農業機電與控制　申論題歷屆試題與參考架構

自我保持電路在控制系統上常被使用，請利用繼電器（Relay）設計一個自我保持電路。當電源開關按下後，系統電源導通，電源燈亮；當停止開關按下後系統電源切除，電源燈熄。請說明自保電路之用途，並試述其作動方式。（15 分）

（15 分）

運算放大器常應用於訊號處理及控制系統之設計，在回饋控制中扮演相當重要的角色，請問圖(a)和圖(b)分別為那一種放大器？若 R1 = R2 時，則 Vi 和 V0 之關係？若 Vi 為 1.5 V，R1 = 5 KΩ，R2 = 20 KΩ，則 V0 各為多少？（15 分）圖(a) 圖(b)

（15 分）

有一農場新購入了一個使用 Modbus ASCII 通訊的溫濕度感測器，感測器預設站號為 01 H。為使用感測器接入智慧環控系統，需對感測器位址0012 H 使用單一變數寫入方式，寫入資料 0X80D0。請寫出 Modbus ASCII標準寫入封包的組成。並計算該封包的縱式餘數查核法 LRC 值，以 16進制表示。 （15 分）

（15 分）

農業機電控制中，常需較高的致動精度，而螺桿搭配步進馬達是精度需求的好選擇。請問一長度為 500 mm、外徑為 20 mm、導程為 10 mm 之螺桿，透過剛性聯軸器連結一 2 相 60 框 1.8 度步進馬達，每轉一圈需要多少步數？當此步進馬達走 1200 步後，螺桿致動器之螺帽移動多少距離？（15 分）

（15 分）

三相 220 V 交流馬達在農業系統驅動上應用廣泛，試問有一個三相四極220 V 同步交流馬達，使用電源頻率為 60 Hz，如何改變此交流馬達的轉向？請計算出馬達的同步運轉速度。另馬達正反轉控制常被使用，請設計出三相交流馬達之正反轉控制電路。當正轉開關按下後，馬達正轉；當反轉開關按下後，馬達反轉。（20 分）

（20 分）

因應極端氣候，溫室作物生產已普及，且朝向栽培自動化監控與管理。請舉例說明五種溫室水耕栽培使用之感測器種類及說明其用途。又國內因暑熱環境，常使用風扇水牆（Fan and Pad）蒸發冷卻降溫方式，請繪出溫室之風扇水牆配置圖並標註空氣流向。又請以乾球溫度、濕球溫度、相對濕度等三者關係，說明系統之降溫效果。（20 分）

（20 分）

有一溫室設施環控系統其控制流程圖設計採用兩種不同方式，試問下圖中二種機電控制系統在 K1  K 2  1 時， T1 和 T2 具有相同轉移函數，（每小題 10 分，共 20 分）

（一）試求 H  ？

（二）同時評估下列兩系統規劃設計方式在 K1  K 2  1 時，何者對參數 K1 的變化靈敏度較大？R + R+ + C K1 K2 C K1 K2 - - - H 1 1 (T1) (T2)

（20 分）

有一農業自動化設施其控制方塊流程圖如下，試問控制變數 K 在什麼數值範圍內可以使該控制系統穩定？（20 分）Input 1 1 1 + K s 1 s2 s3 Output -

（20 分）

假設伺服馬達所設定的額定速度為 3200 RPM，現有類比輸出器（4～20 mA）欲控制伺服馬達轉速為 1000 RPM，則應輸出多少電流值？（20 分）

（20 分）

若要使下圖之二相雙極性步進馬達逆時針旋轉，試問其 ABCD 正負激磁時序圖應為何？（20 分）

（20 分）

有一 10 K 歐姆的電位計做為位置感測器使用，若其碳刷位於範圍的正中間，供給一 15 V 電壓，當介面電路其電阻為 5 K 歐姆時，試問其量測上的負載誤差為多少？（20 分）

（20 分）

農業自動化系統的工作環境較一般工業界的工廠環境差，控制器外接設備有干擾，或外部負載變動大，可能影響控制器的運作，甚至造成毀損，因此在設計介面電路時需要加入保護功能。假設透過控制器的通用輸入/輸出GPIO（General-purpose input/output）的引腳（PIN），輸出訊號以驅動LED燈亮或滅時，如圖一電路所示，此電路不具保護功能，若外部有突波干擾，可能傷及控制器。試加入一顆NPN電晶體元件於該電路中，重新設計完成一具有保護作用的電路，並繪圖說明何以所設計的電路具有保護功能。（20分）圖一

