DSpace collection: 學位論文

Electromagnetic Inverse Scattering of Anisotropic Objects Using Deep Learning

title: Electromagnetic Inverse Scattering of Anisotropic Objects Using Deep Learning abstract: 電磁成像涉及多重散射與高度非線性的反演問題，而傳統研究多依賴正則化演算法求解。雖然此類演算法在一定程度上能提升成像穩健性，但其高昂的計算成本與長時間的運算需求，限制了即時成像的實現。此外，在抑制多重散射與處理高度非線性問題方面，仍存在技術瓶頸。本論文提出一種先進的人工智慧以改善電磁成像的反演問題，並透過整合深度學習和注意力機制，不僅有效提升重建影像的解析度，還能顯著降低計算時間，實現即時電磁成像的目標。我們透過發射TM(Transverse Magnetic)波與TE(Transverse Electric)波來照射各向異性物體，並接收其散射場資訊。接著，透過馬克斯威爾方程式(Maxwell’s Equations)與格林函數(Green’s Function)的數值計算方法來蒐集與分析量測的散射場資訊。在數值模擬中，由於各向異性物體的介電張量(Permittivity Tensors)較為複雜，進一步增加了非線性與不適定性的問題。為簡化訓練過程的複雜度，我們利用量測所得的散射場資訊經由反向傳播法(Back Propagation Schemes)進行初步介電係數的估測。然而，初步介電係數與真實介電係數仍存在一定誤差，因此本論文開發了三種不同的類神經網路架構，以提升影像重建的準確度與解析度。第一部分，我們開發了一種卷積類神經網路(Convolution Neural Network, CNN)結合混合注意力機制(Hybrid Attention, HA)來克服電磁成像的反演問題。混合注意力機制架構由通道注意力機制(Channel Attention, CA)與空間注意力機制(Spatial Attention, SA)組成。CA透過動態調整特徵圖不同通道的重要性，以強化關鍵特徵的影響權重；而SA則學習影像中不同區域的重要性，透過自適應方式分配像素之間的權重，提高重建影像的精確度與解析度。第二部分，我們首先開發了一種感知生成對抗網路(Perceptual Generative Adversarial Network, PGAN)，並結合自注意力機制(Self-Attention)來增強影像細節與準確性。相較於傳統的生成對抗網路(GAN)，PGAN在損失函數中額外引入感知約束(Perceptual Constraint)，進一步優化影像品質。此外，自注意力機制能夠捕捉遠距離特徵之間的關聯性，進一步提升重建影像的效果。最後，我們提出了一種點對點串接式類神經網路架構用以細化重建的電磁影像。與前述兩種網路架構不同，該方法每個級聯階段可以與其他級聯階段共享權重，每個級聯都會優化前一個級聯的輸出以間接地獲得高對比度的介電係數分布。相較於傳統的類神經網路，點對點串接式類神經網路從輸入到輸出都是聯合訓練的且可以同時優化所有階段。這種統一的訓練策略使模型能夠以全域一致的方式進行學習。在數值模擬中，我們分別加入5%和20%的雜訊以驗證所提方法的有效性。結果顯示，第一部分的CNN在加入混合注意力機制後，亦明顯改善影像品質；第二部分的PGAN在結合自注意力機制後，顯著提升了重建影像的解析度；第三部分提出之點對點串接式類神經網路架構，相較於傳統的U-Net結構，具備更優異的影像重建能力。透過逐層優化前一級輸出結果的方式，能有效提升影像的解析度與對比度，進而強化重建品質與細節表現。

ECG穿載裝置(QRS波)之運動血壓預估系統分析與實現

title: ECG穿載裝置(QRS波)之運動血壓預估系統分析與實現 abstract: 國內十大死因中就有三項屬於心血管疾病，心血管疾病對於身體逐年退化的老人、生活作息不規律的上班族、肥胖體質的人發生的機率就會越來越大，依照目前全球人口數攀升以及壓力逐漸增加的狀況下心血管疾病的問題勢必會快速的增加，現在因為生活品質的提升與醫療科技發達，而生理訊號可以讓我們了解到自己的健康狀況。隨著人口結構的高齡化在慢性疾病的照護上將會是社會的重大負擔。傳統的醫療行為所需要負擔的醫療人員照護以及技術成本甚鉅，對於整個社會而言，不只是人口結構的變化，更影響了整體醫療服務結構。近年來醫療科技的進步，可攜式感測器的技術提升以及全球無線網路化，使得民眾可以隨時隨地取得各類型的生理參數，並且能掌握身體的各種變化。
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前瞻具定位辨識與無線傳輸之指向性天線設計與實現

title: 前瞻具定位辨識與無線傳輸之指向性天線設計與實現 abstract: 隨著個人化通訊服務的多樣化與多媒體影音的交流增加，如何設計出合適的天線搭配無線傳輸以及定位辨識功能為本論文所探討的重點。在天線方面，將以FR4基板為天線本體設計出具指向特性之平板天線，利用NXN天線架構增加可收發角度與範圍，同時考慮垂直與水平之線性極化特性，設計兩種不同極化方向之指向性天線，減少極化上的損耗，天線本體S11數值將低於期望的-10dB以下，效率60%以上，並利用波束成型(Beamforming)技術與反射板，改變波束方向與波束寬度，提高座標點與定位點之間辨識度, 及利用正交分頻多工（Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM）具備高速率資料傳輸的能力與多輸入多輸出（Multi-input Multi-output MIMO）的系統結合在長度70公尺寬度40公尺建築物內達到高速多點資料傳輸與定位辨識。
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多軸分散式自動燒錄設備之系統設計

title: 多軸分散式自動燒錄設備之系統設計 abstract: 本論文提出一個系統設計方法來實現一個多軸分散式自動燒錄設備，主要以結構演化、取放系統、及防撞策略等三個面向進行設計與實現。在結構演化上，本論文提出一個多軸分散式機構來提高設備產出的效率。在取放系統上，本論文提出一個同動取放流程來讓多台手臂可以各自同動，降低設備的等待時間來提高取放系統的效率。在防撞策略上，本論文提出一個基於工作區域使用權的防撞策略來避免多台手臂在同時進行取放過程中可能造成的碰撞。由實驗結果可知，本論文所設計實現的多軸分散式自動燒錄設備確實可以有效地提升設備的每單位小時的件數（Unit Per Hour, UPH），並且提高每軸的平均輸出。
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基於白光二極體的三維室內定位系統

title: 基於白光二極體的三維室內定位系統 abstract: 基於超分辨率技術(Super resolution)的白光二極體(W-LED)三維室內定位系統中，在房間內，佈置三個白光二極體於天花板，和一個基於均勻線性陣列(ULA)的光檢測器(PD)，其中白光二極體採用了基於分時多工(TDM)的信號，但這方法有兩個缺點。第一，基於分時多工的信號，白光二極體間必須要有完美的同步時序，否則會造成室內燈光閃爍。第二，當三個白光二極體發光時，若有兩個白光二極體的垂直角(elevation angle)相同，我們無法分辨白光二極體光源的左右入射方向，這會造成很大的定位誤差。為了解決上述問題，我們提出了一個新的演算法，整合均勻線性陣列和均勻圓形陣列(UCA)的架構，不但可以讓三個白光二極體同時發光，並利用多項式求根-多重訊號分類(Root-Music)演算法，來增加白光二極體入射角度的準確度。根據模擬結果，整合用7個光電二極管的均勻線性陣列與9個光電二極管的均勻圓形陣列配置，在訊雜比(SNR)為30分貝(dB)時，系統的最大定位誤差為7公分，與先前文獻相比，準確度提升30%。
description: 碩士

