小型渦輪引擎可用於無人飛行載具，它的原理是利用氣流產生推力來帶動飛行載具，要控制無人飛行載具的飛行速度必須能精確地控制小型渦輪引擎的轉速。本論文研究在於設計一套控制系統，利用切換式電源給予小型渦輪引擎控制器穩定的供電，並能讀取周邊感測器的數據例如油量及電池電量等。透過讀取引擎控制單元ECU(Engine Control Unit)的資料，來執行油門的調節及引擎控制異常的處理。此外本研究還能透過CAN BUS 通訊協定來完成控制電路與地面站之間進行資料交換。

Small turbine engine can be utilized in unmanned aerial vehicles (UAVs), employing airflow to generate thrust for propulsion. Precise control of the UAV's flight speed necessitates accurate regulation of the small turbine engine's rotational speed. This paper focuses on designing a control system that utilizes a switching power converter to provide stable power to the small turbine engine controller. The control system is capable of reading data from peripheral sensors such as fuel and battery levels. Additionally, it can access data from the Engine Control Unit (ECU) to adjust throttle and handle engine control abnormalities. Moreover, this research enables data exchange between the control circuits and the ground station through the CAN BUS communication protocol.

摘要 ............i
Abstract ............ii
誌謝 ............iii
目錄 ............iv
表目錄 ............vi
圖目錄 ............vii
第一章 緒論 ............1
1.1 研究動機與目的 ............1
1.2 文獻回顧 ............2
1.3 論文架構 ............5
第二章 系統架構與設計 ............6
2.1 系統介紹 ............6
2.2 引擎模組 ............6
2.2.1 PID控制 ............8
2.3 霧化模組 ............9
2.3.1 霍爾電流感測 ............10
2.3.2 PT100溫度感測 ............10
2.4 小型渦輪引擎控制系統硬體架構 ............11
2.4.1 顯示面板(Display Panel Module ,DPM) ............12
2.4.2 渦輪引擎控制板(Turbine Engine Control Module ,TECM) ............12
2.4.3 渦輪引擎電源板(Turbine Engine Power Module ,TEPM) ............12
2.5 軟體流程: ............13
第三章 無線通訊與CAN BUS 通訊技術 ............18
3.1 2.4G無線通訊 ............18
3.2 傳輸架構設計 ............18
3.3 通訊模組簡介 ............20
3.3.1 SPI通訊協議 ............21
3.4 CAN BUS通訊 ............23
3.4.1 CAN BUS介紹 ............23
3.4.2 CAN BUS通訊協議 ............23
3.4.3 CAN BUS 封包格式 ............24
3.4.4 CANBUS資料偵錯機制(Error Detection) ............24
第四章 切換式電源供應器 ............27
4.1 切換式電源轉換器介紹 ............27
4.2 BUCK 電路 ............27
4.2.1 BUCK原理介紹 ............27
4.2.2 BUCK電路量測 ............29
4.3 SEPIC電路 ............32
4.3.1 SEPIC原理介紹 ............32
4.3.2 SEPIC電路量測 ............33
第五章 系統測試與結果 ............37
5.1 CAN BUS 監控測試 ............37
5.2 2.4G無線通訊測試 ............39
5.3 霧化模組測試 ............40
5.4 系統電壓穩定度測試 ............40
5.5 轉速測試 ............41
5.6 發煙測試 ............42
第六章 結論與未來展望 ............43
6.1 結論 ............43
6.2 未來展望 ............43
參考文獻 ............44
Extended Abstract ............46

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