所屬科目：技師◆程序控制
(一)由於液體具腐蝕性，故絕不可讓液體滿溢出水槽，則控制閥應該選用air-to-open（ATO）還是 air-to-close（ATC）？理由為何？（5 分）
(二)若液位傳送器（transmitter）為線性元件，當量測液位高度為 0.5 m 時，傳送出 1 V 電壓訊號，量測液位高度為 13 m 時，傳送出 5 V 電壓訊號，則此傳送器之增益（gain）為何？（5 分）
(三)液位控制器應選用直接作用（direct acting）還是反向作用（reverse acting）的控制器？若使用比例控制器，控制器增益（controller gain）可設定為正值或負值，應如何設定？請說明理由。（10 分）
(一)
(二)
(三)
(四)
(一)請寫出閉環路轉移函數（closed-loop transfer function）與。（14 分）
(二)請計算可使此閉環路系統穩定之 KC 值的範圍。（10 分）
(三)令 KC = 1.2，若設定點 r 發生單位階梯變化（unit step change），系統達穩態時，控制變數 y 之偏差（offset）為何？（6 分）
四、以連續環圈法（continuous cycling method）調諧控制器參數。當比例控制器的比例帶（proportional band）設定為 50 % 時，系統產生持續震盪的應答，如圖四所示。請利用 Ziegler-Nichols（ZN）調諧法則計算比例積分（PI）控制器之參數值。ZN 調諧法則： Kc= 0.45Kcu ，τl =Pu ⁄1.2，其中Kcu與Pu分別為極限增益（ultimate gain）與極限週期（ultimate period）。（10 分）
(一)設計一個比率控制（ratio control） ，能夠將進料流量（w）與蒸汽流量的比率維持在 0.5 ， 請說明控制架構並繪製其示意圖（ schematic diagram）。（8 分）
(二)欲透過調節蒸汽流量來控制第二個槽之出口溫度（T2），而進料入口溫度（T0）視為擾動。若溫度 T2 和 T0都可被測量，試設計一個結合前饋控制（feedforward control）與回饋控制（feedback control）之系統，以改善單獨使用回饋控制之效果，請說明控制架構並繪製其示意圖。（12 分）
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與
。（14 分）