非平坦週期性表面之微波成像

title: 非平坦週期性表面之微波成像 abstract: 本論文將對週期性非平坦表面進行研究，首先運用馬克斯威爾方程式、週期性格林函數和邊界條件推導出正散射理論之積分方程式，再配合動差法將其轉為矩陣，計算散射場，並進行數值模擬。吾人運用所得到的積分方程式及量測到的散射場，將逆散射問題轉化成最佳化問題，搭配自我適應之動態差異型演化法來處理電磁成像的大量未知數。對於不同的週期長度、介電常數和表面形狀參數，使用自我適應之動態差異型演化法(SADDE)重建，測試其對週期性非平坦表面的重建結果和抗雜訊能力。利用自我適應之動態差異性演化法重建出週期性非平坦表面，不論初始的猜測值如何，自我適應之動態差異性演化法總會收歛到整體的極值(global extreme)，因此在數值模擬顯示中，即使最初的猜測值遠大於實際值，我們仍可求得準確的數值解，成功的重建出表面形狀函數、週期長度和相對介電常數，模擬結果顯示在雜訊低於1%的情況下，吾人都可得到良好的實驗結果。
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瞬態電壓抑制器對直流電壓轉換器之影響與分析

title: 瞬態電壓抑制器對直流電壓轉換器之影響與分析 abstract: 論文提要內容：電源供應器是每一個電子系統的命脈，也是電路操作的能量來源；常見的電子產品，其內部操作電源皆是以直流電為主，有了穩定的直流電源，本論文所研究之方法，可使得電子系統，可以操作的更穩定、更可靠、產品壽命更長。今日中低功率轉換器最常使用開關元件為power MOSFET，於電路運作時，其汲極（drain）與源極（source）間電壓原為一接近理想方波，然而線路上電感儲存電流瞬間被截斷，將產生高壓尖波，接著將與雜散電容產生高頻振盪。 PWM 型切換式電力轉換器由於成本低及技術成熟，目前仍廣為應用。面對電路中半導體開關元件所承受衝擊，設計者可採用緩衝電路保護或提高其額定值因應。切換式電力轉換器常用緩衝電路為被動式（passive）截止型（turn off type），於開關元件截止時壓抑其電壓上降，以及伴隨的振盪波。本論文貢獻其一：設計者只會看到瞬態電壓抑制器對於電路上的正面效果，但幾乎忽略了加上電路後對整體線路的影響。經由在產品上實測並分析比較其影響。本論文貢獻其二：使用不同參數於同一線路上進行實驗並交叉比對其中差異。使設計者能夠針對不同需求進行緩衝電路最佳化。本論文貢獻其三：藉由完整實驗分析了緩衝電路，了解其對現今電源電路之必要性，並可針對改善其負面影響訂定未來發展的方向。
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應用於筆記型電腦裝置之多頻段天線(LTE/WLAN/GPS)

title: 應用於筆記型電腦裝置之多頻段天線(LTE/WLAN/GPS) abstract: 本文利用印刷式倒F型天線來進行設計多頻段天線，其中頻率包含LTE WLAN & GPS頻率，應用於14吋筆記型電腦的環境與架構內。本天線設計頻率為0.7 GHz~5 GHz，其可使用的頻段將包含LTE系統與WLAN兩種不同系統，並符合業界知名品牌電腦無線網路規範，並以電流分佈及天線場型等分析數據，了解該天線在於環境的變化性與差異性，加以分析比對。而本文所設計的天線在放置在14吋筆記型電腦裡，可克服筆記型電腦複雜的環境對天線效能的影響，進而提升天線輻射效能，並將LTE操作頻率範圍低頻(698 MHz~960 MHz)與高頻(1710 MHz~2690 MHz)、WLAN操作頻率範圍(2.4 GHz~5.8 GHz)與GPS操作頻率範圍(1575 MHz & 1602 MHz) 整合於單一支天線。由於天線是平行於接地面與筆記型電腦的螢幕(LCD)，因此容易在兩平行面間產生電容效應，使得電流分佈聚集在接地面與筆記型電腦的螢幕上，無法分佈在天線的輻射體上。此論文利用印刷式倒F型天線在接地平面有一短路接點，進而消除兩平行面間，所產生的電容效應，使電流能夠平均在輻射體上，進而提升其輻射效能。本文所設計天線實際測試總輻射功率值與天線資料吞吐量皆可達到業界知名品牌標準。
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高畫質影音傳輸介面之訊號完整性與電磁輻射抑制的解決方案

title: 高畫質影音傳輸介面之訊號完整性與電磁輻射抑制的解決方案 abstract: 本論文使用英特爾(Intel)處理器主機板進行高畫質影音傳輸介面(HDMI)的研究與探討，由於桌上型電腦可能使用過長的HDMI連接線這將會導致HDMI訊號的衰減。因此在桌上型電腦上增加電壓位準移位晶片(Level shifter)來補償損耗，然而訊號功率的增強將會導致電磁相容性(EMC)的問題。在本論文中，我們研究了印刷電路板(PCB)的傳輸線設計和阻抗匹配及EMC抑制電路的技術，選擇以表面貼裝(SMD)連接器取代雙列直插封裝(DIP)連接器型式來達到改善阻抗匹配的問題。在信號完整性與EMC問題的實驗是通過使用眼圖分析儀和電磁輻射功率量測儀於電波無響室內進行量測分析，實驗結果顯示眼圖與電磁干擾可以達到國際標準的要求。
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離岸風力發電之關鍵影響因子及風險評估分析

title: 離岸風力發電之關鍵影響因子及風險評估分析 abstract: 風力發電是目前技術上最成熟且最具商業化發展前景之再生能源之一。台灣地狹人稠且近三分之二為山區，優良風場土地取得不易；而台灣海峽被國際工程顧問公司4C Offshore評定為全世界最優良海上風場之一。近年政府積極推廣再生能源，離岸風力發電遂成為再生能源積極開發之重點項目。在經濟部能源局所提出的再生能源政策中，行政院核定「千架海陸風力機」計畫，而能源局進一步於民國104年7月公告「離岸風力發電場址規劃作業要點」，考量國內風能資源較好之陸域多已經開發或規劃，藉此公布36區塊開發潛力場址，約可達13 GW容量供國內外開發商自行投資新建。然而離岸風力開發初期具技術難度高及造價昂貴等特點，我國目前除技術處起步階段外，於執行現況仍面臨行政流程繁瑣、環評作業重複性高、地方意見反彈及補償制度等問題尚待解決。本論文蒐集整理有關離岸風力工程之法規、發展過程、產業現況等相關文獻資料，分析國內離岸風力發電工程之成本及施工期間各階段可能遭遇之問題，並建立影響因子清單。此外，本論文亦提出離岸風電開發之相關經濟效益及其風險考量點之可行性分析，以期台灣離岸風力再生能源得永續順利發展。
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應用於壓力感測之微機電感測器與感測電路

