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作者:郭柏崙、褚雯霄、王啟川、丁家敏、張雅玲、周信宏、楊適宇馬達熱流管理簡介

本文簡介馬達散熱設計上所需要注意的要點，包含繞組最大限制溫度與馬達壽命之關係，不同轉速下馬達熱源的變化關係以及馬達散熱的種類，透過許多文獻，提供完整的架構可供馬達進行散熱分析。另外介紹常見的封閉型馬達所使用的散熱系統，並分析彼此間優劣差異，最後簡單介紹其餘文獻的馬達散熱分析，觀察不同散熱結構的溫度分布並敘述其散熱原理。總結前後結果以利於未來在設計馬達上能改善馬達運轉效率與馬達運轉壽命，並且最小化製造和維護上的成本。

作者:周信宏、沈文哲、林俊安、林冠融機器人關節模組設計

本文為發展機器人關節模組設計，主要以DSP作為基礎開發關節模組的驅動控制系統，搭配EtherCAT（工業乙太網路）作為機械手臂各軸之間的通訊方式以及與上位控制器的連接，達到六軸之間的調控。DSP為德州儀器公司所出產的微處理器，可處理大量的數位資料，能滿足各種工業自動化驅動器產品之間不同的需求。EtherCAT的開發目的主要是讓乙太網路能夠靈活運用於工業自動化系統當中，並且能同時達到快速的資料更新速度與低成本的優點。本文一開始先介紹永磁馬達的控制架構，接著再介紹EtherCAT與功率級的特色，最後將其模組化，並且應用在六軸與四軸機械手臂上。

作者:周信宏、丁家敏、田秋寶高功率伺服驅動器設計及應用技術

作者:周信宏、丁家敏伺服驅動技術的新趨勢

作者:周信宏、丁家敏、田秋寶、林振志永磁同步馬達無感測控制技術

本文中主要探討伺服驅動技術的無感測控制技術（Sensorless Control）。介紹目前已被發展出的無感測控制驅動技術的方法，如Ortega’s方式[8]與Matsui方式[9]。Ortega’s方法是藉由使估測器的輸出與真實系統輸出近似，反推出當時馬達角度。Matsui方法是藉由估測器輸出與真實系統輸出之間的差異值，以反推修正的方式計算出馬達角度。另外一方面也簡介了關於高頻注入控制方法的概念與原理。在文章的另一個重點部份為順滑模態估測器（sliding mode observer）的方法與原理，確保估測器高穩定度與信賴度，在文章的最後也針對順滑模態估測器所需的啟動方法也做了說明，同時也比較了三種不同的啟動方法的優缺點。

作者:龔應時、林進木、陳裕仁、周信宏以FPGA為基礎多軸伺服及運動控制器研製

本文旨在將多軸伺服控制器及運動軌跡規劃整合在一顆FPGA晶片內實現。首先，以Altera FPGA晶片及內含一顆Nios嵌入式軟核心處理器為基礎建構之系統整合晶片（SoPC）來發展多軸伺服控制及運動軌跡技術。此系統整合晶片內主要包括兩個模組，第一個模組在Nios II處理器內以軟體程式實現並以C語言撰寫程式，其功能為多軸平台運動軌跡之計算。第二個模組在FPGA晶片內以數位硬體方式實現並以VHDL描述其電路，其功能主要為多軸馬達之位置/速度/電流迴路控制器實現，也就是多顆永磁同步馬達之電流向量控制器、空間向量脈波寬度調變產生、速度P控制器與位置模糊控制器等，全部由硬體數位電路實現。由於FPGA的快速計算、並行處理、軟硬體共同設計等優點，將能提升多軸控制器之運動性能。最後，為了驗證所提多軸伺服及運動控制IP （智材）之可行性及正確性，將以三軸伺服控制之XYZ平台為實驗載具，並以實驗結果來證實之。

作者:周信宏、龔應時多軸伺服驅動器設計

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:彭致勛、林俊安、周信宏應用於馬達驅動器之準諧振隔離輔助電源設計

近年來，由於工業自動化的蓬勃發展，伺服驅動技術已被廣泛地使用於各種產業之中，使驅動技術仍不斷精進。其中的關鍵零組件－馬達驅動器，一直是各供應商的研發技術重點，主要追求高精度、高性能、智能化、模組化等等，期能提升其同產品規格中的競爭力。針對某些小功率的應用，系統中所使用的驅動器通常因為空間限制、而需要盡量小型化，達到此目的的一種方式就是提高效率、降低熱損失，本文將介紹使用準諧振的隔離電源，設計於馬達驅動器上，可得到較佳的效率。

作者:周信宏、吳永靖、臧錫智、田秋寶六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統設計與性能量測

本文主要發展以FPGA為基礎之六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。首先，將推導具有以永磁同步馬達為致動器之機械手臂數學模式。其次，在位置控制器採用模糊控制器以提高位置控制的穩健性。接著，以Altera公司發展具有可嵌入一顆軟核心Nios II處理器之FPGA晶片來開發六軸關節型機械手臂伺服驅動控制晶片。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六軸位置/速度/電流控制器。FPGA晶片由於具有快速的硬體運算能力、平行處理能力及軟硬體共同設計能力，因此極適合用來發展此六軸關節型機械手臂伺服驅動控制系統。最後，位置步級響應測試與點對點位置重現性測試，將用來評估所提控制系統的性能。

作者:張鈞傑、臧錫智、張家耀、田秋寶、林振志、周信宏高速電機弱磁控制策略與馬達輸出特性研究

高速永磁電機具有高功率密度、高響應、體積小等優點，近年來廣泛應用於電動載具與工業自動化製程設備，基於高速應用的需求，馬達驅動器採用弱磁控制與最大轉矩電流比方法來執行電機驅動控制功能。本文將說明高速電機驅動控制技術，討論電力電子技術、弱磁控制策略與相關馬達輸出特性。

作者:張家耀、張雅玲、田秋寶、吳昱勳、臧錫智、丁家敏、周信宏伺服機電模組設計

隨著機械設備的種類眾多，具備變頻功能之機電模組設備便成為發展趨勢，同時，因稀土磁鐵材料的短缺，國際上開始發展磁鐵輔助同步磁阻馬達，本文討論其運作原理，並介紹轉子架構，亦列舉不同轉子型式設計，經過比較亦獲得一些結論，本文同時討論了伺服驅動器設計流程，分別論述了功率級設計需注意相關項目，從功率開關元件之挑選與反馳式轉換器磁性元件設計方法與流程，也說明馬達控制迴路相關重點，能夠提供業者未來開發相關伺服機電模組的依據。

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