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作者:蔡明發、陳柏志、鄭詠仁、顏鴻程、陳俊漢同步磁阻馬達之建模與向量控制器設計

同步磁阻馬達是一種同步機，但其轉子不像一般同步機那樣，需要在轉子繞線以激磁或裝置永久磁鐵，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，它也不會像永磁同步馬達那樣，其轉子磁鐵經年累月運轉後會產生磁性減弱的問題。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。故精確的馬達模型，以分析其特性與效率，以及其控制器設計，使其性能優化是非常重要的。

本文描述一個同步磁阻馬達之相變數模型之建構，以電磁、機電與機械三部份來推導感應馬達的數學方程式，並利用PSIM模擬軟體工具建立該同步磁阻馬達的相變數模型，仿如一實際的馬達操作，在其三相輸入端以電阻、電感與相依電壓源電路元件來建構其模型。所建模型的特色有二：一是三相定子輸入端是採用電路元件建立的，可以和馬達變頻驅動電路連接，以便做馬達驅動控制的整合模擬；二是負載轉矩輸入端是以數學函數元件建立的，可用數學函數的形式加入負載轉矩。給予三相輸入電壓的頻率並加入負載轉矩來模擬分析，驗證了該模型轉速穩態響應的正確性。

本文並提出以鎖相迴路為基礎的功率因數角量測電路，藉由機械功率與輸入電功率的比值，得出該同步磁阻馬達在不同負載轉矩情況下運轉時的能效曲線，並得出定子電阻大小是影響該馬達的能效的主因。

除此，本文並推導在同步旋轉座標之d-q模型，依此模型設計以轉子轉軸為導向的向量控制器，包含PI解耦電流控制器與包含一前饋補償器的二自由度PI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。

作者:周信宏、龔應時多軸伺服驅動器設計

作者:蔡孟勳、周家駿、吳明政、黃仁樹、莊易霖、陳文瑞感應馬達最大化加速度、最佳化效率與全數位控制之研究

工具機主軸馬達大多以感應馬達為主，其控制方法有純量控制與向量控制，純量控制方法就是俗稱的V/F控制，V/F控制大多操控在開迴路系統，特色是方法簡單，但是會有多餘的能量損耗、無法控制電磁轉矩與磁通大小等問題；向量控制則是相反，此方法可以將馬達三相座標系統，藉由空間座標轉換，將複雜的三相座標系統，轉換至d、q軸旋轉座標系統，進而可以將複雜且耦合的電磁轉矩與磁通解耦合，達到獨立控制的目的。然而就算使用向量控制來控制感應馬達，不同的d、q軸電流命令，仍然會有不同的影響產生，q軸電流命令可以由速度迴路計算得知，d軸命令則是使用者自訂，因此本文提出如何選定適當的d軸電流命令，使感應馬達可以得到最佳化效率及最大加速度。在全數位控制中，EtherCAT為目前所較流行的數位通訊，本研究亦說明如何將EtherCAT如何整合入整體控制。

作者:張崇瑋工業控制自動化乙太網路技術發展概況

金屬雙極板具有低成本與高機械強度的特性，但是質子交換膜燃料電池的金屬雙極板因為操作在溫度較高的硫酸環境中，所以金屬板會遇到腐蝕的問題。透過雷射披覆碳膜於金屬雙極板上可提供抗腐蝕之保護。

作者:郭俊宏高階國產控制器機電邏輯規畫軟體發展與介紹

工具機產業中，為了縮短工具機配電時間與具備高彈性的修改，使用軟體方式規劃電機邏輯控制已是不可或缺的一環。本文先說明機械邏輯控制器MLC對自動化控制系統所帶來好處，接著介紹多家製造商各自開發MLC編輯軟體特色，最後說明工研院開發的電機邏輯規劃編輯軟體E-MLC Editor設計規劃與功能介紹[1]。

作者:林明宗、李孟哲、黃健祐、李建毅商用控制器五軸插補功能評比

本文針對三大商用控制器（Faunc、Siemens、Heidenhain）的高階五軸插補功能進行評估，並進一步說明為達成五軸插補所需要提供的核心技術、相對應的控制器內部參數以及NC碼格式，最後透過Heidenhain控制器的五軸插補範例解釋商用控制器如何經由一完整的操作步驟或流程完成五軸插補程序。

作者:陳品均、林俞廷、林志浩、朱信瑋適用於薄料帶之同步送拉料系統開發

本研究提出了一種適用於薄料帶之同步伺服送拉料系統。該系統採用傳統夾式送料機於夾送料的作動方式，並結合了線性馬達與伺服馬達之伺服定位特性，開發了創新的送拉料機構。透過於模具前後段製程均架設料帶傳送裝置，達到同時送料與拉料的動作，藉此保持薄料帶在傳送時的張力，以避免料帶拱起之現象。

