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載波頻率偏移估測法於正交分頻多工存取上鏈系統效能改進

正交分頻多重存取（OFDMA）技術能夠提供可靠多重存取、良好的頻譜效益，以及避免多路徑傳輸所造成的影響。然而載波頻率偏移（CFO）對於正交分頻多重存取系統影響很大，會因為不同使用者載波頻率偏移而產生載波間干擾（ICI）與多用戶存取干擾（MAI），使系統效能大幅降低。本論文針對接收端本地振盪器非理想狀況所造成的頻率偏移進行研究，使用已知資料領導碼搭配最大概似估測法（MLE）以及結合載波間干擾自我消除等演算法，探討載波頻率偏移在正交分頻多重存取系統的影響。為了避免多用戶存取干擾的影響，最後選用了區塊(Block)載波配置法，再將估測法結合載波頻率偏移補償來改善系統效能。由電腦模擬分析，此一方法能增加載波頻率偏移估測範圍，並提高其準確度，對於系統效能也有顯著的提升。

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以模糊模型探勘憂鬱症患者日常對話之關聯性

由於現在社會的工作壓力越來越大，伴隨著經濟、家庭等民生問題，許多人開始有憂鬱的傾向和情緒上的問題，嚴重的話最後可能會演變成憂鬱症或者其他情緒上的缺陷。但是一般人常常容易忽略這些症狀或者甚至已經有憂鬱症自己卻沒發覺。為了幫助這些情緒異常的病患能夠與其他人維持正常的溝通，若能將情緒異常病患日常生活所說的話語記錄下來，經由後端資料庫內容分析病患的說話意涵，提供給病患一套完整的情緒分析結果，將可改善病患的人際關係並且降低因為情緒不佳而發生不幸的可能性。本篇論文將結合以斷字系統、模糊理論和資料探勘關聯法則來分析病患情緒，首先以中央研究院斷字系統對記錄下來的病患話語進行斷字處理，並利用本研究所提出的權重計算方式篩選出關鍵字，將所得到的關鍵字進行關聯法則的探勘，找出病患所說的字詞之間的關聯性，或者在說了哪些字詞之後會產生負面情緒，藉由這些關聯性可進一步了解到病患本身所面臨的問題，醫生即可參考這些問題，對病患做心理輔導與建設。最後，本研究將以滑動式窗的方式對病患分析的結果，製作病患的情緒起伏表，以觀察病患長期的情緒變化，進而預測未來病患可能的情緒反應。

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Using Fuzzy ART2 Model to Construct Decision Rules for Classifying Medical Data

Data classification is the process that finds the common characteristics among a set of objects in a database and classifies them into different classes according to a classification model. Up to the present, the development of classification has made great achievements and various kinds of classification technologies and theories continue to emerge. It has been applied to many areas, such as fraud detection, target marketing, weather forecast, performance prediction, manufacturing, and medical diagnosis. Classification approaches mainly include decision tree, neural network, Bayesian classification, case-based reasoning, genetic algorithms and rough sets method, in which decision tree is one of the most cited approaches. This study describes a model that discovers the fuzzy decision trees from medical databases which are Harbeman’s Survival database and Blood Transfusion Service Center database. The former is to help doctors treat and diagnose a group of patients who show similar prehistoric medical symptoms and the latter is to advise someone the time he/she should donate blood. The proposed data mining procedure consists of two modules. One is a clustering module that is based on a neural network, Adaptive Resonance Theory 2 (ART2), which performs affinity grouping tasks on a large amount of medical records. The other module employs the fuzzy set theory to extract fuzzy decision trees for each homogeneous cluster of data records. Finally, experiments were done to cluster data from two given databases. Simulation results verify the important roles of fuzzy ART2 in finding decision tree rules. Besides, the number of erroneously clustered patterns as well as the computational cost from decision trees can be significantly reduced as compared with the case without using fuzzy ART2.

