電機工程學系 特色領域：通訊與光電 會場編號 001 題目 簡介 會場編號 002 題目 簡介 會場編號 003 題目 簡介 會場編號 004 題目 簡介 會場編號 005 題目 簡介 會場編號 006 題目 簡介 指導教授：王曙民、陳聲寰 學生：陳建勳、蘇勝峰、陳秉毅 無線通訊系統之大聲公與順風耳—射頻前端模組功率放大器與低雜訊放大器之電路設計 無線通訊因其方便性、諸如手機、無線網路等，已成為日常生活中部可缺少的一部份。 在無線通訊系統中，一般係利用射頻開關電路，將傳輸與接收路徑分開，傳輸訊號需經 由射頻功率放大器，將訊號放大後輸出至天線，而經由天線接收之訊號則需藉由低雜訊 放大器，提升接收訊號之品質。本專題係研製射頻前端模組 IC 中之功率放大器與低雜訊 放大器，並將其與射頻開關 IC 整合於一整合於一 3x3mm QFN 之封裝中 指導教授：林偉誠 學生：藍清俊、葉宗祐、羅凱陽 個人隨身監控系統 i-spy 本作品為發展以被動式射頻辨識(Radio Frequency Identification, RFID)技術之個人化監控 系統(Personal Monitoring System, PMS)，將輕薄且無須電源之被動式電子標籤內嵌於各式 隨身貴重物品(如：3C 產品、手錶、皮包)，搭配內嵌有嚴密認證協議之微型化讀取器， 在個人周遭數公尺範圍內建構一個點對點之個人化物品監控網路。由於內嵌被動式電子 標籤之隨身物品無須外掛電池而可保有原來外觀，使得 PMS 使用者在從事商務活動以及 旅遊觀光時可方便地監控個人隨身重要物品。PMS 預期可替代現行以主動式通訊技術 (如：Bluetooth、ZigBee)需外加電池之監控產品。 指導教授：潘宗龍 學生：彭彥縉、譚祖崇 RFID 用陶瓷雙頻天線 本專題分為兩部份：首先，研究具有高介電常數與低損耗與穩定的共振頻率溫度係數的 微波材料(1-x)MgTiO3-x(Ca0.8Sr0.2)TiO3 之陶瓷基板，非常適合作為微波元件之應用，其 高介電系數可有效縮小微帶天線尺寸；其次設計可應用於射頻辨識系統（Radio Frequency Identification, RFID）的ＵＨＦ頻段（915MHz、5.2GHz）雙頻的微帶槽孔天線（Microstrip-Fed Slot Antenna） 。天線結構採用 L 型槽孔製成，以不同的介質基板製成的天線對其性能加以 探討。分別採用玻璃纖維板（FR4）、陶瓷基板（Ceramic）兩種不同介電係數陶瓷基板。 比較其尺寸縮小幅度、微波特性，並以電磁模擬軟體 IE3D 進行模擬與實作。 指導教授：蔣榮生 學生：黃明政、洪文英、王瑞聖 光子晶體光纖之表面電漿子特性分析 本專題主要探討光子晶體光纖具金屬柱結構的表面電漿子特性，並分析改變金屬柱半 徑、波長、材料來對表面電漿子特性的影響。同時因應將來研究與發展奈米尺度的各式 光學裝置的契機，目前被廣泛的應用如光學偏振片、光纖感測器和近場光學顯微術等。 其可應用領域範圍將包含光學元件、生醫光電、超級透鏡及微型投影技術等範疇。 指導教授：黃蓮池 學生：無 Jumping Piecewise Linear Requirement Curves 網際網路所需傳送的資料有很多種類型，不同類型所要求的服務品質也不盡相同，有的 要求即時，有的要求大傳輸量。本專題提出一種排程法則來使不同類型的訊務流可以得 到所需求的服務品質。此排程法則是藉由跳躍式片段線性需求曲線來達成，需求曲線是 結合了服務曲線與到達曲線的一種曲線，而跳躍式片段線性曲線則是一種很廣泛的曲 線，故本專題所提出的跳躍式片段線性需求曲線是一種具有廣泛效用的曲線。 指導教授：馮介川 學生：陳尚志 生醫無線感測網路 本專題建構生醫無線感測網路系統，以生醫感測為基礎，應用無線傳輸技術並搭配網路 科技，建立未來遠距及長期健康監測及照護系統，期望提供未來智慧生活願景的一環。 本系統前端技術包含生理訊號感測如血壓、血氧、血糖等量測及無線方式訊號傳輸與接 收，如 RF 或 Zigbee 等；後端技術包含網路、資料庫管理及雲端科技。透過此專題讓學 生學習最新科技發展並參與其中。 會場編號 013 題目 簡介 會場編號 014 題目 簡介 指導教授：羅如燕 學生：鄭智元、楊淳復 利用 CPW 共平面波導結構分析基板上電鍍薄膜的電磁特性 CPW 共平面波導結構大多用於微波高頻電路或元件，為了能夠利用基板或基板上的電鍍 薄膜製作 CPW 電路及元件，首先必須知道基板或薄膜之介電常數及 loss tangent，因此本 計畫就是利用製作於基板或薄膜上之 CPW 去萃取基板或薄膜的介電常數及 loss tangent， 作為未來設計 CPW 微波電路之基礎。 