作者:林昱成、徐祥傑、彭志凱、陳文仁基於預估控制之自適應巡航控制決策設計

近年來，隨著汽車數量增加和公路建設的擴大，交通事故問題日漸嚴重；根據世界衛生組織WHO統計資料顯示，全球每年有將近124萬人死於交通事故，且超過一半的死亡事故是因駕駛者疏忽分心所導致，且又以車對車追撞事故為最大宗。據Daimler Benz研究指出，駕駛者若能多0.5秒反應時間，則可避免60%的追撞事故，若能再爭取1.5秒，則追撞事故可減少90%。因此本文主要基於一預估控制方法發展一套智慧型自適應巡航控制決策，其主要利用Bellman's最佳化原理與移動區間方法預估出未來最佳的回授控制命令與最適的系統響應；其中二次目標函數的定義亦同時考慮本車與前車之最小追蹤誤差與加速度限制。本文所提出之控制決策不僅能依據前車速度並透過預估控制方式提前開始緩慢減速，有效減少煞車距離，增加行車安全性，此外更能透過減少急煞、急加油門的情況發生，達到節能駕駛之功效。最後並透過不同的行車情境進行功能驗證與量化分析。

作者:陳文泉、李峰吉、周柏寰、李宛龍、陳金聖、羅淳橋雷射振鏡控制技術於智慧型多運動控制平台

本文開放式多軸多系統控制技術，整合多軸運動控制技術、雷射振鏡控制與多控制信號源同步校正。以智慧型運動控制平台進行開發，平台內建中央處理器並具即時多工作業系統，實現開放式多軸多系統控制技術，達到高速度與高精度的控制能力，以因應日趨複雜的高值化應用需求。開放式多軸多系統控制技術，以多軸運動控制技術為技術核心，開發高值化的雷射振鏡控制技術，提供應用於高精密雷射加工產業需求。多控制信號源同步校正，具備整合運動控制與雷射振鏡控制所需之各項信號源同步功能，以達高精度與高速度加工需求，其中多控制信號源同步，主要包括脈波產生器、脈寬調變產生器、電壓命令產生器與輸出/入訊號介面等。

振鏡馬達增加雷射反射鏡面機構後，雷射加工控制在高速運動時振鏡馬達擺動時扭力共振頻率所產生的振動與噪音，本文使用二階多重迴授陷波濾波器來抑制。本文使用頻率響應分析儀，量測出雷射振鏡馬達共振頻率，建立振鏡馬達扭力共振頻率頻譜圖，進而設計出抑制共振頻率的陷波濾波器電路。最後，將實體電路整合於智慧型運動控制平台實現，驗證所設計出的陷波濾波器能有效抑制振動與噪音。

作者:周信宏、龔應時FPGA-Based多軸伺服驅動設計

本文主要發展以FPGA為基礎之多軸伺服驅動系統。首先，將推導多軸伺服系統之數學模式及其控制器設計。其次，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發多軸伺服控制晶片。此晶片內含有兩個模組。第一個模組為Nios II處理器，以軟體方式來發展點對點運動軌跡規劃，而第二個模組，以數位硬體方式來實現多軸位置/速度/電流控制器。後者採用兩種設計方法。一種方法為各軸獨立設計，另一種方法為多軸共同模組設計。後者將多軸的電流控制器與座標轉換電路及多軸的位置/速度控制器電路，各自以一個共同模組實現，以達到節省硬體資源的目的。接著，VHDL將用來描述多軸伺服控制器的行為。最後，為了驗證多軸伺服驅動器之有效性，利用六軸關節型機械手臂及晶圓移載用機械手臂作為驗證載體，證實多軸伺服驅動器之正確性。

作者:陳志豪CNC控制器參數對實際加工路徑的影響分析

本篇主要在探討加工程式（G code）進入CNC控制器後，會經過那些參數及流程，最終影響到輸出的路徑。先從各別參數的說明，再到控制器內部處理的流程順序。最終再利用實際的加工程式，來驗證加工時間及精度是否有差異。

作者:李建毅、曾郁升、許哲瑋、陳偉生高階五軸控制器介紹與案例說明

本文針對三大商用高階五軸控制器（Fanuc、Siemens、Heidenhain）做一系列功能介紹，首先，針對海德漢TNC640銑車複合控制器介紹，其最大特色在於銑削/車削模式切換與DXF圖型轉換器，再來針對產品線最完整的西門子840D sl進行說明，其先進表面加工、體積空間補償系統等機能為高階機種常用功能；最後再介紹Fanuc 31i-MB5控制器，其刀具中心點控制、傾斜平面命令等機能常用於五軸同動與五面加工案例，期望提供國內五軸加工使用者，對於五軸控制器加工機能有更深入的了解。

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