（20 分）

考慮一個基本反饋系統（Basic feedback system, BFS），其前向和反饋傳遞函數分別為 以及 。（每小題10分，共20分）

（一）計算該系統穩定的 K 值範圍。

（二）試繪製相對應的根軌跡圖（Root locus），並由根軌跡圖中指出此閉迴路系統只要 K 值落在上述範圍內即穩定，範圍之外則不穩定。

（20 分）

圖二為將一應變計（Strain gauge）設計成自動量測應力或應變之量測系統。首先將應變計（假設此為電阻式應變計）連接至橋接電路上；之後接上儀表放大器（Instrumentation amplifier），儀表放大器內含三顆一般放大器（Operational amplifier, OPA）；最後再透過數據擷取系統（Data acquisition systems）內之類比轉數位轉換器（A/D converter）轉換成數位訊號，並由數據採集系統內之程式，將應變計上量測的應力或應變值顯示出來。試說明： （每小題5分，共20分）

（一）應變計量測應力或應變之原理。

（二）橋接電路之平衡原理。

（三）儀表放大器之原理，其與一般放大器有何不同。

（四）說明此整合電路之整體運作方式。儀表放大器 OPA1連接至OPA3 ADC OPA2應變計(Strain gauge) A B橋接電路 (Bridge circuit)圖二

（20 分）

給予圖三電路一步階輸入（Step input），而當時間 t = 0 時，輸出電壓為 0，即 Vout（t = 0）= 0 V。

（一）導出 Vout 與 Vin 之關係方程式（時域）。並判斷此為積分電路或微分電路？另，要成為積分電路或微分電路有什麼構成條件？（6 分）

（二）請從頻域的轉移函數判斷此為低通或高通濾波器？其截止頻率為何？（6 分）

（三）如果改變此電路，將電阻器與電容器互換，請回答上述（一）與（二）兩子題，即⑴導出 Vout 與 Vin 之關係方程式（時域）。並判斷此為積分電路或微分電路？另，要成為積分電路或微分電路有什麼構成條件？⑵從頻域的轉移函數判斷此為低通或高通濾波器？其截止頻率為何？（8 分）圖三

（20 分）

圖四電路號稱最快速的 A/D 轉換器（AD converter），又稱之為閃存轉換器（Flash converter）。它由一組輸入比較器與 D 型觸發器（D type flip-flop）並列操作。

（一）請填入並完成表一①～⑧每個 D 型觸發器之輸出代碼 Gi 和相應的編碼轉換器（Code converter）之二進制輸出狀態 Bi。假設輸入電壓 Vin 之範圍介於 0 至 4 V。本題之 Vmin 和 Vmax 之電源電壓分別設為 0 V 和 4 V。D 型觸發器的輸出 Gi 經過編碼轉換器轉換為二進制兩位輸出 Bi。 （14 分）

（二）以布林代數式表示代碼位 Gi 和二進制位 Bi 之間的關係。（6 分）Vmax Vin trigger R－ G2＋D Q R C B1－ G1＋ D Q R C B0－ G0 D Q＋code R C converter latches Vmin comparators圖四表一 2位元閃存轉換器之輸出電壓範圍 D型觸發器之編碼輸出 編碼轉換器之二進制輸出（G2 G1 G0） （B1 B0）Vin=[0 , 1) ① ② Vin=[1 , 2) ③ ④ Vin=[2 , 3) ⑤ ⑥ Vin=[3 , 4] ⑦ ⑧

（20 分）

一工程師針對剛完成的自動導引曳引雛型機進行測試，其中一台量測裝置的頻率響應如下圖所示。（每小題 5 分，共 20 分）

（一）請問此量測裝置的頻寬（Bandwidth）範圍為何？

（二）此量測裝置若用以量測頻率 50 rad/sec，振幅為 3 V 的正弦波（Sinusoidal）輸入訊號，它的輸出訊號振幅為何（V）？

（三）對於所有量測頻率大於 480 rad/sec，振幅為 5 V 的正弦波輸入訊號，它的輸出訊號振幅為何（V）？

（四）此量測裝置可視之為低通、帶通或高通濾波？

（20 分）

一稻穀烘乾機之振幅波德圖（The magnitude of Bode plots）如下圖所示，請以此波德圖鑑別其轉移函數。假設此烘乾機為最小相位系統。（20 分）

