化學工程 111 年程序控制考古題（共 6 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
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第 1 題
試述下列問題：（每小題5 分，共20 分）
㈠寫出Second-order plus dead time system 模式，並說明此模式。
㈡寫出PID 控制的傳遞函數（transfer function），並說明此模式。
㈢何謂控制變量（controlled variable）？
㈣定義Relative Gain Array 及其用途。

第 2 題
何謂重整飽和（reset windup），用一個實例說明此現象，並告知如何防
止。（15 分）

第 3 題
在一單位步階改變（unit step change）對下面4 個程序。您無需解方程式
只是勾勒出響應軌跡並解釋原因，但應區分4 個程序的響應特徵。未說
明任何原因，將不計分。（每小題5 分，共20 分）
㈠
5
3
( )
1
s
e
G
s
s
A
㈡

第 4 題
2
( )
3
1
G
s
s
B
㈢
2
4
( )
4
2
1
G
s
s
s
C
㈣
2
4
( )
4

第 5 題
1
G
s
s
s
D
四、一平行-反饋控制的方塊圖（block diagram）如圖1。
㈠若方塊圖中，各個對應的傳遞函數為：
( )
c
c
G s
K
，
1( )
0.5
G s 
，
2
4
( )
3
G s
s
，
3
10
( )
1
G s
s
，

第 6 題
( )
1
d
G s
s
寫出此閉迴路的
( )
( )
C s
R s 的傳遞函數（transfer function）。（10分）
㈡設計最大的
c
K 值，但仍可保持系統穩定。（15 分）
( )
R s
( )
C s
3( )
G s
1( )
G s
( )
d
G
s
( )
c
G s
( )
D s
( )
P s
( )
X s
2( )
G s
圖1 平行-反饋控制系統
五、考慮一溫度控制的反應器，如圖2。此反應為A
B
C
的放熱反應，而
反應器的溫度是由冷卻水閥來調控。依過去操作經驗指出：
㈠反應物A 與B 的流量比例不易保持固定。為了得到好的產物C，維持
A 與B 的流量比例是很重要的。設計一比例控制（ratio control），以
達到上述要求。（10 分）
㈡有時候此冷卻系統無法提供足夠的冷源。此將造成反應器的溫度高於
原先的設計溫度。最直接的方式是暫時減少A 與B 進入反應器的量，
以降低反應器溫度。設計一超馳控制（override control）可達到上述要
求。（10 分）
圖2 溫度控制的反應器
Cooling
water
A
B
SP

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。