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工業控制系統專輯前言

摘要"

工業控制系統不外乎為電力、馬達、驅動、控制及其機構所組成,單機領域的研究發展已有顯著的進展且可與國際接軌,另近年來系統節能減排、零碳排及能源意識發展趨勢,工業界開始投入由單機轉向節能減排系統或儲能控制領域發展應用,也開始往高單價系統集成方向發展。本期工業控制系統特別邀請劉添華教授、賴炎生教授、楊士進教授、陳文平教授等四位學界先進分別說明敘述馬達驅動技術、電機預先診斷技術及工業級清淨機設計技術。

第一篇是由國立台灣科技大學劉添華教授等人所撰寫之”小薄膜直流鏈電容三相永磁同步電動機週期性控制驅動系統的研製”。主要探討週期性控制應用於小薄膜直流鏈電容三相永磁同步電動機驅動系統的研製。採用五階帶通濾波器的主動阻尼補償法,以改善輸入電流諧波,並提升輸入功率因數。小薄膜直流鏈電容器具有成本低、體積小、壽命長、功因佳的優點。此外,利用分數型週期性速度控制器和諧波最佳化週期性控制器,能改善永磁同步電動機驅動系統的暫態響應、加載能力和追蹤響應。第二篇是由國立台北科技大學賴炎生教授等所撰寫”基於等效電路提取模型之永磁同步馬達驅動器的每安培最大轉矩控制”。主要是運用等效電路提取模型所生成的直軸電感、交軸電感和磁通鏈線上調適每安培最大轉矩和解耦合控制的參數,並與傳統使用固定參數的控制方法作比較,以顯現探討之方法的有效性。文章使用的方法改善傳統每安培最大轉矩控制方法因為參數變異而精度降低的問題,以及改善查表方法需要透過離線實驗獲得馬達參數,耗費大量時間的缺點。第三篇是由國立台灣大學楊士進教授等人所撰寫”工業伺服馬達預兆診斷技術探析:從資料分析到殘餘壽命預測之實踐與挑戰”。主要討論工業伺服馬達現有的預兆診斷技術,包括資料分析與數據處理、馬達退化特徵選擇與健康度指標(Health Indicator, HI)分析,以及殘餘運轉壽命(Remaining Useful Life, RUL)預測等。由於這些技術仍在發展階段,除了介紹主流的預測技術外,也會專注於演算法實踐過程中可能遇到的數據收集和實際應用上的挑戰,同時針對此些問題提出可能的解決方法,使用現有的低成本測試硬體實驗數據進行初步驗證。第四篇是由國立高雄科技大學陳文平教授等所撰寫”大型工業級清淨機設計開發及效能測試”。主要提出大型場域使用的空氣清淨機之智慧感測控制技術,透過多項感測器如氨氣(NH3)感測器、硫化氫(H2S)感測器揮發性有機化合物(TVOC)感測器等偵測室內空氣品質,可智慧調控機台的潔淨空氣輸出量(Clean Air Delivery Rate),以變頻器控制變頻馬達實現變速功能,並考量大坪數室內空間以雙口多翼式鼓風馬達提高空氣清淨機的換氣量,及使用觸控螢幕提供用戶操控空氣清淨機。控制共有三種模式:自動感應模式、手動模式、及定時模式,可根據需要選擇運作模式。本機台經實驗可成功進行粉塵過濾、淨化化學氣體、異味消除、消滅細菌等空污處理能力,實現大坪數室內空間空污淨化效果。
本期所收錄之四篇文章均是目前工業控制系統所需探討之領域,期此專輯所收錄之文章可引導工業界與學術界先進發展,進而在工業控制領域提升所需技術及產品並與世界接軌。

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