（20 分）

水果選別機使用計數器來計算水果數量。我們可以採用四個下降緣（Falling edge）觸發的 T 型正反器（Flip flop）建構一個 4 位元/級漣波計數器，如圖所示。第一顆 T 型正反器觸發器的時脈輸入端可接信號產生器產生振盪峰值幅度為 5 V 的矩形週期波，後續第二、三、四顆的 T 型正反器觸發器的時脈信號則由前一級正反器的輸出信號提供。

（一）請問此一 4 位元/級漣波計數器為上數計數器（Up counter）或是下數計數器？請以時序圖說明之。（10 分）

（二）如何改變此一計數器的上數或下數？（6 分）

（三）正反器是序向邏輯元件或組合邏輯元件？（4 分）

（20 分）

在機電控制系統中常需使用感測器，它在系統中扮演極其重要的角色，藉它得以知悉系統自身的狀態以及外界環境的狀況，以做出適當的控制決策。請說明選擇感測器時須考慮那些因素？（20 分）

（20 分）

圖(a)為裝置於曳引機上之加速度計（Accelerometer），此系統之運動方程式為其中 m 為其質量、b 為阻尼係數（Damping coefficient），k 為其彈簧常數（Spring constant）若輸入信號為 x (t) = X sin(ωt)其中 xr(t)為質塊（Mass）與外殼（Housing）的相對位移，ω 為振動頻率，而在此線性系統中，xr(t)=Xrsin(ωt+)，其中為相位角，ωn 為系統之自然頻率（Natural frequency），ς 為阻尼比（Damping ratio）。經過一番導證得到輸出與輸入之關係式如下：

（一）請問此加速度計係根據什麼原理來量測加速度？詳細說明之。可參考圖(a)及(b)。（7 分）

（二）請問增加 ωn 或減少 ωn 對擴大量測範圍是否有幫助？為什麼？請參考圖(b)。（7 分）

（三）請問要能量測到最大的頻寬，ς 應該取多少？為什麼？請參考圖(b)。（6 分）seismic mass (m) xi b k圖(a) ω/ωn圖(b)

（20 分）

若有一農用倉儲控制系統使用到之信號流程圖如下圖所示，請用梅森增益公式（Mason’s Gain Formula）求出該系統的轉移函數T(s) = C(s) / R(s)？（10分）

（10 分）

若有一田間載具控制系統在s-域之方塊圖如下圖所示：

（一）欲使系統穩定，則參數K的範圍為何？（10分）

（二）若系統持續震盪，則此時之參數K及其頻率分別為若干？（5分）

（15 分）

（一）若有一控制器之12 bit線性ADC模組，其輸入電壓範圍為-10.24 V ~ +10.24 V，則該A/D最小可測得之電壓變化（即解析度）為若干mV？（5分）

（二）當該A/D讀出值為F2BH 時，其輸入電壓為若干V？（5分）

（三）若有一類比式重量感測模組之電壓輸出0 V ~ +5 V表示待測物之線性為0 g ~ +500 g，如量測精確度至0.01 g，則需選用若干bit（偶數）之A/D模組（其輸入電壓範圍為 0 V ~ +5.12 V）？（5分）

（15 分）

（一）如下圖之電路，請使用戴維寧定理（Thevenin’s Theorem）求等效電壓Eth及等效電阻Rth，並繪出該等效電路圖。（10分）

（二）若RL = 2 kΩ，試求該處之電壓VL及電流IL？（5分）

（15 分）

請說明PID控制的比例參數KP、積分參數KI及微分參數KD分別對於控制系統有何影響？（15分）

（15 分）

請舉出三種可以量測線性位移的感測元件，須分別繪圖並說明其工作原理。（15分）

（15 分）

請繪圖說明單相鼠籠型（Squirrel Cage）交流電動機三種不同的起動方式？（15分）

（15 分）

假設有一植物工廠之環控機電系統之方塊圖如下圖所示，若有一干擾源N(s)持續影響該環控系統，試問使系統輸出 C(s)降低受干擾訊號 N(s)影響的控制條件為何？（20 分）G4 R + + + + + C G1 G2 G3 - - - + N H1 H2

