普考申論題
114年
[輪機技術] 船用電學與自動控制概要
第 二 題
二、請以船用主機調速器（機械式、液壓式、電子式均可）為例，說明船舶主機速度控制閉迴路控制系統的工作原理為何？（25 分）
📝 此題為申論題
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看到這題，首先應聯想「閉迴路控制系統」的標準方塊圖架構（設定值、比較器、控制器、執行機構、受控體、感測器）。接著，選定一種調速器（強烈建議選『電子式』，因符合現代船舶趨勢且方塊圖對應最明確），將閉迴路架構精確對應到實際船舶元件（如目標轉速、PID控制器、致動器與燃油齒條、主機、測速發電機），最後以「負載改變導致轉速變化」為例，分步驟條列說明其動態調節過程。
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【破題】 船舶主機速度控制系統的核心在於引入「負回授（Negative Feedback）」，構成閉迴路控制系統。其目的在於當船舶遭遇海象變化或負載變動時，能自動調節主機的燃油供應量，使主機轉速穩定維持在設定值。 【論述】
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主機調速器閉迴路控制
💡 利用負回授機制自動修正轉速偏差，確保主機負載變動時仍維持定速。
🔗 調速器自動調速因果鏈
- 1 負載擾動 — 船舶因風浪阻力增加，導致主機實際轉速下降。
- 2 偵測回饋 — 感測器偵測實際轉速，將信號回傳至比較器。
- 3 比較與運算 — 比較器算出偏差，控制器（PID）計算修正量。
- 4 執行機構動作 — 致動器推動燃油齒條增加噴油量。
- 5 系統平衡 — 主機扭矩增加，轉速回升至設定目標，達到新平衡。
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🔄 延伸學習：延伸學習：當 PID 參數設定不當時，可能導致系統震盪或反應過慢。