指導教授：孫迺翔 學生：張皓博 Analysis of Second-Order Gratings in Grating-Assisted Couplers 此篇專題研究主要為探討在二階結構下，光柵順向耦合器的傳輸能量效果，與一階結構 比較，得知能量在二階結構下傳輸時，所損失能量會增大、耦合距離會增長，其效果變 差。接著，藉由改變結構中波導之間距來討論，並得到耦合效果消失之結果。 特色領域：控制與訊號處理 會場編號 007 題目 簡介 會場編號 008 題目 簡介 會場編號 009 題目 簡介 會場編號 010 題目 簡介 指導教授：謝哲光 學生：蔣博宇 支撐向量機之設計 支撐向量機為一種非常重要的學習機，其機器訓練屬於監督式學習。它主要是在解決各 式分類及回歸問題，並可以訓練出最佳的判別函數和預測函數。近年來支撐向量機被廣 泛地使用在各種領域上，如影像辨識、文件分類、生物資訊及其他各種實際的分類及回 歸問題上。為了使各式支撐向量機協助相關研究及應用之方便起見，本研究使用 Visual C++ 製作一個功能完備且操作簡單的支撐向量機工具箱，提供各種研究參考使用，以便 於快速計算出判別函數與預測函數以及相關數據。此外，本工具箱也提供一些有用的統 計圖形，可以用於模型檢驗及診斷。 指導教授：莊景文 學生：楊京憲、李元如、傅建恩、劉維鈞、胡少嚴 復健機器手臂之研製 本專題透過機構之設計，利用活動式的極限開關，可以完成中風病患的手臂與腳踝之往 復式的復健動作，適用於病房床上，幫助中風病患於復健黃金 72 小時內開始復健治療。 指導教授：孫永莒 學生：簡俊文、吳信宏 質子交換膜燃料電池的觀測器設計 燃料電池乃新能源技術中極重要的一環，不僅受全球各國重視，並被科學家們譽為未來 的能源之星。構成質子交換膜燃料電池的關鍵材料與元件為電催化劑、電極﹝陰極與陽 極﹞、質子交換膜及雙極板。誠如我們所知，質子交換膜燃料電池內的氫氣壓力與氧氣 壓力的大偏差量，對質子交換膜會造成損傷。再則燃料電池於輸入端切入的雜訊，不僅 會影響燃料電池內的氫氣壓力與氧氣壓力，也間接影響燃料電池的電力品質。此外燃料 電池內的氫壓與氧壓的監控與量測均會增加燃料電池的成本，而燃料電池中的氫壓與氧 壓的估測設計﹝又稱觀測器設計﹞將可有效節省燃料電池的成本。 指導教授：柯春旭 學生：陳敬昆 行動輔助機器人之路徑規劃與控制 近年來，人口老化的問題日益嚴重，照顧銀髮族的生活起居已成為一個重要的課題，隨 著機器人科技的進步，各式各樣的行動輔助機器人之發展越趨成熟。在本專題中，我們 進行智慧型行動輔助機器人之路徑規劃與控制，機器人使用被動式剎車輔助使用者安全 行走，且具有力感測與障礙物偵測功能，當偵測到前方有障礙物時，其可輔助使用者閃 避障礙物，安全導引使用者到達指定的位置。經模擬與實驗驗證，所設計之行動輔助機 器人之控制系統，確實有其一定之功效，未來希望能夠幫助行走和操控能力較差的銀髮 族，提供一個完善且安全的智慧型行動輔具系統。 會場編號 011 題目 簡介 會場編號 012 題目 簡介 指導教授：曾遠威 利用電腦視覺之機器人控制 學生：王國欽、李昌萌 本專題是設計一個透過特徵物訓練，可以追隨連續影像中擔任指揮者的行動而能自動躲避障礙物行進的智慧型 機器人系統，該智慧型機器人系統可以依據人的手勢命令對指揮者做攝影和追隨。本研究使用 haar 特徵的 classifier 做包括指揮者及其控制手勢的特徵物訓練，然後利用雙眼視覺原理，使機器人具有三維空間的距離計 算能力。並透過校正技術找出兩台網路攝影機的內部參數如影像中心、攝影機焦距、影像歪斜及鏡頭扭曲係數 和外部參數如空間坐標與影像坐標間的轉換矩陣，接著可以透過內部參數和外部參數來取得目標物在三維空間 的位置和深度。利用雙眼視覺的影像處理找出在連續影像中具有相同特徵點的指揮者，然後使用模糊控制法則， 透過質心位移量和位置的資訊，進行機器人旋轉控制，使之對正指揮者，然後利用雙眼視覺原理將指揮者所在 的三維座標位置計算出來，並經由座標系統的轉換計算出目指揮者與機器人間的距離，然後機器人就可根據距 離資訊做靜止、向前或向後移動與指揮者保持固定距離範圍內，並能判讀指揮者的控制手勢由機器人幫指揮者 攝影拍照，實現了指揮者身體就是遙控器的功能。 指導教授：李青旻 學生：黃智苰 FPGA 面板於旋轉倒單擺系統之應用 將倒單擺系統架設完成，並將其連結到個人電腦上，運行軟體程式(Matlab)，以模糊控制 (Fuzzy)法，執行水平甩動平衡及垂直甩上平衡等實驗，測試系統是否能夠正常無誤運作， 並藉由此實驗來證實模糊理論的強健性及控制性。再將 ALTERA 的 FPGA 板連結到電腦 上並運行；在個人電腦上使用其程式語言 (Verilog) 設計一個控制器，並將之燒錄進 FPGA 板；接著再使用 FPGA 板做為控制器，倒單擺系統為受控體，進行實驗模擬水平及甩上 平衡實驗，以求能夠藉由 FPGA 板的結合來達到系統穩定(收斂)的結果。 