高普考題庫
104 年 104年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

農業機電與控制

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1一稻米烘乾機上裝有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。㈠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)㈡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)a.TMP351.8b.TMP36)c.TMP37 c1.6+V = 3VVs(VOLTAGEbOUTPUTaTEMPERATURE(℃)圖一:輸出電壓與溫度關係圖
申論 2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(c0)=−1,(c&0)=0。若參考輸入為(rt )=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)1+R(s) E(s) 2C(s)+ s+3+s圖二:曳引機之系統結構圖(請接第二頁)104年公務人員高等考試三級考試試題 代號:24880第二頁類 科: 農業機械科 目: 農業機電與控制
申論 3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)InputT Q True OutputComplementClockCLK QOutput圖三:負緣觸發的T 型正反器符號
申論 4一套自動鮪釣系統的開迴路轉移函數如下所示。KG(s)=,K,T>0s(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)㈠T=2時,K 值的範圍。㈡K=10時,T 值的範圍。
申論 5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B、B、B 為摩擦係數,而K 為彈性係數,F(t)為施力。(12 分)x(t)x(t)KMMF(t)BB2B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
申論 6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)104年公務人員高等考試三級考試試題 代號:24880第三頁類 科: 農業機械科 目: 農業機電與控制
申論 7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)=,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s2值G(s)=k應為多少?(12 分)
申論 8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)X7T3T2T2K20Y6T3K10圖六:階梯圖程式(Ladder program)X7T2Y6 1 secT3圖七:階梯圖程式之時序圖