高普特考【自動控制（控制系統）】（重點提綱挈領、相關考題完整）
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內容簡介
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【重點完整】
文字敘述簡潔扼要，配合圖形輔助說明。
各章節構完整，囊括命題重點。
【歷屆試題】
收錄最新相關歷屆試題與解析，讓讀者完整了解各考試命題型式與方向。
考題附有精要解析，讓讀者能熟習基本作答方式。
【線上討論】
若有任何疑問，可上本社討論區回應與討論。
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目錄
第一部分 內容整理
Chapter 1 控制系統概論與導論 3
1-1 控制系統之描述 3
1-2 開迴路與閉迴路控制系統（open loop and close loop control system） 4
1-3 系統的探討 5
1-4 系統導論 11
Chapter 2 拉氏轉換 26
2-1 拉氏轉換 26
2-2 拉氏轉換重要定理 29
2-3 反拉氏轉換（inverse Laplace transform） 34
2-4 轉移函數（Transfer function） 44
Chapter 3 基本矩陣理論 50
3-1 矩陣運算 50
3-2 線性獨立與基底轉換 56
3-3 特性值、特性向量與特性方程式 59
3-4 eAT之求法 67
Chapter 4 系統描述 79
4-1 方塊圖（block diagram） 79
4-2 訊號流程圖（signal flow graphs） 86
4-3 動態方程式（dynamic equation） 94
4-4 轉移函數的分解（decomposition） 100
4-5 動態方程式的解 114
4-6 ＝AX 的形態上的分解（modal decomposition） 119
4-7 多輸入多輸出（MIMO）系統 124
Chapter 5 離散系統 131
5-1 線性差分方程式（linear difference equation） 131
5-2 Z 轉換（Z-transform） 134
5-3 離散系統的反Z 轉換 140
5-4 離散時間系統的描述 147
5-5 離散資料系統的轉移函數（transfer function of discrete data system） 159
Chapter 6 可控制性與可觀察性 178
6-1 狀態完全可控制性（complete state controllability） 178
6-2 可觀察性（observability） 180
6-3 可控制性與可觀察性之判斷 182
6-4 可控制性與可觀察性的不變性定理 189
6-5 轉移函數與可控制性、可觀察性之關係 190
6-6 狀態回授（state feedback） 195
6-7 觀察器（observer）之設計 201
6-8 分離原理 203
Chapter 7 物理系統之數學模式 206
7-1 機械系統（mechanical systems） 206
7-2 電機系統 210
7-3 馬達的位置或轉速控制 222
Chapter 8 時域特性分析 237
8-1 概述 237
8-2 穩態誤差（Steady state error, ess） 238
8-3 暫態響應的性能規格 253
8-4 標準二階系統之特性根與工作性能的關係 261
8-5 模式簡化（model reduction） 273
8-6 在閉迴路轉移函數加入零點、極點的影響 276
8-7 系統的性能指標（performance index） 281
Chapter 9 穩定度與靈敏度 288
9-1 穩定性（stability） 288
9-2 羅斯－赫維茲穩定準則（Routh Hurwitz stability criterion） 293
9-3 離散資料系統的穩定性判斷 307
9-4 靈敏度（Sensitivity） 310
Chapter 10 根軌跡法 318
10-1 根軌跡基本概念 318
10-2 開路轉移函數G（s）H（s）加入極點或零點對根軌跡的影響 336
10-3 根廓線（root contour） 348
10-4 例題精選 351
Chapter 11 頻率響應法 360
11-1 頻率響應與時間響應的關係 360
11-2 極座標圖（polar plot） 368
11-3 波德圖（Bode plot） 376
11-4 繪製波德圖 384
11-5 系統型式與Bode 圖關係 389
11-6 極小相系統 392
11-7 由波德圖判別轉移函數 393
Chapter 12 頻域特性分析 399
12-1 頻域的穩定度 399
12-2 奈氏穩定準則（Nyquist stability criterion） 402
12-3 增益邊限與相位邊限 415
12-4 閉迴路頻率響應――尼可士圖 420
12-5 具有時間延遲系統的探討 427
Chapter 13 控制系統設計與補償 436
13-1 補償器（compensator） 436
13-2 領先落後在頻域中之補償 442
13-3 領先、落後之時域補償 449
13-4 PID 控制器 461
13-5 極點－ 零點互消補償器（pole-zero cancellation compensation） 465
Chapter 14 線性化與相平面 474
14-1 線性化（linearization） 474
14-2 平衡態（ equilibrium state ）或平衡點（equilibrium point） 477
14-3 相平面（phase plane） 483
第二部分 歷屆試題與解析
98 學年度技術校院二年制統一入學測驗「自動控制（含實習）」試題 507
98 年臺灣菸酒股份有限公司第3至5職等新進從業人員甄試「自動控制」試題 520
98 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「控制系統」試題 526
99 年公務人員特種考試關務人員（三等）考試「自動控制」試題 533
100 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 540
100 年度桃園大眾捷運公司行車籌備人員甄試「控制概論」試題 549
101 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 565
101 年特種考試地方政府公務人員（三等）考試「自動控制」試題 569
102 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 576
103 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 581
103 年臺灣菸酒股份有限公司從業職員及從業評價職位人員甄試「自動控制」試題 585
103 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 593
104 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 603