特色領域：能源與系統科技 會場編號 015 題目 簡介 會場編號 016 題目 簡介 會場編號 017 題目 簡介 指導教授：陳朝順 學生：李易霖、鐘晢愷 具用戶需量反應功能之智慧電表製作 近年來在節能減碳的趨勢下，智慧電網(smart grid)正成為世界各國有效運用電力的不二法 門。智慧電網的架構核心即是先進「智慧電表基礎建設」(Advanced Metering Infrastructure, AMI)。本專題是使用華亨科技有限公司公司所製造的 XSBase270 作業系統為 Windows CE，編寫軟體通訊智慧電表，開發自動讀表以及繪製圖形等功能的電能管理軟體，讓讀 取電表更為方便也可以即時查詢負載的歷史變化，甚至可以監控負載，控制智慧電表開 關負載使系統不會發生過載故障等情況。 指導教授：楊俊哲 學生：徐偉誠 結合 Google Earth、Matlab/Simulink 及具象化技術於電力潮流分析 電力系統是一個高度複雜的系統，難以使用文字及數字來表達整個系統運作的狀況，此外，電力系統也與地理 位置及氣候變化緊密相關，因此，在本計劃中，我們致力於開發互動式、極具教育意義的電力系統模擬網頁， 讓大家能夠藉由更直觀的圖示，來認識我們的電力系統，進一步了解原來我們耗損如此多的能量、對地球造成 如此大的負擔，我們應當節能減碳、愛護我們的環境。我們選擇了 Google Earth (GE)作為開發的平台，是因為 GE 有詳盡的地理資訊系統、簡單又親和的操作介面、並可輕易結合網路相關資訊與使用者所提供的資料。此 外，本計畫設計讓使用者能自己輸入各機組的狀態變數，包括發電機的功率(P)和電壓(V)、輸電線的阻抗，以 及負載端的實功(P)與虛功(Q)，將使用者所輸入的狀態變數傳送給 Matlab/Simulink 做電力系統模擬運算，如此 一來，使用者就知道輸入的數值將會對電力系統造成甚麼影響，以及過程中損失的能量如此的大，進而讓大家 都能節約用電、保護環境，相信走入低碳的環境是指日可待的。 指導教授：鄭宏良 學生：張舉申 整合降升壓與返馳式轉換器之單級高功因交流/直流轉換器 本專題提出新型高功因交流/直流轉換器，將降升壓轉換器(Buck-boost converter)和反馳式 轉換器(Flyback converter)加以整合，使其共用主動開關與控制電路，減少元件數目，降低 電路成本。降升壓轉換器作為功因修正器(Power Factor Corrector; PFC)，設計其電感電流 工作在不連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode; DCM)，使輸入電流波形追隨交流 輸入電壓波形，呈現正弦波，提高功率因數與降低電流總諧波失真(Total current Harmonic Distortion; THD)；返馳式電路操作在 DCM 下，除提供電位隔離外，並將降升壓型轉換器 的輸出電壓進一步調校，以獲得低漣波的直流電壓。本文所提電路只使用一個主動開關， 可以簡化控制電路，實現高功率因數、低電壓漣波、高效率與低成本的設計目標。 會場編號 018 題目 簡介 會場編號 019 題目 簡介 會場編號 020 題目 簡介 會場編號 021 題目 簡介 會場編號 022 題目 簡介 會場編號 023 題目 簡介 指導教授：陳野 正仁 學生：蘇紘暐 同步整流電路之誤動作研究 於外驅式同步整流電路中，可能因主電路之開關切換瞬間，於開關產生突波電流，造成 MOSFET 之閘極異常充電，導致理應截止之開關瞬間切入。此種因主電路之動作導致開 關自動切入的現象於此稱為“同步整流之自我切入現象(self turn-on)＂，隸屬同步整流電 路之誤動作。本研究致力於分析影響同步整流之自我切入現象的因素，同時探討自我切 入現象對同步整流電路所造成之損失，最終由理論分析以及實驗結果提出改善此現象之 策略。 指導教授：鄭竣安 單級高功因 LED 驅動電路之研製 學生：楊馥澧、鍾宗源、曾璥賢 一般常見的 LED 燈驅動電路為兩級式電路架構，第一級為具功因修正功能之交流-直流轉換器，第二級則為直 流-直流轉換器，將第一級轉換器的輸出電壓降低至 LED 所需的電壓。常見的兩級式 LED 燈驅動電路可由升 壓型轉換器當作功因修正級，加上降壓型轉換器當作功率控制級電路。由於前級與後級都必須要有獨自的控制 器，因此電路較為複雜，控制器與元件數也較多，造成電路成本較高。