title: 應用於壓力感測之微機電感測器與感測電路 abstract: 在電子產業蓬勃發展，醫學技術日新月異的現代，將電子產業的技術運用在醫學用途上已成為一種趨勢，目的在於治療目前無法醫治的重大疾病，延長人類壽命，而台灣擁有先進的製程技術，可以製作出低功耗面積小的晶片,也才有機會達到生醫電子超低功耗的需求。在感測器方面也由於MEMS結構可於CMOS製程相容，由半導體製程所製作出的MEMS架構可於CMOS電路直接做成IC，在整個產業界和應用方面是個重大的突破。由於世界趨勢走向生物醫學，而研究所需突破的也就是現在人類社會所需要面臨的挑戰，故而往生醫方面發展是可以對人類社會有所貢獻。在植入式生醫訊號量測中，血壓感測系統在現代醫學中有很多相關應用和研究，包括心血管疾病、高血壓、心臟病、中風等等，血壓感測器搭配聯絡附近醫院和家屬能有效降低病患的死亡率，此設計採用UMC180um post CMOS製程。在本文中設計了一個MEMS血壓感測器和其解讀電路的部分，埋入血管的晶片MEMS結構受到血壓的壓力因此產生變形，而MEMS結構變形造成了電容容值的變化，電路部分接收到電容變化，經由read-out電路架構把電容轉成電壓訊號，考慮到轉換的線性度和穩定性，採取降低放大倍率來換取的方式，在後端在接一級放大電路，來放大電壓訊號。此設計中MEMS血壓感測器可測量血壓範圍從0-0.04Mpa，相當於0-300mmHg，而一般高血壓之收縮壓是超過140mmHg以上，此設計可到300Hg可測量到非常高之血壓，感測之解析度為1.5fF/mmHg，在解讀電路的部分轉換效率為1mV/1fF，最後之輸出結果效率10mV/1fF。
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具新型充電幫浦及突波消除電路之多頻率輸出延遲鎖定迴路設計

title: 具新型充電幫浦及突波消除電路之多頻率輸出延遲鎖定迴路設計 abstract: 由於現今晶片的使用頻繁，製程技術也越來越先進，電路系統中的時脈訊號已越來越快，而在晶片內部的非理想效應會使相位產生誤差與延遲，這個問題可能會嚴重影響整個系統的效能。因此，數位系統電路整合的同步性也變得相對重要，尤其在高速運算的系統中，時脈偏移(clock skew)將是決定系統性能優劣的重要因素。時脈同步的技術通常透過鎖相迴路(Phase-Locked Loop，PLL)以及延遲鎖定迴路(Delay-Locked Loop，DLL)來消除時脈偏移，增加電路穩定度，可以產生穩定的輸出振盪頻率，以降低產品成本並增加產品競爭力。而延遲鎖定迴路(DLL)本身的抖動(jitter)以及穩定度方面表現比鎖相迴路(PLL)好。延遲鎖定迴路(DLL)已經被廣泛運用在需要時脈操作的電路上，像是同步動態記憶體（SDRAM）、類比數位轉換器（ADC）、數位信號處理器（DSP）等，都可以用延遲鎖定迴路(DLL)來提供一個穩定的系統時脈，讓電路可以達到預期的性能。然而傳統架構的延遲鎖定迴路(DLL)還是有缺點存在，例如鎖定範圍太小，鎖定時間太長，多餘的DC Current...等等，現今又追求著低功耗及穩定的輸出，所以能快速鎖定且低耗能的延遲鎖定迴路，應是一個值得的研究方向。本論文亦將從快速鎖定(Fast-Locking)、多頻率輸出(Multi-Frequency Outputs)及低功耗(Low power)三項特點同時進行考量已達到改善延遲鎖定迴路(DLL)的目標。我們所提出的延遲鎖定迴路(DLL)架構，利用0.18μm 1P6M CMOS製程設計且操作電壓1.8 V，輸入參考頻率為0.1 GHz而輸出時脈分別為0.2 GHz、0.4 GHz、0.8 GHz及1.6 GHz。
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綠能行動電源之研製

title: 綠能行動電源之研製 abstract: 隨著人們使用行動裝置時間持續增長，行動電源也漸漸成了身邊的必要配件之一；然而，手機使用時間不斷攀升的同時，就算具備行動電源也難防在緊急時後遭遇電量不足之情形。本論文提出利用太陽能板結合行動電源，無時無刻儲蓄電量，不僅能增加行動電源之功能性、生活便利性外，更對未來行動裝置發展帶來改變。此外，為了避免太陽光照度不足導致無法充電的情況，同時提出以手持式發電機作為電力來源的替代方案。本論文所研製之綠能行動電源主要可分為：升壓轉換器、返馳式轉換器以及充電控制系統三個部分。結果顯示，綠能發電能夠藉由升壓轉換器來增加其驅動充電控制系統充電之工作範圍，由原先的4.5 V~5V增加至3V~5V；電池經由返馳式轉換器後能夠利用市電充電；充電控制系統之效率皆達90%以上。最後，由整體架構的實測證實綠能充電的可行性；其單組發電時轉換效率最高能夠達到79.51%；若為兩組同時輸入時則其最高轉換效率提升至80.19%。
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三維積體電路矽穿孔之內建自我測試與內建自我雙通道修復研究設計

title: 三維積體電路矽穿孔之內建自我測試與內建自我雙通道修復研究設計 abstract: 本論文『三維積體電路矽穿孔之內建自我測試與內建自我雙通道修復研究設計』，針對三維積體電路（Three-Dimensional Integrated Circuit, 3D ICs）中的矽穿孔（Through Silicon Via, TSV）規劃設計一內建自我測試與自我雙通道修復的架構。三維積體電路主要是由使用矽穿孔來作為垂直方向的通道，矽穿孔常因製程中的失誤產生錯位錯誤（Misalignment）以及隨機錯誤（Random Defect），使得矽穿孔無法正確的傳遞訊號。本論文擬針對錯誤矽穿孔設計一內建自我修復架構，針對錯誤的矽穿孔做取代修復的動作，提升整體電路之良率。
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架構於A4WP無線充電機制利用權重排程改良充電效率

title: 架構於A4WP無線充電機制利用權重排程改良充電效率 abstract: 近年來由於各式無線行動裝置和感測器的應用普及，這些行動裝置的最大特色就是輕薄短小的可攜性設計，因此這些裝置的電力來源就必須依賴電池供應。有鑑於此如何快速和有效率的近行充電是目前追求的技術之一。要如何能在同樣的充電能量狀態下同時提供給眾多裝置，並能兼顧行動裝置使用者的使用特性需求，因此本篇論文提出使用充電排程改良無線充電A4WP機制來達到這樣的充電需求。本次研究採用無線電力聯盟（Alliance for Wireless Power, A4WP）的無線充電方式，可以有效計算和分配充電需求，但因A4WP的總功率是被限制住的，,提供待充電方的電流是採取均分的方式分配，對於有特殊需求的待充電方是不合用，透過本論文的運算方式後能夠提供一個人性化的充電方式對於需求充電的使用者在最短時間內，使用最低的運算量，先針對需求度最高的充電對象進行充電並又能兼顧其它待充電裝置。運用充電排程可大幅度減少充電時間，而能夠求取最佳充電策略，希望能短時間內達到供給充電給最需要使用電力的使用者，基於此架構能讓A4WP的普及性更為完善。本論文為了提供完善需要充電裝置及其使用者的需求，將調整無線充電的彈性及速度，提出一種新式充電排程架構：整合了裝置本身電量狀態以及裝置使用者的特性提供最佳化等相關機制來縮短充電裝置的充電時間。減少充電裝置時，發生長時間排隊或擁塞發生以有效提升整體充電傳輸效能。
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應用仿樣函數於漸變槽孔天線之設計