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以模糊模型改善樂高機器人行走之平滑性

在一般大眾的印象中，機器人僅能依指令移動和轉動固定的角度，因此在人類眼中，傳統的機器人只能執行較呆板的動作，目前各式各樣的機器人中，各有其不同的功能與用途，然只有少數是做為娛樂用。本研究以組裝的樂高機器人，使用模糊控制來解決機器人玩大富翁遊戲所遭遇的問題。 在遊戲過程中，樂高機器人使用攝影機搜尋骰子位置以得到骰子座標，在定位過程中，本論文使用模糊控制方法來決定機器人的行走路徑，有別於傳統的轉動固定角度和前進距離模式，依據骰子與機器人的相對位置，經過模糊運算決定機器人左右轉角度和前進距離。本論文分別使用了左右轉角度模糊控制器和直走距離模糊控制器計算機器人的左右轉角度與前進距離，以減少機器人在搜尋骰子時的行走時間與步數，增進機器人行走的平滑性，最後由實驗結果來比較使用與未使用模糊控制的機器人之差異性，以驗証本論文所提方法之有效性。

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資料探勘技術在牆面觸控展示系統互動行為分析之應用

觸控式技術越來越成熟，但如何提升觸控系統與使用者之間的互動性，讓使用者在操作上更加便利，是目前在研究人機介面設計的重點方向。本論文以大型牆面當作觸控螢幕為互動環境，設計一套互動式觸控展示系統，可將展示內容投影至牆面，透過光學式觸控技術，可直接用手在投影畫面上操作物件。在互動設計上，本研究以無線射頻辨識技術登入系統，再以行動條碼、使用行為分析及圖片推薦等模組來設計展示系統，以提升展示系統之互動性。以無線射頻辨識技術登入系統可有效管理系統使用狀況，行動條碼可提供展示系統與手持裝置之間互動，使用行為分析及圖片推薦模組是用來收集使用者在牆面螢幕上的觸控事件，並將資訊儲存至後端資料庫，接著使用時間資料探勘技術挖掘資料間的關聯法則，利用此結果來分析及推薦使用者資訊，可提升軟體設計品質及互動性。另外，在互動式介面的設計上，以分割視窗作為概念，將畫面分割為四個視窗，並以連連看互動式小遊戲為例，讓使用者在玩樂中學習，不僅加深使用者對資訊的印象，也能加深與使用者的互動。本論文除提出一套完整的大型牆面觸控展示系統外，亦分析使用者行為資料探勘之結果，以驗證所提系統之有效性。

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捷運牽引動力變電站之接地故障及諧波特性分析

本研究主要分析捷運雙邊供電系統及接地系統於發生接地故障時之暫態與穩態特性，以及平時運轉、故障時之諧波特性並評估其影響，其中考慮軌道採用二極體接地及非接地兩種情況。首先應用電磁暫態分析軟體(EMTP/ATP)建構電路模型，模型涵蓋22.8kV高壓變電站、整流變壓器、高壓電纜、二極體、避雷器、第三軌、行車鋼軌及各種設備接地線等，並使用此模型分析單相接地故障之暫態與穩態特性，其中故障位置分別考慮整流變壓器一次側(22kV)、整流變壓器二次側(588V)及行車鋼軌等三種情況，本文中另外有考慮第三軌與行車鋼軌間之短路故障並加以分析。藉由上述分析所得注入地網之各點故障電流，將這些故障電流注入接地系統分析軟體(CDEGS)所建構之等效地網來模擬地網電磁暫態及穩態特性，包括地電位昇(GPR)、地表電位、接觸電壓、步間電壓、導體電流及地表電磁場之分佈狀況，其中各地網間互連之情形亦加以比較差異，藉由上述分析結果，最後評估可能發生之風險包括對於人員與設備所受的影響。

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具有自備電源系統之大型科技廠高壓與低壓系統開關突波特性及其影響研究

本論文探討大型科技，廠內高壓及低壓供電系統之開關突波特性，其中考慮自備電源系統及市電系統，併聯運轉及獨立運轉之情形。文中首先以電磁暫態分析程式(ATP)建構電路模型(ATP模型)，模型中涵蓋主變電站等效電源、低壓自備電源、高壓變壓器、避雷器、高低壓電纜線路、功因補償電容、諧波濾波器、高壓變電站地網、自備電源地網及下游地網等之參數。然後分析各種開關操作時之突波電壓及電流變化，其中開關操作程序將考慮正常操作及異常操作，而開關操作模式包括三相同步操作及三相非同步操作模式。操作類型含投入及切離兩種。經由ATP分析結果，可分別獲得供電系統及接地系統重要位置之開關突波電壓及電流。為進一步分析接地系統之電磁特性，本文再應用接地系統電磁分析軟體(CDEGS)，以分析開關突波電流注入接地系統後之地電位昇、接觸電壓、步間電壓及地表電磁場分佈之概況。最後藉由上述分析結果評估其影響包括對於人員與設備之影響。本研究分析結果可供後續防範及保護措施之參考價值。

