本論文旨在發展一新型波浪能擷取系統。該擷取系統由一載具平台、浮筒、近共振體、發電機組、以及油壓系統所組成，而依其功能可區分為兩個子系統：發電子系統與抵振子系統，可同時具備發電與平台抵振的功能。本文將透過簡化的動態系統模型，經由最佳化分析，探討各個設計參數對系統發電量與抵振能力的影響。
發電子系統將經由系統參數的最佳化來得到系統最大的發電量。而系統參數包括：浮筒的質量、近共振體的質量、彈簧的彈力係數，與發電機的磁力係數。文中將利用四種最佳化方法進行分析。其中前三種方法的目的再於搜尋合適的系統參數，使系統在特定波浪頻率刺激下，能獲得最大的發電量。該三種方法的主要差異在於浮筒與近共振塊之間相角差特性要求不同。第四種方法更改系統操作環境，使系統在一頻率範圍波浪操作下，於頻域內各頻率上分布良好的發電量。利用搜尋系統最小的發電變易量(Variance)，使系統發電量均勻化。
抵振子系統將經由適當的設計參數來減少平台位移量。於參數簡化與假設下，系統可以類比成一特定頻率下之減震器(Absorber)，於該頻率平台位移量為零，但於頻域內其他頻率之位移量皆不甚理想。為了使系統運用於一頻率範圍，將針對系統設計參數進行搜尋，尋找目標為最小的於單一頻域內之位移最大值。
發電子系統與抵振子系統經過最佳化分析的結果分別可得以下結論：發電子系統在追求單一頻率發電量最大化的三個方法會導致系統發電量集中於操作頻率1.03(rad/sec)週遭，頻域內其餘頻率之發電量過小。此外整體系統內各剛體位移量極大。第四套方法能使系統發電量較均勻分布於頻域內，而且系統平均發電量也有提升2000瓦左右，系統統内各剛體之位移量也較符合實際應用上；抵振子系統在假設下，於一頻率範圍內，最佳化搜尋的結果，發現平台只於操作頻率點周圍，擁有良好的平台抵振效果。

This thesis is to develop a new ocean-wave-energy acquisition system. This system is composed of a float plate, a buoy, a nearly resonant vibrator, a dynamotor, and an oil pressure system. The whole system can be divided into two sub-systems by its function: energy generation system or vibration reduction system. Each of them can generate energy from ocean wave and reduce the vibration of flow plate. After simplifying the dynamic model and optimization analysis, we will discuss with the influence of parameters on the amount of energy and the vibration reduction.
Energy generation system want to the maximum power by optimizing system parameters (mass of the buoy, mass of the nearly resonant vibrator, the coefficient of spring, and the coefficient of generator). Here we will use four kinds of optimization methods. In the first three methods, we want to find the suitable parameters to make system to generate the maximum power at an operation of frequency wave. These three methods are different from the request of the relation phase of displacement between the buoy and the nearly resonant vibrator. The fourth method, we want to find the parameters of system, which can generate power evenly at each of frequency in a range of frequency wave motion. The work is done by searching for minimum variance of power.
Vibration reduction system can reduce the vibration of float plate by optimizing parameter. After simplifying and making some assumptions, system can be simplified approximately to a vibration absorber at a specific frequency. There is no displacement at that frequency, but there are displacements on the other frequency of the operation range. In order to let system to apply properly in a range of frequency, we find the minimum one that is the maximum displacement in the range of frequency.
After optimization design, we can get each result from these two sub-systems. From the first three methods of energy generation system, all energy distributes on the around of operation frequency. There are no frequencies on the others of the operation range. Moreover, the displacement of each body in this system is too large to apply. By the fourth method, energy-frequency curve is evenly on the operation range. Overall, the average of energy is larger than that of frequency of system whose design concept from first three methods. The displacements of each body in this system are small enough to apply. In vibration reduction system, we search the parameters in the optimization methods. The results show that vibration reduction just occurs around the operation frequency and the others in the range not

謝誌 I
目錄 II
圖目錄 IV
表目錄 IV
中文摘要 V
Abstract VI
第一章、緒論 1
1-1、研究動機與方法 1
1-2、國內外海洋能開發現況 2
1-3、內容介紹 5
第二章 系統設計與模擬 6
2-1、系統設計概念與方法 6
2-2、系統動態行為模型的建立 7
第三章、波浪發電系統最佳化 14
3-1、發電功率最佳化 14
3-2、發電功率與相角最佳化 16
3-3、於控制相角下發電功率最佳化 18
3-4、發電量特性探討 19
第四章、發電量均勻化之最佳化分析 21
4-1、最佳化參數設計 21
4-2、系統操作環境的變異 24
4-3、經驗公式的建立 27
第五章、波浪減振系統分析與評估 29
5-1、減振平台模型之建立 29
5-2、減振之設計法則評估 30
第六章 總結與未來展望 33
6-1、各章節總結 33
6-2、未來展望 35
參考文獻 37
附錄一 38
附錄二 44
附錄三 46
附錄四 47
附錄五 48
附錄六 49

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