（20 分）

在使用感測器進行量測時，常會遭遇雜訊問題而必須藉助濾波器，下列為一個基本的一階低通濾波器，輸入電壓訊號 vin (t ) ，輸出電壓訊號 vout (t ) 。然而一般實作上若需使用一階低通濾波器時，很少直接使用如圖所示的構造。這是因為右側（負載側）的阻抗若變化或不夠大時，濾波器的特性會改變。為了改善此缺點，我們會加上一個運算放大器。請繪出加上運算放大器後完整的電路圖，其中 vin (t ) 、 vout (t ) 須標示。假設 C = 1 μF 且該低通濾波器的截止頻率為 1000 rad/sec，則電阻器的電阻該選多少？（20 分）R vin (t ) vout (t ) C

（20 分）

假設一田間電動載具由一可變磁阻型（Variable reluctance）步進馬達所驅動，該馬達若定子數目有 12 個，由 3 組線圈繞組，中心轉子有 8 個凸極，試問需要送出多少個脈波訊號才能使該馬達旋轉一圈？（15 分）

（15 分）

應變規量測原理為何？使用時如何與下圖之惠斯登電橋（Wheatstone bridge）搭配？（25 分）R1 R4 + V VO EX - - + R2 R3

（25 分）

考慮一閉迴路控制系統具有下列方塊圖特性，請回答下列問題：若 R(s) 與 Y (s) 分別為該系統參考輸入訊號 r (t ) 與輸出訊號 y(t ) 之拉氏轉Y (s) b0換，且此系統的閉迴路轉移函數經化簡後為 = 2 ，則 a1 、R ( s ) s + a1s + a0 a0 、 b0 分別為何？若要使該閉迴路的自然無阻尼頻率（亦稱自然頻率，英文為 Natural Frequency）ωn = 50、阻尼率（亦稱阻尼比，英文為 Damping Ratio） ζ = 0.8 ，則 K P 、 K I 的值應分別設為多少？（20 分）Plant r(t) e(t) KI u(t) 50 y(t) s s + 10 KP

（20 分）

請問一 PID 控制器於控制迴路上，主要有那三個控制單元進行控制？請繪製一 PID控制器的方塊圖並寫出 PID 控制器的方程式。請問 PID 控制器如何利用這三個機制進行精準控制？（20 分）

（20 分）

感測器的主要功能為何？感測器所量取的訊號可歸成三類：差動型、具參考點單端型及不具參考點單端型。請說明此三類感測器在量取訊號上的特性。一般感測器得到訊號後由於訊號相當微弱，且訊號中常有雜訊，請問在感測系統開發工作中如何去克服這些問題？類比訊號常需經數位化轉換，有一輸出為 5 V 範圍的感測器，用以量測 100℃，若使用一 12 位元之數位轉換器，請問其轉換的精準度（解析度）為多少 V（伏特）及℃？（20 分）

（20 分）

近來近紅外線（NIR）技術被廣泛用在農業的品質與成分量測上，請問 NIR 的量測原理為何？導入 NIR 進行農產品品質量測，請問有那些優點？近年來國內對農產品高水分的即時量測技術需求越來越高，請問 NIR 為何可以用來量測高含水率農產品的水分？NIR 技術發展中包括發展校正公式，請問何謂校正公式及校正公式的功能？（15 分）

（15 分）

一礱穀機其礱穀間隙與作業的效果有很密切的關係，有一礱穀機利用步進馬達進行礱穀筒間隙調整，請問步進馬達作業系統之基本組成必須有那三個單元？今利用一五相步進馬達調整間隙（步進 0.72°） ，馬達每轉一圏調整 0.01 mm，請問每一步進調整多少間隙？步進馬達為改善其低頻振盪的問題，仍以細分步進的方法改進，請問何謂細分？採用 2 細分，馬達轉速為 1200 RPM，請問修正 0.5 mm 要送入多少個脈衝？（15 分）

（15 分）

農業界整合機電與控制技術曾全力推動精準農業，請問何謂精準農業？精準農業的目的之一為減少農藥的使用，即提高目前農藥的作業效率，減少無效且不必要的施藥作為，果園施藥即不要在無果樹（如果樹間空白區）地方施藥，同時對矮小的果樹超過果樹高度的上方亦不需施藥，請問配合果園精準施藥作為，在施藥車上需增加何種感測器？配合精準作業需要，施藥車必須有變異式（Variable Rate）施藥作業功能，請問何謂變異式施藥作業功能？變異式施藥作業的關鍵控制元件為何？（15 分）