title: 應用仿樣函數於漸變槽孔天線之設計 abstract: 本論文利用直交表的模擬實驗與響應表的結果進行驗證比較，用以找出優化解，並將搜尋範圍以等差逐代縮減的過程，以達到迭代的設計，且稱其為等差田口最佳化法，並將其應用於仿樣函數結合漸變槽孔天線的輪廓設計。首先，我們探討傳統韋瓦第天線(Vivaldi Anteann)結構，使用一樣五次迭代的優化過程進行設計，並檢視其超寬頻特性。接著，我們探究仿樣線漸變槽孔天線(TSA)，應用上述的等差式田口最佳化法進行五次迭代的優化設計，目標在保留類似傳統韋瓦第天線的遞增形狀，但稍做修正，用以調降最低頻率fL；亦即，本論文將引進多段三次方仿樣曲線來建構漸變輪廓以取代韋瓦第天線的指數輪廓。當設計的超寬頻段設定在0.3~3GHz時，結果顯示，韋瓦第天線的-10dB頻段落在1.65~3GHz結果，而仿樣曲線漸變槽孔天線則落在0.96~3GHz，兩者的尺寸都是240mm*120mm。由此實測結果可知，韋瓦第天線的最低頻率fL在1.65GHz(勉強可看成 ~1.1GHz—如果-8dB為基準)，而仿樣曲線漸變槽孔天線的最低頻率fL在0.96GHz，後者的最低頻率fL有明顯的向低頻方向推進。此外，當直接將上述兩種天線進行超寬頻量測，兩者在最低頻率fL一直至8GHz皆有符合展現出漸變天線該有的S11超寬頻特性，且大體上以仿樣曲線進行設計的漸變槽孔天線，其S11仍比傳統的韋瓦第天線要好一些。至於場型的部份，仿樣曲線漸變槽孔天線朝開口輻射的指向性，可以從1.5 GHz左右開始一直到後面接續的高頻都沒問題，和一般文獻所陳述的一致，也是比韋瓦第天線要良好。
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智慧型控制應用於球與平板系統

title: 智慧型控制應用於球與平板系統 abstract: 球與平板系統主要是藉由平板角度的變化導致平板上方的球接受到不同方向的重力影響，藉此改變球在平板上的位置，整個控制系統是典型的多變數、不確定性、非線形系統，由此可知整個球與平板系統的動態且非線性特性呈現出令人感興趣的控制研究問題。本論文分別考慮一維的球與桿系統與二維的球與平板系統，其中所設計的二維球與平板系統機構是擁有三自由度的3-RRS結構，透過德州儀器公司所生產的TM4C123GXL LaunchPad開發板進行PD控制演算法、模糊控制演算法與逆向運動學來計算三顆馬達的控制量並藉此改變桿或平板的傾斜角度，本論文還設計了一個使用者人機界面方便操作者使用，其中使用了OpenCV函式庫來做影像處理，透過把RGB色彩模型轉換成HSV色彩模型機構後，再進行灰階與二值化處理，最後在求出球體輪廓並計算球的坐標。最後，經由實際實驗結果可發現，模糊控制演算法在該機構上效果優於PD控制演算法，可以較快的抵達定點且位置較為精準。
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Wireless power transfer maximum efficiency tracking by using fuzzy control

title: Wireless power transfer maximum efficiency tracking by using fuzzy control abstract: 最近幾年來，隨著攜帶式裝置的使用不斷增加，無線功率傳輸技術逐漸吸引廣泛的關注。本篇論文提出了模糊控制頻率調變追蹤最大效率控制系統，為無線功率傳輸系統提供穩定的效率。透過參考線圈不對齊的數學模型和計算線圈參數得以改善該系統追踪無線功率傳輸之最大效率。本篇論文使用Labview，一個National Instruments的系統設計平台和可視化編程開發環境語言，編譯好程式後上傳至NImyRIO，並控制壓控制振盪器（VCO），來完成頻率調變模糊控制追蹤無線功率傳輸最大效率。在這個論文中將設計兩種控制器，一個是PID控制器，另一個是模糊控制器。這兩個控制器將設計人機介面（UI）以便即時監控接收電壓和追踪最大效率。無線功率傳輸系統結構包含NImyRIO，PC端的人機介面，壓控制振盪器調變頻率，NMOSFET開關，與發射線圈和接收線圈。無線功率傳輸系統的設計過程將從了解兩個平面螺旋線圈的配置開始，然後實現正確設計的控制器。在完成系統設置和設計控制器之後，模糊控制器與PID控制器將互相比較。最後兩個控制器比較的結果顯示，模糊控制器具有更好的接收電壓效率並且比PID控制器穩定。
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低複雜度Tetrolet轉換應用於超音波影像增強

title: 低複雜度Tetrolet轉換應用於超音波影像增強 abstract: 超音波影像(Ultrasound Image)在醫學影像工具中常扮演著眼睛的角色，可以幫助我們觀察眼睛看不到的身體病變;它具有影像擷取容易、非侵入式、影像及時成像等等優勢，已廣泛應用於各種醫學治療中。另一方面，超音波系統也有其缺點，因為擷取設備的關係，醫療超音波影像有別於一般自然影像處理，其成像結果較不清楚。然而，在醫療超音波影像上，細節資訊表示著可能發生的潛在病變與不尋常狀況，故需要保留以及增強超音波影像中細節紋理以利於醫師判斷病情。本研究提出以Tetrolet轉換，利用其能量集中的特性來保留細節紋理資訊，並加入自適性直方圖等化(Adaptive Histogram Equalization, AHE)，來自動調整超音波影像的對比以達到上述功能。但Tetrolet轉換在VLSI硬體實現時，會有較長的運算複雜度(Complexity)與記憶體(Memory)使用量較大的問題。有鑑於此，本研究提出針對Tetrolet轉換的改良，以降低比對搜尋模板法的速度與記憶體使用量，我們稱之為低複雜度比對模板法(Low-complexity Matching Pattern, LMP)。再利用所提出的LMP並配合查表法(Look-up Table)，來解決AHE在線性內插時所產生硬體運算量過大的問題。由實驗結果得知，改良式架構在運算時間與硬體的提升上，可適合應用於手持式超音波影像系統。最後，我們將其硬體架構實現在Xilinx 7系列的ZedBoard Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board上。
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應用於自閉症學生之節奏音樂教具設計

