本論文旨在利用場效可程式化閘陣列(FPGA)晶片，實現無速度量測器永磁無刷直流馬達控制器。為了取代馬達位置或速度量測器，這項研究提出了一種間接的方式，利用簡單的RC低通濾波器與單級比較器從平均端電壓直接提取導通信號。使用Verilog語言設計速度及電流迴路PI數位控制器，實現馬達速度和平均導通電流回授控制；此系統可以很容易的實現在Altera DE2 FPGA開發板上。

This thesis aims to implementation a speed sensorless speed and current controller for permanent magnet brushless DC motors (PMBLDC Motor) with an FPGA (Field Programmable Gate Array) chip.In order to replace position or speed sensors, this study proposes an indirect way to extract the motor’s communication signal from motor’s terminal voltages with simple RC lowpass filters and one-stage comparators. The speed and current PI digital controllers are designed using Verilog hardware design language to realize motor speed and average communication current control, and the system is implemented easily in an Altera DE2 FPGA development board.

[1] K. Iizuka, H. Uzuhashi, M. Kano, T. Endo, and K. Morhri, “Microcomputer Control for Sensorless Brushless Motor,” IEEE Transactions on industry Applications, vol. IA-27, pp. 595-601, 1985.
[2] P. Damodharan and K. Vasudevan, “Indirect Back-EMF Zero Crossing Detection for Sensorless BLDC Motor Operation,” in Proceedings IEEE PEDS Conference, vol. 2 , pp. 1107-1111, Nov. 2005.
[3] H. Chen and M. Y. Cheng, “A New Sensorless Control Scheme for Brushless DC Motors without Phase Shift Circuit,” in Proceedings of the IEEE PEDS Conference, vol. 2, pp. 1084-1089, Nov. 2005.
[4] H. Chen and M. Y. Cheng, “A New Cost Effective Sensorless Communication method for Brushless DC Motors without Phase Shift Circuit and Neutral Voltage,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, no.2, pp. 644-653, Mar. 2007.
[5] Y. S. Lai and Y, K, Lin, “Novel Back-EMF Detection Technique of Brushless DC Motor Drive for Wide Range Control Without Using Current and Position Sensors,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol.23, no.2, pp. 934-940, Mar. 2008.
[6] J. Shao, D. Nolan, and T. Hopkins, “Improved Direct Back EMF Detection for Sensorless Brushless DC (BLDC) Motor Drives,” IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition, vol.1, pp. 300-305, 2003.
[7] 曾佑民，「無量測器直流無刷馬達控制之FPGA設計與製作」，碩士論文，國立台灣科技大學電機工程系，民國九十四年。
[8] 陳融生，「無量測器直流無刷馬達控制系統設計與製作」，碩士論文，國立台灣科技大學電機工程系，民國九十四年。
[9] 王景弘，「無量測器直流無刷馬達控制與模擬」，碩士論文，國立台灣科技大學電機工程系，民國九十四年。

[10] 涂雅森，「以反電動勢基本波為基礎之直流無刷馬達無感測控制器設計與製作」，碩士論文，國立台灣科技大學電機工程系，民國九十六年。
[11] 劉書銘，「偵測反電動勢實現無量測器直流無刷馬達速度控制」，碩士論文，國立台灣科技大學電機工程系，民國一百年。
[12] M. B. Lin, “Digital System Designs and Practices Using Verilog HDL and FPGAs,” John Wiley & Son, 2008.
[13] 見城尚志，実験とシミュレーションで学ぶモータ制御―Visual Basicコード付き，日刊工業新聞社， 2001年2月。
[14] 黃昌圳，孫清華，最新直流無刷馬達，台北市，全華科技圖書， 2001年12月。
[15] 黃英叡，黃稚存，Verilog硬體描述語言 第二版，新北市，全華書局，2009年。