皆以引進國外產品為主，尤其是日系產品，占市場70%以上。臺灣在發展國產控制器除了為因應中國大陸2014~2016年『特定原產地規則』，以使得ECFA條約內的工具機產品得以保持享有關稅優惠之權利，更應該注意中國大陸對於發展國產控制器的積極態度。因為中國大陸深知欲發展更上位的工具機產品其控制系統扮演非常關鍵的角色。當此關鍵組件掌握在別人身上，則猶如被別人以雙手掐住咽喉，限制其發展所需的工具機產品。台灣的控制器廠商，可針對目標市場的客戶，以客製化的方式提供其所需的加值功能（如製程支援功能、維護與診斷功能與工作管理等）之控制系統。使得控制器的人機介面可以達到容易看（easy to see）、容易了解（easy to understand）與讓使用者容易操作（easy to use）的目標，以提高客戶採用國產控制器的意願。不過為提升國產控制器的服務客層，強化基本的數值控制（NC）功能是首當要件，再者搭配符合客戶所需的人機介面，定能提高工具機應用產業對於臺灣國產控制器的採購意願與信賴度。

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