（15 分）

目前國內許多自動化或智慧化農業作業系統均導入了各種感測元件與控制器進行生產控制，如微控制器、PLC 等，請問何謂微控制器？微控制器與微處理器有何不同？國內許多農業生產團體，其生產單元散佈在各地，常採用分散式控制系統管理，請問何謂分散式控制系統？此分散式系統中整合各單元並加入中控與決策平台，即成為一完整的服務管理系統，此完整系統可進行三個層次的資訊應用管理工作，請問此完整系統中各獨立單元在資訊應用管理上扮演何種角色？（15 分）

（15 分）

一稻米烘乾機上裝有 TMP37 型溫度感測器來偵測乾燥溫度，圖一為此型感測器之輸出電壓與溫度關係圖。此一感測器的輸出電壓範圍在 0～5 V 之間，而此稻米烘乾機的控制器為一 Arduino UNO 型控制器，此 Arduino UNO 型控制器的類比轉數位信號轉換器（Analog to Digital Converter, ADC）為 10 位元數位值的轉換器。（一）若要充分利用此一類比轉數位轉換器的解析度，則請問其數位值與溫度之間的關係式為何？（6 分）（二）因為感測器帶有雜訊的關係，信號在傳入 ADC 前需通過一個一階低通濾波器來濾波，試設計一個一階低通濾波器，請寫出一階低通濾波器的轉移函數（Transfer function）？（6 分）2.0 a.TMP35 1.8 b.TMP36 c.TMP37 OUTPUT VOLTAGE（V）+Vs = 3V c 1.6 1.4 b 1.2 1.0 0.8 a 0.6 0.4 0.2 -50 -25 0 25 50 75 100 125 TEMPERATURE（℃）圖一：輸出電壓與溫度關係圖

（12 分）

有一台曳引機行走在田間，行進中會受到干擾。假設此曳引機的系統結構可以簡化成 圖 二 所 示 ， 其 初 始 條 件 為 c(0) = −1 ， c& (0) = 0 。 若 參 考 輸 入 為 r (t ) = u (t )（ u (t ) = 1, 當 t ≥ 0 ； u (t ) = 0 , 當 t < 0 ），干擾為 n (t ) = δ (t ) 時，試計算此系統的總輸出c(t ) 為何？（14 分）N(s) E(s) 1 + 2 C(s) R(s) + s+3 + s –圖二：曳引機之系統結構圖（請接第二頁）全三頁第二頁

（14 分）

請畫出以四個負緣觸發的 T 型正反器（Negative edge triggered T flip-flop）建構一個四位元的非同步漣波計數器（Asynchronous 4-bit ripple counter）之電路圖，並說明其運作原理。負緣觸發的 T 型正反器如圖三所示。第一級的 Clock 信號由功能信號產生器（Function generator）提供 0～5 V 的矩形波信號，第二、三、四級的信號則由前一級正反器的輸出信號提供。（14 分）Input T Q True Output Complement Clock CLK Q Output圖三：負緣觸發的 T 型正反器符號

（14 分）

一套自動鮪釣系統的開迴路轉移函數如下所示。K G( s) = , K, T > 0 s (Ts + 1) ( s + 1)試根據奈氏穩定度判定準則（Nyquist stability criteria），確定其閉迴路轉移函數的穩定條件：（每小題 6 分，共 12 分）

（一） T = 2 時，K 值的範圍。

（二） K = 10 時，T 值的範圍。

（12 分）

有一曳引機後方透過三點附掛機構附掛一灑水車，整體系統可以簡化成圖四所示，試求下列機械系統之動力方程式，並寫出其狀態方程式。其中 B1、B2、B3 為摩擦係數，而 K 為彈性係數，F(t)為施力。（12 分）x2(t) x1(t) K M2 M1 F(t) B2 B3 B1圖四：曳引機後方透過三點附掛機構附掛一灑水車之示意圖

（12 分）

若上題的三點附掛機構由一伺服裝置所驅動，而此一伺服裝置的單位步階響應為c(t) = 1 + 0.2 e-60t – 1.2 e –10t , t ≥ 0，請問此一伺服機構之無阻尼自然頻率為何？（12 分）（請接第三頁）全三頁第三頁