104 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 607
105 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 614
105 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 620
Chapter 1 控制系統概論與導論 3
1-1 控制系統之描述 3
1-2 開迴路與閉迴路控制系統（open loop and close loop control system） 4
1-3 系統的探討 5
1-4 系統導論 11
Chapter 2 拉氏轉換 26
2-1 拉氏轉換 26
2-2 拉氏轉換重要定理 29
2-3 反拉氏轉換（inverse Laplace transform） 34
2-4 轉移函數（Transfer function） 44
Chapter 3 基本矩陣理論 50
3-1 矩陣運算 50
3-2 線性獨立與基底轉換 56
3-3 特性值、特性向量與特性方程式 59
3-4 eAT之求法 67
Chapter 4 系統描述 79
4-1 方塊圖（block diagram） 79
4-2 訊號流程圖（signal flow graphs） 86
4-3 動態方程式（dynamic equation） 94
4-4 轉移函數的分解（decomposition） 100
4-5 動態方程式的解 114
4-6 ＝AX 的形態上的分解（modal decomposition） 119
4-7 多輸入多輸出（MIMO）系統 124
Chapter 5 離散系統 131
5-1 線性差分方程式（linear difference equation） 131
5-2 Z 轉換（Z-transform） 134
5-3 離散系統的反Z 轉換 140
5-4 離散時間系統的描述 147
5-5 離散資料系統的轉移函數（transfer function of discrete data system） 159
Chapter 6 可控制性與可觀察性 178
6-1 狀態完全可控制性（complete state controllability） 178
6-2 可觀察性（observability） 180
6-3 可控制性與可觀察性之判斷 182
6-4 可控制性與可觀察性的不變性定理 189
6-5 轉移函數與可控制性、可觀察性之關係 190
6-6 狀態回授（state feedback） 195
6-7 觀察器（observer）之設計 201
6-8 分離原理 203
Chapter 7 物理系統之數學模式 206
7-1 機械系統（mechanical systems） 206
7-2 電機系統 210
7-3 馬達的位置或轉速控制 222
Chapter 8 時域特性分析 237
8-1 概述 237
8-2 穩態誤差（Steady state error, ess） 238
8-3 暫態響應的性能規格 253
8-4 標準二階系統之特性根與工作性能的關係 261
8-5 模式簡化（model reduction） 273
8-6 在閉迴路轉移函數加入零點、極點的影響 276
8-7 系統的性能指標（performance index） 281
Chapter 9 穩定度與靈敏度 288
9-1 穩定性（stability） 288
9-2 羅斯－赫維茲穩定準則（Routh Hurwitz stability criterion） 293
9-3 離散資料系統的穩定性判斷 307
9-4 靈敏度（Sensitivity） 310
Chapter 10 根軌跡法 318
10-1 根軌跡基本概念 318
10-2 開路轉移函數G（s）H（s）加入極點或零點對根軌跡的影響 336
10-3 根廓線（root contour） 348
10-4 例題精選 351
Chapter 11 頻率響應法 360
11-1 頻率響應與時間響應的關係 360
11-2 極座標圖（polar plot） 368
11-3 波德圖（Bode plot） 376
11-4 繪製波德圖 384
11-5 系統型式與Bode 圖關係 389
11-6 極小相系統 392
11-7 由波德圖判別轉移函數 393
Chapter 12 頻域特性分析 399
12-1 頻域的穩定度 399
12-2 奈氏穩定準則（Nyquist stability criterion） 402
12-3 增益邊限與相位邊限 415
12-4 閉迴路頻率響應――尼可士圖 420
12-5 具有時間延遲系統的探討 427
Chapter 13 控制系統設計與補償 436
13-1 補償器（compensator） 436
13-2 領先落後在頻域中之補償 442
13-3 領先、落後之時域補償 449
13-4 PID 控制器 461
13-5 極點－ 零點互消補償器（pole-zero cancellation compensation） 465
Chapter 14 線性化與相平面 474
14-1 線性化（linearization） 474
14-2 平衡態（ equilibrium state ）或平衡點（equilibrium point） 477
14-3 相平面（phase plane） 483
第二部分 歷屆試題與解析
98 學年度技術校院二年制統一入學測驗「自動控制（含實習）」試題 507
98 年臺灣菸酒股份有限公司第3至5職等新進從業人員甄試「自動控制」試題 520
98 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「控制系統」試題 526
99 年公務人員特種考試關務人員（三等）考試「自動控制」試題 533
100 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 540
100 年度桃園大眾捷運公司行車籌備人員甄試「控制概論」試題 549
101 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 565
101 年特種考試地方政府公務人員（三等）考試「自動控制」試題 569
102 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 576
103 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 581
103 年臺灣菸酒股份有限公司從業職員及從業評價職位人員甄試「自動控制」試題 585
103 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 593
104 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 603
104 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 607
105 年經濟部所屬事業機構新進職員甄試「自動控制」試題 614
105 年公務人員高等考試三級考試「自動控制」試題 620
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