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軸向磁力軸承最佳化設計與驗證

轉子磁懸浮系統通常需要徑向與軸向磁力使轉子懸浮於氣隙中。傳統軸向磁力軸承結構由上下兩組電磁鐵中夾一組轉子碟盤所構成，由於電磁鐵加上電流後只會產生吸力，故必須分別控制兩組線圈電流以維持轉子在中心工作點位置。此磁力軸承因轉子碟盤較大，所以組裝較為困難，當轉子稍微傾斜也較容易撞到定子。本論文提出一種新型磁力軸承設計，定子結構包含定子線圈與永久磁鐵，轉子部分則由軸與導磁碟盤所組成。此磁力軸承只需單組線圈控制，當激磁繞組加入正電流時轉子會往正方向移動，反之加入負電流則往負方向移動。因為轉子碟盤較小，運作時不會與定子相互碰撞，並且體積較傳統軸承小。本論文使用有限元素分析及田口法設計磁力軸承，對外徑及長度在固定的條件下，最佳化設計使軸承在額定電流內產生最小軸向力20N，以及達到最高效率。除了理論分析設計外，建立一套軸向力量測機構以驗證此設計之軸向磁力軸承性能。

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有效率的全域繞線方法考慮優先方向及時間繞線成本

現今的積體電路設計中，繞線問題面臨了更多更新的挑戰，全域繞線問題首當其衝，因此在積體電路實體設計中，全域繞線扮演了一個相當重要的角色。 在此篇論文當中，我們設計了一個全域繞線器，我們的繞線器命名為” WinGr”，我們期許我們的繞線器能優過於其他的繞線器。我們主要整合了一些演算法在其中，相對於其它的來說，我們兼顧了減少總線長，overflow數，及時間效能的考量。 首先我們使用了FLUTE方法建立了表格儲存繞線資訊，以讓我們簡化及容易進行以後的設計；再來我們引用較少通道生成樹的方法，企圖減少繞線路徑中的通道；隨後我們使用IFR方法進行主要的繞線還有成本考量工作；最後，透過Robust的階層分配方式，完成最後的繞線工作。 此外，我們使用了線段平移來優化我們的繞線器，它能透過在相同平面的通道平移取代，來減少考慮優先方向史坦納樹的繞線長度；另外我們也使用多執行緒的程式設計方法，來處理多網絡繞線的問題。 總言之，我們整合出來的繞線流程有效率地考量了繞線長度及時間成本，是個有效率且節省成本的繞線器。

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以FPGA設計與實現具電壓空間向量調變功能之直接轉矩控制

本論文重點是以電壓空間向量調變法來改良直接轉矩控制架構，使用Verilog硬體描述語言來撰寫硬體架構，最後以可規劃邏輯陣列(FPGA)實現與驗證。 本論文控制系統的基本原理為經由偵測馬達三相電壓、電流與轉子轉速來計算出馬達的磁通量與轉矩量，經過轉矩PI控制器、磁通PI控制器與座標轉換電路來得到適當的電壓空間向量來切換變頻器功率電晶體，以獲得穩定的馬達速度響應；而使用電壓空間向量調變法，則是為了避免因為磁滯控制器造成切換週期頻率不固定，導致轉矩、磁通響應漣波過大的缺點；另一方面，以公式直接計算出參考電壓，取代電壓向量切換表，改善傳統直接轉矩控制，充分發揮數位晶片計算速度快速的優點。 我們運用硬體描述語言撰寫出系統的運作模式，確認語法與功能正確無誤後，並經由QuartusII及ModelSim軟體模擬驗證，再以Altera的EP2C70F896C6 FPGA晶片驗證，最後接上實際硬體電路完成整個三相感應馬達控制的設計與實作。