（12 分）

圖五為一自動除草機的系統方塊圖，當輸入為單位斜坡（Unit-ramp）函數，即R ( s ) = 2 ，其誤差信號 E (s ) 的穩態值大小為 0.4。如果控制器為比例控制，其增益s值 Gc ( s ) = k p 應為多少？（12 分）R(s) + E(s) 10 Y(s) ⊗ GC (s ) s ( s + 4) -圖五：自動除草機的系統方塊圖

（12 分）

圖六為一階梯圖程式（Ladder program），請依圖七在試卷上畫出它的時序圖。為 a 接點， 為 b 接點，（ ）為輸出。X 代表輸入點，Y 代表輸出點，T 代表計時器，K20 代表十進位的“20”，其單位為 0.1 秒，換句話說，K20 代表2 秒；K10 代表十進位的“10”，單位亦為 0.1 秒。（12 分）X7 T3 T2 T2 K20 Y6 T3 K10圖六：階梯圖程式（Ladder program）X7 T2 1 sec Y6 T3圖七：階梯圖程式之時序圖

（12 分）

（一）何謂線性系統？請描述其須滿足之數學條件。（10 分）

（二）若有一線性非時變系統（LTI 系統），已知之輸入信號 x(t)與輸出響應 y(t)關係有：A.系統之步階響應為 y (t ) = 2(1 − e −2t )u (t ) ，π

B. y (t ) = 2 sin (t − ) 為輸入 x(t ) = cos t 之響應，試求當系統輸入 x(t)分別為：（每小題 5 分，共 15 分） x(t ) = 2u (t ) − 2u (t − 1)  x(t ) = 4 cos(2(t − 2))  x(t ) = δ (t )時，系統之響應 y(t)。

（15 分）

一田間收穫機之行走速度 Y1(s)與收割刀具速率 Y2(s)，係由收穫區地面摩擦條件 R1(s)與作物含水率 R2(s)所控制，系統之方塊圖如圖一，試求行走速度與作物含水率之最簡轉移函數。（15 分）H1(s) + + - R1(s) G1(s) G2(s) G3(s) Y1(s) + + G7(s) G8(s) G9(s) + + R2(s) G4(s) G5(s) G6(s) Y2(s) - H2(s)圖一（請接第二頁）全三頁第二頁

（15 分）

圖二為一設施遮蔭網之機電開迴路控制系統，由定速轉動之發電機提供馬達場電壓驅動馬達。假設發電機的電壓 vg 與發電機場電流 if 之比例常數為 Kg，馬達常數為 Km，慣性矩為 Jm，軸承摩擦係數為 bm，JL 為負載慣性矩，bL 為負載摩擦係數，Ia 為電樞電流，試求轉移函數 θL(s)/Vf (s)，並繪製系統的方塊圖。（20 分）Rf Lg Rg Rf 馬達+ Ia N1 + Vf Lf vg Lf N1齒輪比 n = - N2 if ig - θL發電機 N2 JL , bL圖二

（20 分）

設施內植床傳遞係由一轉動機構確動及定位，為控制此一機構，8 位元控制器、10 軌之絕對光學編碼器以及 5 相位 54 齒之步進馬達皆為設計選項，試問何者有較佳之角位置定位能力？（10 分）

（10 分）

田間自主載具使用一 1 MHz 微處理器為基礎之控制器進行方向控制。此控制系統並使用一 100 μs 8 位元之 ADC 將類比信號轉換為數位信號，程式迴圈處理類比數位輸入轉換，須執行 55 個指令（instruction），平均執行時間為 4 脈波/指令（clock/instruction）。則使類比數位轉換處理不發生重疊現象（overlapped）之最大取樣率（maximum sampling rate）為何？而系統能監視之的最高頻率是多少？（10 分）（請接第三頁）全三頁第三頁

（10 分）

一新研發之機器人採果系統（圖三）之開迴路函數為：（每小題 10 分，共 20 分）Ke − sT G ( s) = 。( s + 1)( s + 3)

（一）當 T = 0.5 秒時，請配置適當之 K 值，使系統之步階響應之超行量（overshoot）小於 30%並求其穩態誤差。

（二）請設計一補償器（compensator）s+2 Gc ( s ) = s+b配置如圖四，以改善（一）中系統之步階響應，使穩態誤差降為 12%以下。採收機器臂 監控攝影機 無線通訊3-D 導航攝影機圖三Compensator Process + R(s) Gc(s) G(s) Y(s) - H(s)圖四

（20 分）