民國115年 高考三級 輪機技術 船用電學與自動控制
第3題
請比較開迴路控制與閉迴路控制在船舶設備控制上的差異，並說明為何 機艙重要參數多採閉迴路控制。（25 分）
題目
請比較開迴路控制與閉迴路控制在船舶設備控制上的差異，並說明為何 機艙重要參數多採閉迴路控制。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義：開迴路控制（Open-Loop Control）是依預先設定的程序或時間輸出控制命令，不偵測被控量，也沒有回授修正；閉迴路控制（Closed-Loop Control）則量測被控量並與設定值比較，依偏差（Error）調整輸出，形成回授迴路。
- 二、差異比較：開迴路結構簡單、成本低、沒有穩定性顧慮，但精度受元件漂移與外界擾動影響；閉迴路具抗擾動能力、可消除穩態誤差、精度高，但需要感測器與回授路徑，參數整定不當容易振盪，成本與維護要求較高，反應速度也受回授延遲限制。
- 三、船舶設備應用：開迴路常見於艙底水泵定時起停、主機預潤滑定時控制及簡單順序控制；閉迴路則用於冷卻水溫度、燃油黏度、鍋爐水位、舵機轉角、主機轉速等，需要隨負載與環境持續修正的場合。
- 四、機艙採閉迴路之理由：機艙參數如冷卻水溫度、滑油壓力、燃油黏度直接影響主機安全與效率，而負載、海水溫度及環境變化會造成持續擾動，開迴路無法因應。閉迴路可自動補償擾動、維持參數於容許範圍、減少人力監視，並符合 SOLAS 與主機製造廠對自動化監控的要求。
- 五、限制與整定建議：閉迴路須注意感測器校正、回授斷線、積分飽和（Integral Windup）與 PID 參數整定。增益過高容易振盪，過低則反應遲鈍；建議先以手動建立穩定工況，再逐項調整比例、積分、微分，並設置警報與手自動切換，以確保失效時仍可安全操作。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。