有鑒於此，本專題研製一種單級高功因 LED (100W；200V/0.5A)驅動電路，將功因修正電路與電壓調整電路合併為一級，主電路架構採用交流通用輸 入電壓供電(85~265V，60Hz)之降升壓-返馳型轉換器，此種電路具有架構簡單、使用功率元件較少，且擁有一 般兩級串接式電路的特性與優點。 指導教授：張健軒 學生：陳宏億、林敬富、劉芳瑛 依空間亮度自動調光之高功因 LED 驅動器 本專題提出依空間亮度自動調光之高功因 LED 驅動器，並針對 LED 照明系統，提出利用 照度感測器進行光感知，使 LED 照明系統具有自動調光之功能。透過光感測器感應空間 亮度，根據空間亮度的強弱去調整所需之照明亮度，達到省電的效果。LED 驅動系統則 採用主動式功因校正電路結合 LLC 諧振式直流轉換器，以提高照明系統之功率因數及降 低電流諧波。由實驗結果可知，本系統在各種輸出條件下功率開關皆具有零電壓切換 (ZVS)導通的特性，可有效提升轉換效率。 指導教授：張恩誌 學生：林彥谷 DSP-Based Implementation of Terminal Sliding Mode Control with Grey Prediction for UPS Inverters In this paper, a terminal sliding mode control (TSMC) with grey prediction for UPS inverters is proposed to maintain very low total harmonic distortion (THD) output voltage under rectifier-type loading conditions and fast dynamic response under step change loading conditions. The proposed controller combines the merits of terminal sliding mode control and grey prediction. TSMC can drive the system tracking error to converge to zero in finite time unlike exponential convergence of conventional sliding mode control, but the chattering and steady-state error still occur. Grey prediction is thus devoted to alleviate the chattering while the system uncertainty bounds are overestimated or to reduce the steady-state error while the system uncertainty bounds are underestimated. Simulation and experimental results on a single-phase UPS inverter laboratory prototype controlled by a dSPACE-based DSP controller are given to conform that the proposed controller can lead to low THD and fast dynamic response under different kinds of loads. 指導教授：吳榮慶 學生：李昀嶸、王怡乃、洪偉洲 大樓照明及空調之智慧型調控 本作品利用電力線載波建構大樓照明及空調之智慧型調控系統。硬體上由主機模組及空 調控制模組及照明控制模組構成三個模組。模組間由電力線構成通訊。本作品具以下特 點：(a).模組間由電力線構成通訊，不需另外鋪設通訊線路與更改負載之電路結構，即可 達到空調遠端溫度設定及照明控制之目的，(b).採用分散式管理，如果其中有一個模組當 機，其他的模組還能保持繼續運作，不致造成系統全面停擺。(c).控制模組可現場獨立控 制負載，亦可透過根據用電情況做自動控制。(d).本系統預期提升負載使用最佳化，達到 負載管理的目的。 指導教授：林堉仁 學生：陳慶芳 心音訊號週期分割方法之比較 本研究希望只依據心音，而不依靠心電圖，即可判讀是否有心臟病，但是不正常的心音， 比如說心律不整，並不會出現在每一次的心跳中，所以在辨識心音正常與否之前，先將 心音分割成心跳週期有其必要性。 本文將針對幾種分割心音的方式進行比較。
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