1、1,發展國際一流大學及頂尖研究中心計畫尖端研究領域98成果暨99新計畫簡報,執行單位名稱：光機電工程所 Institute of Opto-Mechatronics Engineering報告人：江士標 Shyh-Biau Jiang,其他特色研究領域：中央大學學生衛星發展Development of NCU Student Satellite,全程計畫：自民國 97年 1 月至民國 101 年 12 月 本年度計畫：自民國98年1月至民國98年12月 新年度計畫：自民國99年1月至民國99年12月,緣起,2,1988開辨機電介面課開始機電系統設計開發之教育訓練-累積開發學生衛星之技術-創設機
2、電控制設計實作的“人才培育生產線”2003年開始參與衛星系統開發2004完成1公斤學生衛星工程體。(正式進入衛星科技領域)2003-2004開發探空四號光度計酬載飛試成功2005-2006開發磁感電阻式三軸磁力計成功2005-2007開發探空六號回收艙酬載飛試成功2006-2008 5年500億經費建立微衛星整測廠房 (自有品質把關環測設施)2006-2009開發台俄科學酬載:成功聯測、 98917 發射成功、 ESEMS Tatiana2 之 BCU-AMEI: 98921 數位介面通訊成功、感測數據下載成功 98c15、感測數據校正中、2010後續計畫尚待建案申請2008 追星儀星圖目錄與
3、視域設計、星象光學激發器 已驗收-論文寫作2009-探空八號回收艙精進計畫CANbus-RF-GPS-RCS 即將完成2009完成- CanSat雛型GPS-RF、地面接收站電路、磁力校正艙2009- 期刊論4+2篇、研討會論文5篇、跨大氣太空-光機電控制人才培育績效3人完成核心系列培訓。,計畫內容 - 98-100鍵衛星系統實作技術實績驗證、爭取中大學生微衛星發射入軌,3,酬載次系統：三軸高取樣率地磁感測器地球海水紅外線攝影機械結構次系統本體20 x 20 x 30 cm3。太陽能板展開80 x 30 cm2姿態控制次系統 三軸地磁感測紅外線地弧感測二軸電磁力棒,單軸動量輪熱傳控制次系統微管
4、流均溫、多層隔熱膜遙控遙傳系統AVR 工規處理器狀態機控制軟體,通訊次系統 433MHz, 5WPA, 半雙工其他酬載儀器由科學團隊規劃: ETP, EES, IP,相機, GPS, 電力次系統 太陽能板收電NB鋰電池貯電電源充電管理IC管制用電地面站 改善伺服馬達控制碟片天線追踪關鍵整測設備補充潔淨系統粉塵狀態極需改善機械特性量測系統研製真空測試艙、,計畫目標,4,“關鍵技術本土化 - 消化與改進” 高速磁力計、電能管理、容錯即時韌體系統架構、追星定位、姿態控制、輻射屏蔽、熱管理透過“學生衛星”的實踐，驗證:“客製化儀器設備 - 依照規格與數據資料進行設計研發的技術及方法論”, “科學與工程
5、團隊的合作模式”, “光機電控 系統設計實作驗證 的 學習與傳承模式”,目標達成情形(請說明本(98)年度量化指標達成情形、經費執行情形等， 若為99年度新申請計畫則免填本頁),5,以學生罐頭衛星的雛型實現做為本年度在實踐技術上的推展: a)GPS 客製化, b)GPS-MRM整合定位姿態控制試做, c)RF通訊模組內化實用, d)轉動控制機構設計試製.地面接收站433MHz電路完工測試通過, 追蹤機構穩定性待改進.磁力校正艙自製測試完成MRM精度速度精進台俄衛星 中大科學酬載 BCU 太空氣象極區電漿與地磁特性量測儀器 AMEI 發射存活 成功下傳飛試數據 論文投稿追蹤制度成功 IEEE-T
6、IM儀器量測2篇 34/56, 微電鍍設備4篇 5/22 7/56 跨領域“大氣太空-光機電控制”核心技術培育3人學生自行參與 “趨勢科技-雲端計算程式競賽”得獎國外來訪學者對衛星數據處理與應用的演講 1) & 2),重大成果或突破- 學生罐頭衛星的雛型,6,實現做為本年度在實踐技術上的推展:1) GPS 客製化, 2) GPS-MRM整合定位姿態控制試做, 3) RF通訊模組內化實用, 4) 轉動控制機構設計試製.,重大成果或突破- 關鍵衛星工程及儀器技術,7,磁力校正艙自製測試完成 MRM精度速度精,地面接收站433MHz電路完工測試通過, 追蹤機構穩定性待改進,RF 433MHz 、 2
