電験三種(第三種電気主任技術者)「機械」のうち、制御の分類と基本用語の問題です(大分類:自動制御・メカトロニクス・重要度B)。一問一答5問 → 五肢択一3問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:B 難易度:★☆☆
問1:フィードバック制御は、制御量を目標値と比較し、その差(偏差)を小さくするように訂正動作を行う制御である。
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正解:○
検出した制御量を目標値と比較して、偏差をなくすように操作量を変えます。
重要度:B 難易度:★☆☆
問2:シーケンス制御は、制御量を常に目標値と比較し、偏差に応じて操作量を連続的に変える制御である。
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正解:×
シーケンス制御は、あらかじめ定めた順序(条件・時間)に従って制御の各段階を順に進める制御です。説明はフィードバック制御のものです。
重要度:B 難易度:★☆☆
問3:インタロックは、ある条件が満たされていないときに、機器が動作できないようにする仕組みである。
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正解:○
誤操作や危険な状態での動作を防ぐため、条件が満たされない限り動作しないようにします。
重要度:B 難易度:★☆☆
問4:制御対象が積分要素を含まない一次遅れ要素のとき、ステップ状の目標値に対して比例動作(P動作)だけで制御すると、比例ゲインを適切に選べば定常偏差(オフセット)を完全に0にできる。
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正解:×
積分要素を含まない制御対象では、比例動作だけでは定常偏差(オフセット)が残ります。比例ゲインを大きくすると小さくなりますが、0にはなりません(ゲインKなら1/(1+K))。除去には積分動作を加えます。
重要度:B 難易度:★☆☆
問5:微分動作(D動作)は、偏差の変化の速さに比例した操作量を出し、応答を速めたり振動を抑えたりする。
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正解:○
偏差の変化を先取りして修正するので、応答を速め、行き過ぎや振動を抑える働きがあります。
五肢択一
重要度:B 難易度:★☆☆
問6:PID制御の各動作に関する次の(ア)〜(ウ)の説明に当てはまる動作の組み合わせとして、正しいものはどれか。
(ア) 定常偏差(オフセット)を除去する。
(イ) 偏差の変化を先取りして修正する。
(ウ) 偏差の大きさに比例した操作量を出す。
- (ア) 積分動作 (イ) 微分動作 (ウ) 比例動作
- (ア) 微分動作 (イ) 積分動作 (ウ) 比例動作
- (ア) 比例動作 (イ) 微分動作 (ウ) 積分動作
- (ア) 積分動作 (イ) 比例動作 (ウ) 微分動作
- (ア) 比例動作 (イ) 積分動作 (ウ) 微分動作
【第6問:正解と解説】
正解:1
正解は1です。
1:正しい。
2:誤り。(ア)と(イ)が逆です。
3:誤り。(ア)と(ウ)が逆です。
4:誤り。(イ)と(ウ)が逆です。
5:誤り。(ア)積分、(イ)微分、(ウ)比例です。
重要度:B 難易度:★☆☆
問7:制御に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
- フィードバック制御では、外乱の影響を制御量の変化として検出してから訂正動作を行う。
- フィードフォワード制御は、外乱を検出して、その影響が制御量に現れる前に修正する。
- インタロックは、誤操作や危険な状態での機器の動作を防ぐために用いられる。
- シーケンス制御は、エレベータや自動販売機、交通信号などに用いられている。
- 積分動作は、偏差の変化の速さに比例した操作量を出す。
【第7問:正解と解説】
正解:5
正解は5です。
1:正しい。
2:正しい。
3:正しい。
4:正しい。
5:誤り。積分動作は偏差を時間で積分した値に比例した操作量を出します。偏差の変化の速さに比例するのは微分動作です。
重要度:B 難易度:★★☆
問8:PID制御に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
- 比例動作だけの制御では、比例ゲインを大きくするほど定常偏差は大きくなる。
- 積分動作は、偏差を時間で積分した値に比例した操作量を出し、定常偏差を除去する。
- 微分動作だけで制御すれば、定常偏差をなくすことができる。
- 微分動作は、偏差が一定の値のままのときにも、一定の操作量を出し続ける。
- PI制御は、比例動作と微分動作を組み合わせた制御である。
【第8問:正解と解説】
正解:2
正解は2です。
1:誤り。比例ゲインを大きくすると定常偏差は小さくなります(0にはなりません)。
2:正しい。
3:誤り。微分動作は偏差の変化にだけ反応するので、定常偏差は除去できません。
4:誤り。偏差が一定なら変化の速さは0なので、微分動作の操作量は0です。
5:誤り。PI制御は比例動作と積分動作の組み合わせです。
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