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出典：令和07年度 機械設計技術者試験3級 第19問

問題 19

令和07年 - 機械設計技術者試験3級

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小問 1
問題 19-1
【前提条件】 次の文章【 A 】〜【 J 】は、制御で使用される用語について述べたものである。それぞれの文章に最も適切な語句を〔語句群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄【 A 】〜【 J 】にマークせよ。ただし、語句の重複使用は不可である。 制御対象に外的要因が生じても、与えた操作量の結果を見てその影響が表れてからでないと修正ができず、後追いの欠点を持つ。その欠点を補うためには、事前に外的要因を検知する手段や外的要因の検知時に操作量を決定する制御方式との組み合わせが有効である。
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小問 2
問題 19-2
制御系の設計における応答の制御特性についての指標となるパラメータの１つであり、応答が定常値の 50 % に達するまでと定義した制御特性である。
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小問 3
問題 19-3
いろいろな線形システムの動特性を表すために、時間領域の微分方程式で記述した入力信号と出力信号を、初期値「０」としてラプラス変換し、入力に対する出力の比で定義したものである。
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小問 4
問題 19-4
制御系の設計において、周波数特性の減衰性の指標を図るパラメータの１つであり、ゲイン線図の最大値のことである。１次遅れ要素の周波数特性では、振動的時間応答が生じないので、この特性指標は存在しない。
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小問 5
問題 19-5
制御システムの解析および設計のために、対象システムの特性を表現する手法のことである。その手法は、制御対象の構造が明らかで、運動方程式などの物理法則によって記述され、パラメータを実験や実データから決定する手法と、構造の一部またはすべてが未知であり、観測される入出力データから、制御にかかわるパラメータを統計的な手法より抽出するシステム同定の２種類に大別される。
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小問 6
問題 19-6
制御を用途によって分類したときに、圧力や温度などを制御量とし、一般に目標値が時間的変化をしない定値制御で行われるシステムであり、外乱に対する抑制効果を重視する特徴をもつ。
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小問 7
問題 19-7
3 つの基本要素を組み合わせて制御系のパラメータをチューニングする制御手法のうち、原理的に生じるオフセットを打ち消す作用を特徴にもつ要素である。ただし、作用する時間が短いと効果が強くなるが、あまり短すぎると安定した制御結果が得られなくなる。
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小問 8
問題 19-8
制御系において、制御量が目標値の付近で周期的に変動してシステムが不安定な状態になることである。最も単純な制御方式である ON/OFF 制御では、なくすことが困難であるが、操作量が制御量の変化に比例する P 制御を行うことで発生を抑制する効果がある。
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小問 9
問題 19-9
制御システムの周波数特性を評価するツールとして「ボード線図」を用いた場合、位相特性が –180°となる角周波数におけるゲイン特性の値と 0［dB］との差を読み取ることによって、制御系の安定性を判断するための指標として使用される。
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小問 10
問題 19-10
ある制御系に入力を与えたとき、制御系の特性や外乱の影響により、十分時間が経過した後に制御量と目標値との間で生じる差のことであり、安定な制御系で定義される。
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