7、.4GHz ,重大成果或突破- 關鍵衛星工程及儀器技術,8,磁力校正艙自製測試完成 MRM精度速度精進:,= DAC +-32767 - 電流最大理論值: 各軸 +-1A, 量測實測電流 STD=50uA磁場最大理論值: BX_max = +-104144 nT, BY_max = +- 96868 nT, BZ_max = +-113115 nT磁場解析度: BX_LSB = 3.1863 nT/LSB, BY_LSB = 2.9571 nT/LSB, BZ_LSB = 3.4548 nT/LSB,Current Set v.s. Measured helmholtz-a_set_measu
8、red.gif:,重大成果或突破- 台俄衛星 中大科學酬載 BCU 發射存活 成功下傳飛試數據,9,太空氣象極區電漿與地磁特性量測儀器 AMEI :1)MRM-x H-right y down, z RAM, 2) ETP VTEL VF, 3)Temp,重大成果或突破- 台俄衛星 中大科學酬載 BCU 發射存活 成功下傳飛試數據,10,太空氣象極區電漿與地磁特性量測儀器 AMEI :1)MRM-x H-right y down, z RAM, 2) ETP VTEL VF, 3)Temp,太空氣象極區電漿與地磁特性量測儀器 AMEI :1)MRM-x H-right y down, z RA
9、M, 2) ETP VTEL VF, 3)Temp,重大成果或突破- 台俄衛星 中大科學酬載 BCU 發射存活 成功下傳飛試數據 長時間運作,11,重大成果或突破- 論文投稿追蹤制度成功,12,IEEE Transaction of Instrumentation and Measurement: main author1) part I 理論,2) part II 實踐技術. “An Innovative Ultrasonic Time-of-Flight Measurement Method Using Peak Time Sequences of Different Frequencie
10、s ” 微電度設備: 3篇 co-author,資源需求與預期效益(新年度計畫, 99年之優先項目),13,學生衛星 累積驗證關鍵技術: 99-1013年400萬製作費 如果願意由中大校方主導一個具科學意義的中大自製微衛星計畫 專任助理，以進行整測廠房共享制的建立 整測廠房 粉塵發生狀況改善: 防塵牆建置，維持堪用狀態； 地面接收站 433MHz 天線 追蹤機構改善、具備操控學生衛星的能力: 慣性特性量測機研製 - 非轉動式，不必預做動平衡之安全量測關鍵技術: 先以 20KG以下酬載為測試對象地面接收站 2.4GHz 天線 及 追蹤機構、具備學生衛星的高速科學數據下載能力:真空環境測試艙 衛星
11、等級存活測試: 熱真空環境測試 紅外線熱源 衛星等級存活測試:,99年133萬製作費 99年85萬人事費 99年10萬設備費 99年15萬設備費 99年雛型50萬設備費 100年改進版25萬 100年50萬設備費 100年70萬設備費 100年20萬材料採購與試製加工費用,未來發展方向,14,已經為“中大第一” 做出初步的貢獻 全自行設計、製作、測試、校正 的 科學酬載 入軌 成功 全國第一 期待 “中大學生衛星系統” 全自行設計、製作、測試、校正、具備工程及科學意義， 入軌 成功 全國第一 關鍵技術精進 & 技術論文發表 師資配額獲得，跨領域師資“為任務目標而從事系統整合”的“實質合作” 獲
12、得專任助理人力資源，以便進行整測廠房公開共享的制度建立光機電控實作核心系列實驗課程已建立有限容量，經由經常性開課，接納跨領域人才培育,資源需求-以前的經費投注,15,(1) 98年 五年五百億 工學院 核准 80萬 (70設備+10材料) (2) 98年 相關校外計畫: 本年度運用額度總共 351.6萬 97年 五年五百億工學院核撥 119萬 96年 五年五百億 核撥 工學院 140萬 + 地科院 110萬 + 太空所90萬 = 340萬 + 機械系空間 整併 配電 + 計畫整測費用 約 120萬 95年前計畫整測 探四 + 太空級磁力計 + 奈微衛星雛型 + 探六 灌膠用真空艙 ?萬 、 溫循櫃22萬、 振測儀140萬、 EMC掃描與頻譜分析 52.5萬,template,16,1) ” ,