title: 應用於自閉症學生之節奏音樂教具設計 abstract: 本論文設計一套應用於自閉症學生的節奏音樂教具，研究過程開發了一套Rhythm-music assist應用軟體搭配Android系統的一個平板和兩隻手錶組成本節奏音樂教具。研究目的是為了符合科技化教學的趨勢，強化自閉症學生學習節奏音樂的環境，簡化特教教師授予節奏音樂課程個別化的需求與教具輕量化。研究的第一階段專訪一位任職於台北市國民中學特教班教師，完成初版開發設計；研究的第二階段邀請兩位台北市特教學校高職部教師試用，參考兩位特教教師的回饋與建議，將Rhythm-music assist應用軟體針對自閉症學生做更適合的修改；研究的第三階段邀請兩位自閉症學生進行實際測試；研究結果獲得了特教教師們對能有效提升自閉症學生在節奏音樂學習成效的肯定，同時提供特教教師藉由本節奏音樂教具，提升節奏音樂的教學品質。
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一種新型交通柵欄桿整合在場感測器之研究

title: 一種新型交通柵欄桿整合在場感測器之研究 abstract: 本論文主要是探討一種新型交通柵欄桿整合在場感測器(Occupancy Sensor)，提供低成本、低功耗、容易設置與維護以及不佔用空間的車輛接近偵測方案，輔助現今許多新式住宅中使用無線射頻辨識(RFID)技術停車場管理系統。本方案可以取代高成本、高功耗、不易設置以及需要佔用空間的車輛地感線圈，而且可以避免直接採用RFID讀取器持續性發送電磁波向偵測區偵測電子標籤(Tag)而導致持續性高功率電磁輻射對於環境的污染以及路過行人的危害。近年隨著物聯網(IoT)的興起，感測器的開發生產與應用越來越多樣性，並且價格越來越低廉。在感測技術成熟的條件下，許多公共設施上紛紛採取自動感測的設計，同時也達成節能減碳的需求。在本論文中探討現今停車場所使用的感測技術和不同類型在場感測器，並提出符合車輛接近與行人路過兩種事件辨識需求的設計方案。在實驗中，我們採用Arduino uno開發板結合超音波感測器或紅外線感測器，並自行設計出辨識事件的演算法，成功地辨識出車輛接近與行人路過兩種事件。在本論文中我們已設計出在場感測器整合於交通柵欄桿之可行方案，並以實驗證明其效能及可行性。
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用於電容式能量傳輸之像素化充電極板設計

title: 用於電容式能量傳輸之像素化充電極板設計 abstract: 在本論文中，我們將提出一種新的用於電容式無線充電的像素化電極板設計。此研究將著重於提升文獻上傳統電極板於軸心旋轉不對稱、X方向偏移、Y方向偏移等三種情況下電極板耦合效率低落的問題。此研究將利用粒子群最佳化法來設計像素化正負電極的分布，最佳化的目標是希望在電極板於軸心旋轉不對稱及水平偏移不對稱的情形下能夠降低耦合係數波動的幅度。所提出的MATLAB程式針對軸心旋轉不對稱與水平偏移不對稱的情況產生了兩種電極板的設計。模擬結果顯示經由程式自動產生的極板圖形非常合理，證明所提出最佳化法的演算法是可靠的。
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利用廣播封包實現無線充電之研究

title: 利用廣播封包實現無線充電之研究 abstract: 科技的日新月異使其人們的生活變得更加便利，於是訊息及能量傳遞上有了不同的演進，一直到二十一世紀開始，無線網路的崛起帶來了大量訊息的快速交換，然而對於能量的供給一直無法給予更方便與安全的補給形式，直到近年來開始發展的無線充電呈現出更加安全與方便的形式給予人們新的充電方式，而在2014年華盛頓大學提出利用現有的 Wi-Fi 分享器，再藉由 Wi-Fi 電波轉換電力也就是俗稱的PoWi-Fi讓無線充電發展的領域又更加晉升了一層。本論文主要探討利用現有的 Wi-Fi環境來進行Wi-Fi無線充電且以廣播型態對於一個以上的裝置給予充電，讓網路兼具傳遞資料與無線充電的同時找出最佳的充電效率。
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筆記型電腦IEEE 802.11生產問題分析與改善

title: 筆記型電腦IEEE 802.11生產問題分析與改善 abstract: 在本篇論文中，個人對於無線網路通訊品質與生產良率的改善感到相當有興趣，於是著手下列的研究與方向: 研究架構本研究第一章是緒論，主要是探討本研究做此題目的研究背景與研究動機，之後並討論本研究的研究目的，並論述本研究在研究過程中的研究範圍與限制，本章最後是論文架構與研究流程。第二章是無線網路通訊原理與架構。第三章是無線網路現今實際商業運轉的網路運作所使用的頻道。第四章是無線網路問題分析與改善，根據目前所遭遇到的問題，並加以逐一驗證其功能性是否正常與否。第五章則是結論與建議。研究目的 (1)探討電腦無線網路問題，找出真正原因並改善現在的生產良率。 (2)驗證相關零件的功能性並提出有效的驗證數據資料，來證明廠商來料是否異常。 (3)探討驗證結果，對於未來相關生產機種，視為一個很好的重要問題分析參考依據，以及縮短問題分析的時間。研究成果 1.提出有效的驗證機制，提高生產良率與改善品質。 2.降低生產成本，增加人均產值和效率。研究貢獻本研究的預期貢獻如下所述： 1.對於日後不同機種，生產所遭遇到的問題提供了一個重要參考的依據，並對於同樣的問題不能再次的發生。 2.改善無線網路生產品質，細致管理和增加產品測試的穩定性。
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A path-following approach to guaranteed cost control of complex nonlinear system

title: A path-following approach to guaranteed cost control of complex nonlinear system abstract: 近二十年來專家們致力於研究複雜非線性系統之控制問題，而很多研究指出模糊控制器控制具有效能突出，且設計方法更加直覺簡易等優點，同時已被證明具有解決各類複雜的非線性系統的能力，然而目前的方法皆僅能求得保守解(conservation)。本論文針對非線性系統為取得更加寬鬆的解來進行控制器設計，提出了一新型的保證成本控制方法 (guaranteed cost control)，藉由路徑追隨方法求解非凸函數，該方法結合多項式模糊控制器以及保性能控制器，同時引入路徑追隨方法藉由不斷最小化由保證成本能控制器推得的效能函數的上界，藉此獲得更加寬鬆的解。本論文有以下三點貢獻：第一點，使用路徑追隨方法求解非凸函數。由於一般以轉換函數求解非凸函數的方法在轉換的過程中會導致最終僅能求得保守解，因此本方法透過路徑追蹤得已直接對非凸函數求解因而取得更加寬鬆的解；透過偕正寬鬆 (copositive relaxation)理論得以再次寬鬆解；本論文使用之方法相對以往路徑追隨方法只需最小化路徑追隨α之上界外，還需同時最小化效能函數λ的上界，故相較以往方法在設計上顯得更加複雜與困難。第二點，路徑追隨方法是藉由不斷迭代取得最佳解之最小上界，為加快迭代速度本方法引進了二分搜尋法。本論文使用 MATLAB 之模擬環境並使用所提供的 SOSOPT 工具箱對多項式不等式迅速求得一合適解。第三點，本論文比較使用保能控制、路徑追隨方法與本論文提出之方法，對基準非線性問題 (benchmark nonlinear system) 與三維非線性混沌系統求解，從模擬結果可獲得本論文所提出之方法得以取得相較其他方法更加寬鬆的解。
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利用SDN改善現有校園中教學影片的傳輸

