Q103.
有關控制器，下列敘述哪些正確？
機電整合 · 乙級 · 控制器的使用 · Q103
難易度分析
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本題為複選題，要求考生對PID控制器的三種基本作用及其組合特性的定義有精確掌握，需分別判定多個選項的正確性，且包含容易混淆的術語區分，因此增加了判斷難度。
正確答案 (複選)：①, ②, ④
- ① 僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差:比例控制（P控制）的輸出與誤差成正比，當系統負載變化時，必須維持一定的誤差量才能產生對應的控制作用，因此必然存在穩態誤差（Offset）。
- ② 比例積分控制器可消除穩態誤差:積分控制（I控制）會持續累積誤差隨時間的總和，即使誤差極小，只要存在即可透過積分作用逐步調整輸出，最終使穩態誤差歸零。
- ④ 比例微分控制器能改善系統在控制過程中的動態特性:比例微分控制（PD控制）利用微分作用預測誤差變化趨勢，可提前產生阻尼效果，有效降低超調量（Overshoot）並縮短安定時間（Settling Time），改善系統動態響應特性。
錯誤選項解析
- ③ 微分控制器輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係:微分控制器（D控制）的輸出與輸入誤差訊號的變化率（微分）成正比，而非積分；與誤差積分成正比的是積分控制器，此為常見觀念混淆。
Learning Tip
"PID控制器三大作用的特性為機電整合檢定高頻考點：P控制反應迅速但有穩態誤差、I控制消除穩態誤差但可能降低系統穩定性、D控制改善動態特性但對雜訊敏感。實務上 PI控制最常用於消除穩態誤差的製程控制，PD控制用於需快速響應的運動控制系統，而完整 PID 則需透過 Ziegler-Nichols 法則 或經驗法則進行參數整定（Tuning）。"
學員答題分佈
①僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差0%
②比例積分控制器可消除穩態誤差0%
③微分控制器輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係0%
④比例微分控制器能改善系統在控制過程中的動態特性0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！