112年 - 112 高等考試_二級_農業機械：農業機電整合與控制工程研究#116757

科目：農業機電整合與控制工程研究 | 年份：112年 | 選擇題數：0 | 申論題數：10

試卷資訊

所屬科目：農業機電整合與控制工程研究

選擇題 (0)

申論題 (10)

一、通常氣壓驅動之機電系統，在其壓縮空氣使用前會經過一個調理組（Conditioning Unit），該調理組由那些構件組成，且各個構件之功能為何？（15 分）

二、繪圖說明機電整合系統常見之無桿式氣壓缸（Rodless cylinder）與緩衝式氣壓缸（Cylinder with end position cushioning）之構造與作動原理？（15 分）

三、溫度感測在機電系統內相當重要，請繪圖說明熱電偶（Thermocouple）、熱阻體（ Thermistor ）及電阻式溫度感測器（ Resistance Temperature Detector），這三種熱轉換器之工作原理？（15 分）

四、(一)有一控制器之 12 bit 線性 DAC 模組，且其數位輸入範圍為，當輸出電壓範圍為 0 V～+10 V 時，該 DAC 最小輸出之電壓變化（即解析度）為若干 mV？（5 分）

(二)若輸出電壓範圍仍為 0 V～+10 V，當該 DAC 輸出電壓為 7 V 時，其 DAC 之數位命令值為若干？（5 分）

(三)若有一變頻器模組之電壓輸入 0 V～+10 V 表示馬達之轉速為0 rpm～+1000 rpm，其精確度為 1 rpm，則需選用若干 bit（偶數）之D/A 模組（其輸出電壓範圍為 0 V～+10 V），以獲得該輸出解析度？（5 分）

(一)請推導該模型之運動微分方程式？（5 分）

(二)若 x₁(t)、x₂(t)及 f(t)之轉移函數分別為 X₁(s)、X₂(s)與 F(s)，令初始值皆為 0，試求轉移函數 X₁(s)/F(s)？（15 分）

六、(一)請說明何謂羅斯- 赫爾維茨穩定性準則（ Routh-Hurwitz Stability Criterion）？（10 分）

(二)若有一台智能跟隨搬運機以下圖之單位回授控制系統表示，其中 r 為參考輸入，y 為系統輸出，受控系統的轉移函數G(s) = 1/[s(s + 3)(s² + s + 2)]，控制器之增益為 K，根據本題(一)之準則，試求 K 值之範圍使該系統為穩定？（10 分）