title: 利用SDN改善現有校園中教學影片的傳輸 abstract: 由於科技的日新月異，使得影片的傳輸在我們的生活中更顯得十分的重要，在更多的人使用影片下，網路的頻寬往往會有爆量的傳輸，這樣的原因使得網路的管理在現今的網路中更加的重要與被重視。在傳統的網路當中，如果有很大的流量需求進入了網路當中，系統也只會選擇最短的路徑去傳輸，如果越來越多的人去使用網路，系統的業者只會增加線路的頻寬來應付這些使用者，其實再增加路線的頻寬當中，因為傳統網路會走最短路徑的特性，這樣會造成某幾條路徑的壅塞但其他路徑的過於空閒，這會造成業者的成本增加，SDN的出現就是可以解決這個問題，業者利用了軟體去定義網路，這樣就可以依照業者想要的需求去定義路由的走向，也可以節省成本，增加每條路線的使用率，間接地可以使更多的使用者來使用網路，也不會因為某條路線的壅塞而導致使用者的網路品質下降。在未來淡江大學的串流課程只會不斷的去增加，所以我們針對這個原因，在現有的拓樸再進行改良，將傳統的網路概念改良成SDN架構的網路。在論文中會提到，我們假設影片的資訊會在圖書館讓學校中每個館進行傳輸，假設幾種情境來進行模擬，我們比較三種的方法，第一種我們使用傳統的網路，第二種我們使用負載平衡，是以交換方式的負載平衡，第三種則是我們所訂定的方法，會用比例的方式來讓他達到負載平衡，經過這三種的方法，最後我們會比較每條路在一個禮拜中一到六的三個時段分別為8-10、14-16、19-21三個時段的路徑使用量，然後根據他的圖表呈現出來的結果便可看出三種方法優缺點，可知道哪種方法最可以有效的利用每一條路徑，達到有效利用每條路徑這個目的。
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針對All-In-One電腦利用電磁輻射測試內部線材設計最佳化之研究

title: 針對All-In-One電腦利用電磁輻射測試內部線材設計最佳化之研究 abstract: 在目前二十一世紀，人們買商品會逐漸的取向所謂的C/P(Cost Performance)值高的產品。其就字面上翻譯為:[用最合理的價錢，買到最高效能的產品。]如果用英語來翻譯則為: (price-performance ratio，或翻譯為價格效能，或稱成本效益比)。其在經濟學和工程學所指的性價比，指的是一個產品根據它的價格所能提供的性能能力。在不考慮任何其他因素下，一般來說有著更高性價比的產品，絕對是消費者最主要考量購買的要素之一。因此這邊會延伸探討的是，從電腦內部設計方面一直到整個外觀系統。從內，要如何確保材料品質、價格壓低，但重點是絕不可失去該有的規格要求。當延伸至外產品做出來時，要如何吸引消費者購買All-In-One PC (一體機電腦)，及要怎麼挑選才可以讓消費者覺得該物品物超所值，第一個考量點，不外乎絕對是價格上的多寡。所以，就本文來說，如果要談論價格方面之前，我們必須先有一個基本觀念。所有的電子產品乃是由一件一件的零組件組裝結合完成，絕對不可能是只由單一個零組件來完成組合。有了此概念後，本文就會把範圍縮小到只針對內部HDMI線材設計的部分做探討，然後才思考該線材如何抑制雜訊，又可以達到客戶要求，價格也不會太過昂貴的情況下，最後再藉由搭配實際模擬結果，得到一個最佳的線材設計方案。如此才會將其結果提供給客戶做一個參考選用價值。
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興趣點之多標籤分類方法研究

title: 興趣點之多標籤分類方法研究 abstract: 在這個資訊爆炸的時代，網際網路的盛行，在網路的世界裡上有成千上萬的資訊，如何在眾多的資訊中找到自己想要的資料，因此有了推薦系統。好的推薦系統勢必要有好的分類，因此便有了分類系統這門學問。一個好的分類系統可以在短時間內快速地找到適合自己的資料，不好的分類不僅耗時還有可能找到不是自己想要的資料。傳統的單標籤分類只能單方面的知道這個資訊是不是屬於這一類，在搜尋前如果不知道所要查的資訊是屬於哪一類時，便會提高尋找資料的時間，這樣對使用者來說相當耗時。但是多標籤分類，可以提高資訊的相關性，讓未知的訊息多了幾個可以找到它們的線索，可以讓使用者在搜尋資料時可以更快地找到並符合自己想要的資料。因此，本論文主要的研究，即針對使用者有興趣的地點進行以食、衣、住、行、育樂為標籤的多標籤分類機制研究。在本論文中，首先利用網路爬蟲取得網頁的資料。當收到地點的資料時，利用搜尋名稱並使用Google Custom Search API取得網頁來蒐集資料。之後藉由斷詞系統(Ckip)來分類蒐集到的網頁內容並計算所有值的權重，透過權重值的計算來得知網頁字詞與類別的相關性。接著，本論文利用搜尋到的網頁內容來製作關鍵詞表，分為食、衣、住、行、育樂五種。再來，我們將地點名稱量化並取權重值、相似度及相似度符合率來作為三個特徵值。最後利用這三個特徵值加上kNN及SVM來取得單標籤分類的結果，我們將單標籤分類後的結果，再進行一次分類來達到本論文所要做的多標籤分類。本論文的實驗是將未知的地點訊息做多標籤分類，讓使用者在未知的地方。使用社群網站輸入地點名稱，進而找到該地點的資訊。從實驗的結果我們可以發現，當訊息越多時，分類的效果越好；反之，當訊息越少，則分類的效果較差。k值越大則分類的效果較佳為結論。在未來，我們希望能將分類的範圍擴大，目的是資訊越多，能分類的項目就越多，利用範圍擴大來提升資料的多樣性以及準確性。
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基於軟體定義網路之品質感知多服務類型路由方法

