113年:呼吸器原理
針對此迴路圖,下列敘述何者正確? 
A為開迴路系統,沒有接收回饋訊號來判斷系統輸出是否已達目標值
B為開迴路系統,有接收回饋訊號判斷系統輸出是否已達目標值
C為閉迴路系統,有接收回饋訊號判斷系統輸出是否已達目標值
D為閉迴路系統,沒有接收回饋訊號判斷系統輸出是否已達目標值
詳細解析
本題觀念:
控制系統理論中的「開迴路(open-loop)」與「閉迴路(closed-loop)」是呼吸器控制設計的基礎概念,重點在於系統是否有把「輸出結果」拿回來跟「設定目標」比較,進而自動修正誤差。
影像分析:
題目附圖是一張控制系統方塊圖,分成 Operator(操作者)與 Ventilator(呼吸器)兩區塊:
- 左側 Operator 的 Input(設定值,例如呼吸治療師設定的壓力或容積目標)先進入一個圓形節點,這個節點同時接收「+」(來自 Input)與「−」(來自下方回饋訊號)兩個輸入,兩者相減後產生 Error signal(誤差訊號)。
- Error signal 送入 Controller(software,綠色方塊),再驅動 Effector(hardware,淺綠色方塊)產生 Manipulated variable(實際控制動作,例如閥門開合程度)。
- Manipulated variable 作用在 Plant(黃色方塊,即受控對象──病人的呼吸系統),同時 Plant 還會受到上方 Disturbances(外部干擾,例如病人自主呼吸用力、管路漏氣)影響,最終產生 Controlled variable(output,即實際測得的壓力/容積/流量)。
- 圖最下方有一條標示「Feedback signal」的虛線,從輸出端一路
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