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作者:陳建良、陳子立、戴天吟、邱冰瑩、林宜靜、王俊勝考量交管邏輯之移載機器人分派研究與數位孿生應用

隨著工業4.0和智慧製造的普及，多移載機器人系統(Multiple Autonomous Mobile Robot System)被廣泛應用於各個場域。另外，在智慧工廠的建設中，數位孿生(Digital Twin)扮演的角色也越來越重要。透過結合數位孿生和移載機器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)，可以建立一個虛擬的工廠模型，模擬AMR的運行路徑和行為。本文首先探討了AMRs常見的交通問題和解決方法，以及蒐集數位孿生的應用和方法。接著，以半導體封裝廠為例，使用模擬軟體實現數位孿生，探討不同的分派規則對系統的影響，並針對結果進行分析。

作者:劉永隆應用於塑膠回收料之綠色製造智慧射出機發展介紹

塑膠廣泛運用於各行各業，全球塑膠使用量居高不下，塑膠的生產導致能源的耗損，各國極力推展循環經濟，希望藉由塑膠回收來降低能源的需求，追求淨零碳排永續發展的目的，射出成型是塑膠加工最重要的一環，在建構循環經濟的趨勢下，國際射出成型機等指標大廠已開發具有自適應程序控制(Adaptive Process Control, APC)之可應用於塑膠回收料之綠色製造智慧射出機，可自動偵測不同批次回收塑膠之變異，自動調整修正加工參數，穩定生產的零件品質，達到精密射出的目地，使塑膠回收可以快速實現。

作者:陳以恩、黃靖倫、葉信典、楊士進無人機直流無刷馬達無感測器驅動開發及測試

本文為開發大功率無人機馬達(42極4kw外轉子BLDC)應用之驅動系統，搭配以六步方波PWM無感測器驅動之演算法，使得馬達順利在空載及滿載的情形下，由Duty 0加速至100 %而不出現失步的情形，並試圖將其運用在工研院機械所開發之商用無人機上。本文主要分為四個階段：(1)建置實驗平台(2)無感測器演算法撰寫(3)空載Duty 0-100 %加速測試 (4)滿載(40吋扇葉) Duty 0-100 %加速測試。本測試改善文獻[1]所提出演算法之系統動態響應，並在實際的無人機上進行測試。針對Duty0~100 %不失步之目標，實際測試所開發之無感測器演算法，並針對無人機馬達運轉結果優化其演算法。

作者:黃立武、范智翔、陳響亮、黃兆平、曾俊彥視覺化智慧人機控制介面發展與實現

為了降低編輯運動控制程式之專業門檻，並提供易於入門之操作環境，本研究於PC-Based控制器中針對六軸機械手臂與生產線周邊設備，提出一個易學、易理解、易操作的視覺化智慧人機控制介面。此人機控制介面採用流程圖之概念設計視覺化程式語言(Visual programming language, VPL)，使用者可透過拖曳、連結不同功能區塊之方式，實現生產線控制流程之建立與調整。此介面後端以混合式編譯器作為VPL之運行核心，並將工研院機械所之運動控制函式庫(Motion Control Command Library, MCCL)包裝為Python語法之程式應用介面(Application Programming Interface, API)，使本研究提出之VPL可順利轉換為供直譯器執行之控制函式。

作者:莊易霖、許登傑、陳文瑞、麥朝創全數位高響應主軸馬達驅動技術

本研究主要針對全數位高響應主軸馬達驅動技術進行探討，工具機的主軸馬達大多以感應馬達為主，使用向量控制可使馬達之轉矩能力完全輸出，讓主軸具有高轉矩、高響應的輸出能力。為使驅動器之性能完全發揮，精準的位置回授系統及與控制器間的全數位通訊也是必須的，本研究亦將EtherCAT通訊技術與編碼器回授介面納入討論。

作者:陳金聖、陳世剛、陳立業、廖述政、林育信、李峰吉強健式多軸同步控制

本文提出一基於位置控制迴路模式之強健式交叉耦合(Cross-Coupled)同步控制演算法，透過位置命令與響應之關係，進而修正位置控制命令，將此控制器架構於位置控制迴路中。為了達成上述目標，首先透過同步誤差模型之推導，獲得系統多軸同步誤差，進而設計交叉耦合控制器來改善多軸同步誤差；最終結合H-infinity理論，設計一強健式交叉耦合同步控制控制器，根據各軸位置同步誤差，修正各軸命令。最後，將此強健式同動控制演算法應用於一實機四自由度之伺服同動平台，透過馬達帶動各軸平台，使用光學編碼器進行位置回授偵測，驗證多自由度運動控制之同步性能。