title: 基於軟體定義網路之品質感知多服務類型路由方法 abstract: 近年來網際網路快速的成長和發展，越來越多的網路應用及服務也漸漸出現在日常生活中，隨著服務的發展，大家也開始注重服務的品質及體驗，於是Internet Engineering Task Force (IETF)提出了Quality of Service(QoS) 來完成品質保證，但QoS架構中提出的兩種服務品質保證方法IntServ、Diffserv受限於傳統網路的架構，都是基於傳統的hop-by-hop routing，無法對整體網路資源做有效率的利用，而且無法依據不同服務類型來滿足特定需求的頻寬、延遲和抖動。例如:根據經驗和研究，串流的要求主要有足夠的頻寬，較低的延遲，較低的抖動，幾乎不會遺失封包，才能讓整體串流順暢;而語音服務則是需要低延遲、低抖動、但不需要太大頻寬，若有dejitter buffer會讓整體服務較不受抖動影響，但是也會升高延遲，而延遲會在對話上造成困擾;線上遊戲服務需要低延遲、低抖動，但是實際需要的資料傳輸量並不大;而一般檔案傳輸只需要足夠的頻寬即可，只要延遲和抖動不是極端的狀態就不會有太大影響。而最近興起的SDN概念可以有效解決傳統架構的問題，OpenFlow協議下的SDN是一個擁有方便管理、高效率、可適應性、高動態性等優點的新網路架構，SDN將整體網路架構分成控制層和轉發層，switch只做轉發功用，剩下的控制全部交由controller處理，彼此之間透過OpenFlow協議溝通，經由這樣集中式的控制器管理，可以有效進行軟體控制，感知整體網路中交換器的連結狀態，進而提供良好的路由控制，選擇出網路拓樸中的最佳路徑來傳遞封包。而在許多的最短路徑演算法中，Dijkstra’s Shortest Path Algorithm被認為是一種簡單明瞭，又能求出最佳解的演算法，此演算法從某一節點出發，利用路徑不同的權重，建立起一個最短路徑樹，以此迅速計算出結果。因此，本篇論文綜合以上概念，建立一個機制，針對不同服務類型所注重的參數來計算路徑權重，並利用Dijkstra’s Shortest Path Algorithm計算結果，在有限資源的環境下，提供最符合各類服務品質需求的路由。
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結合手機與高效率電源供應開關器研製

title: 結合手機與高效率電源供應開關器研製 abstract: 本論文主要為研製可結合手機與高效率電源供應開關控制器，電源電路控制採用PFC(功率因數校正)加LLC半橋諧振架構，輸出整流電路採用同步整流方式，功率開關具有零電壓與零電流切換功能，以降低切換損失來提高整體效率。本論文首先探討電路架構之特性，介紹電路工作原理及設計方式過程，並實際製作一台輸入90V~264VAC，輸出150W可結合手機之高效率電源供應開關控制器，來驗證實際之電路特性，其整體效率特性可符合歐美各國的能源法案要求 ,系統整體四點平均效率大於89%以上的要求規範，實際測試效率達到 92%以上，滿載時可達到 94%的效率表現。
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二維離散小波轉換之低記憶體VLSI架構設計

title: 二維離散小波轉換之低記憶體VLSI架構設計 abstract: 本文提出了一種套用在二維多階基於整數代數的Daub-4小波濾波器架構，它改善了原先的設計，除了能有的效降低濾波器對加法器的需求之外，甚至在二維運算中，節省了一個垂直方向的Daub-4濾波器架構。在這種基於整數代數的多階編碼架構中，有著無乘法器以及精準運算的優點。而為了更加改善濾波器對於硬體的需求，所以改變了資料讀取的順序，以降低轉至記憶體的大小，本文在Daub-4濾波器中，使用隔行運算的方式，能使轉至記憶體的大小從N×N縮小到10，其中N是處理中影像的長跟寬度。最後使用Xilinx Zedboard測試開發版，實現經過改良的一階跟多階二維Daub-4超大積體電路架構，並使用各種不同的圖像進行測試。
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含時間延遲正向系統之有限頻段H-infinity控制

title: 含時間延遲正向系統之有限頻段H-infinity控制 abstract: 本論文研究連續時間、單一延遲、線性、非時變、正向系統之指定頻段H-infinity控制器設計問題，包括靜態輸出回授及動態輸出回授。本文考慮三個設計目標：正向特性、穩定性與指定頻段性能。針對具不同輸出矩陣特質的系統，推導出線性矩陣不等式(linear matrix inequality, LMI)形式之充分有解條件，而且在若干情況，控制器可具指定的結構限制。相較於絕大多數合成研究聚焦於狀態回授，本論文提出創新的輸出回授設計概念、方法與成果，並且增添了指定頻段H-infinity性能的設計。最後，模擬結果證實了本文所提方法的確有效。
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影像基礎書畫機器手臂系統之研製

title: 影像基礎書畫機器手臂系統之研製 abstract: 本論文選用Raspberry Pi3單板電腦以及Arduino Mega2560開發板設計一套可以透過影像處理即可直接藉由機械手臂快速書寫文字與繪畫圖案，其中透過Raspberry Pi3單板電腦負責OpenCV影像處理的工作， Mega2560開發板上負責逆向運動學推導。為了驗證此系統的可行性，我們設計了圖形繪畫與文字書寫兩個任務，首先我們先將此系統應用在繪圖功能上，透過Canny邊緣檢測算法，偵測輸入圖案的邊緣特徵點並將之繪出，藉此驗證整套自動化系統之溝通的實現以及機械手臂定位的精確性。再來，本論文為了透過此套系統來實現自動書寫功能，在輸入文字影像後使用OpenCV影像處理來提取骨架及輪廓，用做判斷毛筆的抬筆高度，接著找出起始點及鄰近點的斜率來決定筆劃順序，最後再將資訊傳給Mega2560開發板來做馬達控制。由實際實驗結果可得知本論文所提出之影像基礎書畫機器手臂有一定程度之書寫與繪畫功能。
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基於影像技術之棋藝機器人設計

title: 基於影像技術之棋藝機器人設計 abstract: 本論文提出了兩款四子棋機器人，分別為垂直式與水平式兩種不同的玩法，在設計上均使用了Raspberry Pi 3開發板與TM4C123GXL開發板，分別來做影像辨識以及遊戲人工智慧演算法等工作，並搭配網路攝影機、步進馬達、RC伺服馬達以及極限開關等工具來賦予機器人視覺以及執行下棋動作的能力。為了驗證所設計的兩款四子棋機器人成果，本論文提出合適的遊戲人工智慧演算法，讓機器人利用影像辨識模組去辨別玩家的下棋位置後，可以依據現有的棋盤狀況思考勝率最大的棋步，使機器人方的棋局保持優勢，同時讓玩家的棋局處於劣勢，藉此達到雙方互相對弈之娛樂效果。經由實驗結果可以發現，本論文所設計的遊戲人工智慧演算法能夠與玩家互相對弈，達到良好的消遣娛樂效果。
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平面式及單層極化可切換天線

title: 平面式及單層極化可切換天線 abstract: 近年來極化可調式天線受到相當大的關注，因為它能利用於許多應用上，像是極化掃描、頻率可重複使用以及感測系統。本文提出了一個新穎的平面式及單層極化可切換天線，所提出的天線設計極化可切換至垂直極化或水平極化。本論文所提出的天線可以印刷於印刷電路板上並且利用CPW到ACPS結構來饋送天線，此天線利用偏壓電路來控制二極體做線性極化切換並透過ACPS耦合到CPW來產生CPW的奇模態，而CPW的奇偶模態對提出的天線能分別產生垂直極化或水平極化。利用所提出的天線與文獻中的可切換槽孔天線相比較會發現我們所提出的天線具有相對小型的尺寸，並且具有天線結構與天線性能不會隨著接地平面的尺寸改變而改變的優點。此外可以容易調整兩個正交極化的諧振頻率。這個設計可以實現於電路板的邊緣，使其更適合用於實際應用。這在我們所提出的天線的垂直極化與水平極化的中心頻率皆為2.4 GHz,另外垂直極化與水平極化的-10 dB反射系數頻寬皆達到4.56 %以上，此外還測量了天線參數，例如:反射系數、天線兩個輸入端的隔離度、天線的增益及輻射場型圖，並利用實測來驗證所提出的設計。
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室內無線通訊之波束合成技術於多用戶端之模擬研究

