學位論文
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Item 設計與實現差動型輪型移動機器人之機器人控制系統(2023) 鍾秉剛; Jhong, Bing-Gang本論文改良機器人控制系統中的演算法,主題涵蓋機器人的運動規劃、定位與控制器設計,藉此提升控制系統的運作效率。在運動規劃領域,我們探討或提出對雙向快速探索隨機樹(BRRT)演算法、A*演算法與hybrid A*演算法的改進措施,並且設計剪枝與平滑算法優化路徑品質,最後搭配梯形速度規劃完成運動規劃工作。在定位方面,在使用特徵地圖的場合採用拓展卡曼濾波器,而在網狀地圖使用改良式蒙地卡羅定位法。此改良式蒙地卡羅定位法由本論文提出,藉由重新設計演算法的權重分配與重新採樣的架構提升演算法的搜尋效率。而在控制器設計方面,我們提出了一種自適應控制器,旨在最小化機器人的預定狀態和當前狀態之間的追蹤誤差。透過我們的機器人控制系統,機器人可以順利地從目前位置導航到指定目標。該系統的性能透過模擬和實驗結果的結合得到證實。Item 奈米碳材/陶瓷顆粒複合散熱材料應用於電子元件的開發與研究(2024) 鄭嘉; Cheng, Chia隨著AI伺服器、5G通訊和高功率晶片的發展,其運作時所產生的廢熱越來越多,散熱方面的熱管理(Thermal management)問題已成為重要的議題。電子元件是透過熱傳導、熱對流和熱輻射三種方式進行散熱,在元件追求輕薄短小的趨勢下,無風扇的散熱系統已經逐漸受到重視,在沒有風扇的主動散熱狀況下,依靠熱傳導的熱界面材料和熱輻射的散熱塗料就變得非常重要。本研究主要是以CO2超臨界剝離法製備石墨烯薄片(Graphene flakes, GNFs),並利用大氣電漿改質技術對奈米碳材(GNFs、多壁奈米碳管(MWCNTs))和球型氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)顆粒等填充物進行改質,在填料表面嫁接上官能基,使填料與膠體基質之間結合的更緊密,進行熱界面材料(Thermal interface material, TIM)以及散熱塗料(Heat dissipation coating)的開發。 熱界面材料的研究是利用大氣電漿改質後的奈米碳材和球型AlN顆粒,混摻至市售導熱膏(Base-TIM)製備出複合奈米碳材熱界面材料(HA-TIM)以提升導熱性能。此HA-TIM以不同比例之AlN、GNFs以及MWCNTs作為填充物,期望以複合材料的方式在導熱膠材內部建立協同效應,進而使所製備的HA-TIM能有更好的熱傳導效果。最後,將熱界面材料應用於散熱設備上,以模擬CPU運作時的散熱狀況。實驗結果顯示以1 wt% GNFs以及1 wt% MWCNTs添加於Base-TIM中所製備出的HA-TIM具最佳的散熱性能。在50 W、100 W和150 W的加熱功率下,HA-TIM的降溫溫度比Base-TIM的降溫溫度分別更低了1.1 ℃、3.2 ℃和6.3 ℃,證實奈米碳材與球型AlN陶瓷顆粒的添加能夠提升降溫效果,使HA-TIM能夠實際應用於電子產品的散熱系統中。 奈米碳材散熱塗料的研究是以水性環氧樹脂作為高分子基質,製備出兼具低揮發性、環保且具高散熱性能需求的散熱塗料。此塗料是利用奈米碳材和Al2O3顆粒作為填充物,亦添加0.05 wt%磺基琥珀酸1,4-二己酯鈉鹽(SDSS)與1 wt%四丁基氯化銨(PDDA)兩種混合的界面活性劑作為石墨烯懸浮液的分散劑,以提升奈米碳材在水性環氧樹脂中的分散性,期望充份分散的填充物能發揮協同效應而產生優越的散熱性能。實驗結果顯示以30 wt% Al2O3、2 wt% GNFs以及2 wt% MWCNTs添加於水性環氧樹脂中所製備出的散熱塗料,其熱輻射係數可達到0.96。在10 W的加熱功率下,無添加界面活性劑的奈米碳材散熱塗料可使銅基板降溫11.9 ℃,而有界面活性劑的奈米碳材散熱塗料則可降溫17.8 ℃,證實添加界面活性劑的塗料,可提升5.9 ℃的散熱效果。實際應用於15 W LED的散熱測試,則可以達到21.3 ℃的散熱表現。證實本研究開發之奈米碳材散熱塗料,能有效地應用於電子元件的散熱領域。Item 超快雷射製程技術於生醫功能性材料特性與元件應用之研究(2024) 吳奇軒; Wu, Qi-XuanItem 水熱法合成MXene(Ti3C2Tx)/SnS2 複合奈米碳管應用於超級電容器之研製(2024) 林泱嶧; Lin, Yang-YiItem 生成式射出件多品質目標預測技術之開發(2024) 王瑞志; Wang, Jui-ChihItem 生成式射出件光彈條紋重建及殘留內應力預測技術之開發(2024) 張智霆; Chang, Chih-TingItem 碳化矽材料之精微線切割放電加工電源設計(2024) 蔡岳穎; Cai, Yue-YingItem 以電腦視覺為基礎之圖書數位化自動化流程之研究(2024) 黃少遠; Huang, Shao-Yuan本研究的圖書數位化工作,使用高拍儀掃描紙本圖書,將拍攝的書頁影像打包成電子書。然而,在數位化的過程中,拍攝的影像往往會有多餘的區域需要裁切,或影像出現歪斜需要糾正。此外,修正完成的書頁圖片需要進行格式轉檔,同時需要透過文字辨識來加速索引數位化。為了達成這些需求,本研究運用了電腦視覺技術,結合影像處理方法,如輪廓查找和影像膨脹,開發了一套自動化輔助處理流程。這套自動化流程大幅提升了工作效率,使效率達到原來的五倍,成功減少了圖書數位化所需的人力需求。Item 飛秒脈衝雷射技術在牙周病診斷及植入醫材表面改質之應用研究(2024) 郭念芸; Kuo, Nien-YunItem 開發一高升壓比之升壓轉換器(2024) 林韋丞; Lin, Wei-Cheng本研究研製一低壓轉至高壓的升壓轉換器,其輸入電壓為24 V,輸出電壓為200 V及功率為200 W。其電源級拓撲採用升壓轉換器結合電壓倍乘器(Voltage multiplier)。升壓轉換器結合電壓倍乘器與傳統的升壓轉換器相比,同樣使用單開關切換,其控制方法亦與傳統的升壓轉換器相同;而結合電壓倍乘器的升壓轉換器可以提高電壓增益,與功率開關上的電壓應力(Voltage stress);其次,本研究研製的升壓轉換器結合四層電壓倍乘器,令電路中的所有電感操作在連續導通模式。基於升壓轉換器結合電壓倍乘器之動作原理於本文中進行說明,並結合一商用的脈衝寬度調變控制器,實現低電壓輸入,高電壓輸出之目的。本文將介紹元件之設計方法,以及推算過程。再者,本研究使用電路模擬軟體PSIM,模擬具有4層電壓倍乘器的升壓轉換器,進而與實驗結果相互比較,以驗證所建之模擬電路與所設計之脈衝寬度調變控制器所使用元件參數之正確性。