圖圖 1.1. 自行車行駛操作程序圖自行車行駛操作程序圖

車行路徑測量並傳送車行位置

比較控制

控制指令 調整把手

圖圖 2.2. 自行車行駛方塊圖自行車行駛方塊圖

負（例：風） 指 載 定 ＋ 差距 指令 調整把手 車行路徑 車 ○

行 － 徑

測量車行位置

控制 手 自行車

眼睛

腦

圖圖 3.3. 精餾塔頂精餾塔頂回饋控制回饋控制系統系統圖圖

精餾

塔

冷凝器

流量

溫度

濃度

塔頂產品

溫度測量傳送器 溫度控制器

負載變數

回流量

冷凝器

圖圖 4.4. 精餾塔頂溫度精餾塔頂溫度回饋控制回饋控制方塊方塊圖圖

負（入口溫度、 設 載 流量、濃度） 定 ＋ 誤差 指令 回流量 塔頂溫度 溫 ○

度 －

測量塔頂溫度 塔頂溫度

控制 控制閥

精餾塔

測量

控制器

控制變數

測量變數 程序變數

塔頂產品

精餾

塔

回流量

精餾

塔

冷凝器

溫度記錄器

前饋控制器

輸入溫度

圖圖 5.5. 精餾塔頂精餾塔頂前饋控制前饋控制系統系統圖圖

圖圖 6.6. 精餾塔頂溫度精餾塔頂溫度前饋控制前饋控制方塊方塊圖圖

控制閥

精餾塔

前饋控制器

負荷變數負荷變數

程序程序

程序變數程序變數回流量 ＋ ＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

＋ ＋ 穩定控制量

穩定控制量

控制閥

回流量 ＋ 精餾塔

程序變數程序變數

程序程序

＋

前饋控制器

負荷變數負荷變數

表表 1. 1. 控制器的種類與比較控制器的種類與比較 種類 數學式 優點 缺點 備註

ON-OFF 簡單、便宜、 快速

圈環現象 （Cycling）

全開—全關

P P＝PS＋KC ε 消除圈環現象 偏位現象

（Offset）

P.B％↑ KC↓ Offset

P.B％↓ KC↑ Cycling

PI P＝PS＋KCε ＋

tC dtK

0I

消除偏位現象 振幅大；系統

不穩定 所需時間長

PD P＝PS＋KC ε ＋KC D

dt

d

先發制人、

快速修正， 消除圈環現象

仍有 Offset，但較比例控制小

微小干擾會被放大

PID P＝PS＋KC ε ＋

tC dtK

0I

＋KC Ddt

d

綜合上述優點

單一水槽液位模擬單一水槽液位模擬

tqtqdt

tdhr oi 2

高低水槽液位模擬高低水槽液位模擬

tqtqdt

tdhr oi ,1,1

121

tqtqdt

tdhr oo ,2,1

222

水平水槽液位模擬水平水槽液位模擬

ththCtqthth vo 21,121 0

ththCtqthth vo 12,121 0

控制器參數之調整法則控制器參數之調整法則 反應曲線反應曲線 -------- 最大斜率法最大斜率法

δ0t

S

K

S

反應曲線反應曲線 --------比例法比例法

δ

632.0

283.0

%2.63t%3.28t

%3.28%2.635.1 tt

%2.630 tt

632.01 10 eKty

283.01

331

0 eKty

反應曲線法之參數調整法則反應曲線法之參數調整法則 四分之一衰退比法四分之一衰退比法

控制器控制器型態 型態

控制器之增益值 控制器之增益值 積分時間 積分時間 微分時間 微分時間

PP

PIPI

PIDPID

1

01

t

K

109.0

t

K

102.1

t

K

033.3 t

00.2 t 02

1t

cK i d

最小積分誤差準則最小積分誤差準則 針對整個過程中誤差之積分做最小化針對整個過程中誤差之積分做最小化 能使控制變數在最小的擺盪與最快的時間能使控制變數在最小的擺盪與最快的時間內達到設定點內達到設定點

0

dtteIAE

0

2 dtteISE

0

dttetITAE

針對針對設定點設定點 改變之最小積分誤差準則改變之最小積分誤差準則

1

01b

c

t

K

aK

控制器型態 誤差積分型態

IAE ITAE 1

01b

c

t

K

aK

022 tbai

PI

PID

022 tbai

3

03

b

d

ta

1a = 0.758 0.586 -0.916 1b = -0.861

2a = 1.02

2b = -0.323

1.03 -0.165

1a = 1.086

1b = -0.869

2a = 0.740

2b = -0.130

3a = 0.348

3b = 0.914

0.965 -0.855 0.796

-0.147 0.308 0.9292

針對針對輸入擾動輸入擾動之最小積分誤差準則之最小積分誤差準則 誤差積分型態

控制器型態

ISE IAE ITAE

P

b

c

t

K

aK

0

a = 1.411 b = -0.917

0.902 -0.985

0.490 -1.084

1a = 1.305

1b = -0.959

0.984 -0.986

0.859 -0.977

PI

1

01b

c

t

K

aK

2

0

2

b

i

t

a

2a = 0.492

2b = 0.739

0.608 0.707

0.674 0.680

1a = 1.495

1b = -0.945

1.435 -0.921

1.357 -0.947

2a = 1.101

2b = 0.771

0.878 0.749

0.842 0.738

PID

1

01b

c

t

K

aK

2

0

2

b

i

t

a

3

03

b

d

ta

3a = 0.560

3b = 1.006

0.482 1.137

0.381 0.995