作者:黃兆平、李宜玲、范姜嘉辰、謝英風基於軟體驅動實現足型機器人全伺服運動控制器

本文提出一種以軟體驅動的全伺服運動控制系統架構，應用於足型機器人的精密運動控制。系統採用分層式設計，其中上層控制器負責步態規劃與運動決策，下層控制器則負責執行各關節的伺服驅動。本文在足型機器人控制方面比較傳統控制策略與現代機器學習策略的差異，並設計一種混合運動控制迴路，來結合前饋扭力補償與回饋控制以提升系統穩定性與響應。整體架構基於即時作業系統與EtherCAT 通訊協議來實現多關節同步控制。實驗結果顯示此控制架構能夠在1 kHz 循環下穩定足型機器人的步態表現，達成高精度與高即時性的控制效能。

作者:陳逸群、王智楷、張靖瑋、郭承憲、王岡竟漸進成形技術應用於板金件試作之初步探討

近年來為了因應全球化生產，產品開發週期縮短，業者須具備快速反應能力以獲得國際訂單，快速試作技術因此興起。透過數位路徑控制以及減少專用模具使用且可於短時間內生產部件的漸進成形技術為目前國際於相關成形技術的發展趨勢。本文以一深引伸零件作為漸進成形試驗載具，首先透過成形路徑設計及製程參數建立CAE分析模型，並進行成形道次規劃。而後於金屬中心建置之漸進成形試作場域以機械手臂進行實際試作驗證，並將CAE分析結果於成形之鈑件進行比對，結果顯示透過漸進成形CAE分析進行路徑及成形道次規劃可提升成形後鈑件品質。

作者:黃兆平、Andres David Gaona Roman、李宜玲、李桂銘影像辨識系統結合EtherCAT全數位運動控制平台應用於資源回收

智慧化製造是目前產業升級一大主軸，可細分為感知智慧化與運動智慧化，就如同人眼獲得影像，大腦辨識影像內容感知環境資訊，小腦迅速協調人手做出反應動作，當中各個環節缺一不可。近年來人工智慧快速發展演進推升影像辨識智慧化，運動智慧化同樣需要相應配合才能完成整個智慧化閉環，如何配合辨識結果做出高速且精準的動作，就是我們要面臨的課題，本文將以整合塑膠資源回收分選產線的案例為引子，介紹如何以工研院機械所開發的EtherCAT運動控制平台(EMP)為基底，開發一套能與影像辨識系統即時協作的機器人控制器。

作者:王詠辰、陳榮順基於汽車開放系統架構規範開發的失效可運作整車控制器

在本研究中，使用了EGAS規範為基礎進行整車控制器的設計，並進行架構的改善，使系統在失效的時候仍然可以透過備援的控制器持續運作，同時在該控制器上導入自行研發符合汽車開放系統架構（Automotive Open System Architecture, AUTOASR）基礎軟體規範的作業系統與中間層，並透過智慧化的需求文檔分析工具來配置基礎軟體參數與自動化產生程式碼，而在應用程式的部分則是並透過邁斯沃克公司的工具箱建立了一組虛擬運行階段環境，讓使用者可以在圖形化的使用者介面進行應用程式的二次開發。

作者:李宜玲、曾俊彥、李桂銘、李峰吉EtherCAT全數位運動控制平台發展與應用

從傳統工業演變至自動化工業，廠區自動化設備的擴增提升了製品的產量與精密度，也讓硬體線路配置變得更加繁複，運用乙太網路控制自動化技術（EtherCAT）進行控制與網路通訊，不僅可將原本複雜的佈線改以網路線取代，即可進行高速資料與控制訊息的傳輸，提升資料的正確性與抗干擾能力；在5G來臨的時代，工廠將會迎來重大變革，結合大數據與IoT形成智慧型工廠，使得資料傳輸網路化成為重要的議題。本文將介紹工研院機械所以EtherCAT技術整合運動控制函式庫，開發出全數位運動控制平台（EMP），並結合開放式通訊協定OPC UA與MQTT之相關應用。

作者:許煜亮、周柏寰、楊士進、陳俊佑、劉乃文內藏式永磁同步馬達定力矩與定功率控制之開發

本論文研究內藏式永磁同步馬達在全速度操作域最大效能之輸出控制開發，在額定轉速內使用最大力矩控制產生最大定力矩輸出，在額定轉速外使用弱磁控制產生最大定功率輸出。針對最大力矩控制，本論文推出定45度m-t軸最大力矩控制方法，可簡化一般參數型的根號計算，讓系統能有相同最大力矩輸出的前提下也能有更少的計算時間。針對弱磁控制，本論文將比較前饋型弱磁控制以及回授型弱磁控制的暫態與穩態響應，並針對其需要的參數設定以及弱磁控制器設定加以優化，讓這兩種弱磁控制都能實現相近的最大定功率輸出。

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