title: 室內無線通訊之波束合成技術於多用戶端之模擬研究 abstract: 本論文在一個室內超寬頻系統環境下做兩種模擬，其一是發射端同時傳送相同訊號於群體廣播系統中，其二是發射端同時傳送不同訊號於多用戶多輸入多輸出的系統中；過程中，先將發射與接收天線做環型陣列的擺設，利用射線彈跳追蹤法計算出任意給定室內無線環境之脈衝響應，在發射端與接受端均使用波束合成的技術，使能量聚焦，減少通道之間的多路徑效應干擾。發射端和接收端同時利用自我適應之動態差異型演化法來調整天線的激發電流及饋入線長度，並以降低傳輸位元錯誤率作為目標函數，所搜尋到的天線輻射場型能滿足良好的通訊品質。根據室內超寬頻的環境裡，在兩組系統的模擬結果顯示，對於群體廣播系統中，在接收端使用波束合成的技術、提高演算法的搜尋粒子族群大小，與增加環型陣列裡的天線元件數目從8根提升為16根，能使發射與接收天線合成出更具指向性的輻射場型，降低位元錯誤率。對於多用戶多輸入多輸出的系統，利用自我適應之動態差異型演化法調整天線輻射場型，降低不同訊號間的干擾，將對應的訊號傳送給其對應的用戶。
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資源負載感知之OpenStack排程機制

title: 資源負載感知之OpenStack排程機制 abstract: 隨著雲端服務的需求日益成長，能快速部屬雲端環境與具備低建置成本的雲端平台因而陸續出現於市面上。其中，「OpenStack」則為近期最受到關注的一套雲端平台作業系統。其內部包括了運算模組、網通模組和儲存模組三大模組，再搭配一個可以集中管理上述三大類模組的儀表板模組，最後組合成一套OpenStack共享服務，並且以提供虛擬機器的方式，對外提供運算資源以便彈性擴充或調度。使用者可以依自己的需求，選擇佈署特定模組，換句話說，人人都能下載開放原始碼並自行打造專屬的雲端基礎設施(IaaS)環境。然而，在雲端環境中，虛擬機應針對其目的與性質規劃出詳細所需硬體條件，並根據實體主機之規格與資源負載情形，在符合硬體條件且不影響整體執行效能條件下，選出一台最合適之主機作虛擬機資源配置。但現行OpenStack的排程演算法並沒有辦法因應使用者所訂出之詳細規格來過濾出可用之主機。此外在OpenStack中主機資源負載僅考慮到剩餘記憶體空間，但不同目的與性質的虛擬機所會消耗的硬體資源皆不同。試想當一個實體主機之CPU資源已達滿載，又或者已無剩餘網路頻寬，但系統還是將虛擬機配置於此主機，此種情況將造成系統的不穩定進而影響使用者體驗，因此OpenStack在虛擬機配置上還有很大的改進空間，這也是本篇論文所要解決的關鍵問題。在本篇論文中，我們首先制定出虛擬機所需詳細硬體規格，採用OpenStack內建的Host Aggregate Filter幫助我們過濾出可用實體主機後，再考慮可用主機之CPU、記憶體、硬碟與網路頻寬四種資源的使用情況，將四種條件所得之值作正規化後，相加得到此主機最終權重，最終綜合評分最高之主機配置虛擬機。藉由我們所提出的方法，能將虛擬機配置至符合所需硬體需求之主機上，並藉由四種資源條件之權重計算，確保各實體主機資源負載平衡，不會因某資源過載而影響系統穩定性與虛擬機執行效能。
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基於模糊力量控制之六自由度機械手臂的順應性控制

title: 基於模糊力量控制之六自由度機械手臂的順應性控制 abstract: 本論文設計與實現一個基於模糊力量控制之六自由度機械手臂的順應性控制系統，透過位於機械手臂末端點的力量感測器，使機械手臂可以實現順應性的功能來承受外力的干擾，並且與環境維持一個固定力量值。在所提出的系統架構中，巴特沃斯濾波器用來濾除雜訊，力量感測器用來感測三軸力量資訊，模糊控制器依據所得到之三軸力量資訊來控制與環境接觸的力道，阻抗控制器則依據模糊控制器之力量控制信號來控制校正位置，而模糊彈簧係數控制器則依據力量值及力量的變化值來計算和更改彈簧係數，來更精準地達到所需求的位置輸出。在實驗部分，本論文比較單純阻抗控制及加入力量控制器與模糊彈簧係數控制器之阻抗控制的控制效果，透過力量誤差的比較，可知本論文所提出的方法確實可增進順應性控制效果，並減少因為校正等問題所帶來的誤差。
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兩輪平衡車影像偵測系統之應用

title: 兩輪平衡車影像偵測系統之應用 abstract: 本論文設計一台兩輪平衡車，並且設計了多種平衡控制器方法，在控制架構中又可分為並聯式控制架構及串聯式控制架構，共設計五種方法，分別為並聯傳統PD型、並聯智慧型、並聯自我學習型、串聯傳統PID型以及串聯智慧型控制方法，再透過一些測試場景驗證不同控制器所控制之兩輪平衡車的穩定性與強健性。接著，為了使兩輪平衡車能夠更全方位的朝向居家服務機器人的目標邁進，本論文為兩輪平衡車加裝無線攝影機，利用MATLAB影像處理工具箱進行影像處理工作，並透過藍芽模組將影像資訊傳送制Arduino mega 2560開發板中，使得兩輪平衡車能夠執行循跡控制之任務。另外，為了讓兩輪平衡車能夠避開障礙物，因此加裝了紅外線感測器，賦予所設計之兩輪平衡車擁有更廣泛之應用。
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具製程與溫度變異補償機制之可調式寬頻輸出時脈產生電路

title: 具製程與溫度變異補償機制之可調式寬頻輸出時脈產生電路 abstract: 在過去幾十年，石英振盪器在大多數電子產品被廣泛用作參考時脈產生器，因為它們可以提供穩定的操作時脈來與各種應用系統晶片（SoC）的電路。值得注意的是，一個石英振盪器不僅在正常的環境下提供了一個穩定的運行時脈，重點是當晶片處在操作環境的變異下，石英振盪器仍可以提供一個精準與穩定的輸出，這是石英振盪器的主要優勢。通常集成在SoC的電路需要不同操作頻率的時脈，但這些時脈卻需要由不同的振盪器產生。因此，提供一個廣泛頻道使用的時脈產生器設計已於近日成為無晶體時脈產生器中一個突出的設計考量。本文提出了一種新的控制機制來產生較寬的輸出頻率範圍，而此機制僅需要一對25MHz差動輸入訊號的責任週期變異。當這些責任週期由數位控制脈衝寬度調變設置後，送入責任週期電壓轉換器，由呈現反比成長的責任週期控制係數產生雙控制電壓VP和VN，分別管理電壓控制振盪器的延遲以提供一個寬頻輸出範圍的頻率。本文所提出的時脈產生器可以提供一個穩定35MHz至138MHz的頻率輸出時脈，並以較小的供應電壓以及面積，提供給寬頻需求的應用做為使用。
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