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作者:潘正堂、楊育昇、張竣傑、王紹宇、孫培原多軸馬達控制於下肢外骨骼醫療輔具開發

因應臺灣的醫療科技服務的發展，包含運動傷害、疾病復健、身心障礙者及銀髮族等需求，本文介紹馬達設計及控制器之開發應用於下肢外骨骼醫療輔具，其下肢外骨骼機構亦是由本文所設計。馬達設計以醫療輔具應用為目標，使用有限元素分析法進行磁路分析。控制器分為上位控制器及馬達驅動器，上位控制器建立步態時序命令控制多軸馬達；馬達驅動器以磁場導向控制（field-oriented control, FOC）之空間向量脈寬調製（space vector pulse width modulation, SVPWM）法則建構電流、速度、位置控制程式並設計比例、積分、微分（proportion, integral, differential, PID）控制器得到高響應頻寬及高穩定度。最後整合機構、馬達、驅動器及上位控制器開發具有良好適應環境能力之下肢外骨骼醫療輔具。

作者:趙昌博、王懷三、邱康富、黃介一應用於光學穩定化模組之手震抑制系統開發

本研究致力實現相位領先-落後控制器之虛實整合數位控制平台技術，用於增加各式手機相機之新型光學影像穩定器（optical image stabilizer, OIS）模組中鏡片穩定性，改善手部的晃動所造成拍攝相片不清晰之問題。數位控制設計系統為參考單眼數位相機中防手振系統之機構與相關伺服技術，利用軟硬體相互搭配方式開發出模態分析系統與相位領先-落後控制器，搭配後端驅動晶片，實現本研究所提出光學影像穩定器中相位領先─落後控制器之虛實整合數位控制平台，最後利用現場可程式化閘陣列（field-programmable gate array, FPGA）系統實證。本數位控制系統平台主要針對市場上手機照相光學影像穩定器模組進行分析，其系統之鏡片位移與轉動作為系統控制參數，搭配驅動鏡片之音圈馬達磁力控制以達到非線性防手振光學影像器系統開發。主要研究可分為三大部份：（1）光學影像穩定器模組系統模態鑑別程序標準化；（2）光學影像穩定器模組參數變動之相位領先-落後控制器設計與結果模擬驗證；（3）利用FPAG相關技術與Matlab/Simulink/HDLCoder建立即時參數調整光學影像穩定器數位控制平台。首先使用市面上手機照相光學影像穩定器模組系統建立標準化之數學模式，系統經線性化與解耦合分析，在參數變化下進行強健相位領先-落後控制器設計，再由模擬與實驗軟硬體整合方式來驗證控制器之功效後，經實際的電路來建立系統之數位控制平台。

作者:郭俊宏國產CNC控制器自動測試軟體簡介

CNC控制器除了追求功能與效能外，長期穩定運作也是其特性之一，客戶端使用機台的方式幾乎是全年無休，如果使用期間遇到問題而導致停機，將使客戶受到巨大的損失，所以穩定性是不可或缺的一環。因此，為提升CNC控制器的穩定性，本文先介紹CNC控制器手動驗證的流程與方法，接著說明如何透過工研院開發的自動測試軟體GMC Inspector軟體，達到CNC控制器的自動驗證，以簡化手動驗證的流程與時間。

作者:楊宗賢、劉昱顯異質設備多機同動與協作控制技術

在自動化產業中，控制器的功能整合為快速導入產線的關鍵組件之一，一般工廠內包含多種非開放式的異質設備，受限於其中的軟硬體限制，在整合上往往需耗費大量時間和專業人力資源來進行介面設計和程式編寫。本文針對產線的需求，開發一種基於多種通訊技術的介面整合，實現具模組化的軟硬整合技術，此技術完成了設備間的高效同步通訊和協作，並搭配人工智慧演算法的手段解決傳統無法自動化的流程，大幅降低自動化的門檻，同時增加生產效率和整體穩定性。本文透過實際的橡膠產線驗證，建立具自動化的生產流程。

作者:林耿宏電動巴士動力系統驗證技術

因應巴士電動化需求，國內零組件業者迫切需要有一完整車輛動力系統驗證環境，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: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: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: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。

作者:葉佳榮攀爬機器人技術簡介與應用

攀爬機器人因應高風險、高難度環境下的工作任務挑戰，具備垂直、傾斜與複雜結構表面移動能力，可廣泛應用於基礎設施檢測、能源巡檢、災後搜救及特殊環境作業等領域。其核心技術包括多樣化的附著機制（如磁力、正/負壓、靜電與仿生黏附等），搭配履帶式、輪式、多足機構或飛行混合等移動策略。近年隨著感知元件、定位技術、控制系統與運動規劃技術進步，攀爬機器人加速朝向智慧化、自主化與多模態整合發展。未來挑戰包括提升附著穩定性、環境適應性、控制複雜度與能源效率。透過人工智慧、自主學習與感知融合技術的導入，攀爬機器人有望成為高風險作業領域中重要的輔助設備。

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。

作者:彭達仁、汪正祺、杜冠威、夏子晴數位雙生加工模擬架構之研究：進給率調控對表面粗糙度與切削力的影響

本文旨在建立一套數位雙生加工模擬架構，以探討進給率調控對表面粗糙度與切削力的影響。研究方法首先利用 CAD 建構工件模型，並設計兩組刀具路徑：未調控與進給率調控。隨後，於虛擬機台環境中模擬 CNC 加減速行為，並於切削力分析平台中進行力學預測，以評估不同加工策略之差異。實驗結果顯示，進給率調控能有效降低主軸瞬時過載，改善負載分布均勻性，並提升加工過程的穩定性。進一步的粗糙度量測與模型建構結果指出，所建立之表面粗糙度預測模型平均絕對誤差為 0.033 μm，決定係數 R² 為 0.732，顯示該架構在表面品質評估上具有合理準確度。綜合而言，本研究證實進給率調控對加工性能之正面效益，並驗證數位雙生方法於智慧製造與虛擬試切應用中的可行性。

作者:洪名杰、賴泰華、黃金鴻單向墊及對向墊液靜壓軸承的薄膜節流器參數設計

本文以薄膜節流器之設計參數，對應單向墊與對向墊液靜壓軸承的特性，進行介紹及優化探討。針對薄膜節流器的兩個主要設計參數；無因次薄膜剛性與軸承設計節流比λ，本研究初步分析，發現在=1.33及λ=0.25條件下，薄膜的變形曲線將符合理想趨勢，此時，單向墊軸承的理論剛性具有無窮大的特性。單向墊軸承的結果亦可延用至對向墊軸承。相較於單向墊模型，對向墊模型擁有較大的承載範圍，靜態剛性表現也較佳。分析結果顯示，對向墊液靜壓軸承採用上下墊相同有效面積的設計情況下，無因次負載達±0.4時，其軸承位移量仍可維持於±2%的設計油膜間隙內。

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