2026年版・1-9

自動制御:フィードバック制御とシーケンス制御の一問一答

1級電気工事施工管理技士(第一次検定)「電気工学」から、自動制御:フィードバック制御とシーケンス制御に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験には五肢択一の問題も含まれますが、ここでは4択で出題しています。

問11-9

フィードバック制御に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①あらかじめ定めた順序に従って、制御の各段階を1つずつ順に進める。
  • ②制御量を検出せずに、決められた操作量を一方的に加える。
  • ③制御量を目標値と比べ、その差をなくすように訂正動作を行う。
  • ④制御量は検出せず、外乱だけを検出して操作量を修正する。
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正解 ③制御量を目標値と比べ、その差をなくすように訂正動作を行う。
解説
フィードバック制御は、制御量(例:室温)を検出して目標値(例:設定温度)と比較し、その差(偏差)をなくすように操作量を調整する制御です。外乱で制御量がずれても、それを検出して訂正できることが特徴です。

他の選択肢について
・あらかじめ定めた順序に従う:これはシーケンス制御の説明です。
・検出せずに一方的に加える:これは開ループ制御(フィードバックのない制御)です。
・外乱だけを検出して修正:これはフィードフォワード制御の説明です。フィードバック制御は、制御量を検出して目標値と比べます。

覚え方のポイント
「フィードバック=比べて直す(閉ループ)」「シーケンス=順番に進める」。空調の温度制御はフィードバック、エレベーターの運転手順はシーケンスの代表例です。
問21-9

シーケンス制御の例として、最も適当なものはどれか。

  • ①空調機による室内の温度の一定制御
  • ②電圧調整器による出力電圧の一定の制御
  • ③自動操縦装置による航空機の針路の保持
  • ④全自動洗濯機の給水から脱水までの運転
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正解 ④全自動洗濯機の給水から脱水までの運転
解説
シーケンス制御は、あらかじめ定められた順序や条件に従って、制御の各段階を逐次進めていく制御です。全自動洗濯機の給水→洗い→すすぎ→脱水のように、決められた手順を順番に実行するものが代表例です。

他の選択肢について
・室内温度の一定制御:温度を測って設定値と比べて調整するフィードバック制御です。
・出力電圧の一定制御:電圧を検出して目標値と比べるフィードバック制御です。
・航空機の針路の保持:針路のずれを検出して修正するフィードバック制御です。

覚え方のポイント
「一定に保つ=フィードバック」「手順を進める=シーケンス」。問題文の「一定」「保持」という語はフィードバック制御の目印です。
問31-9

フィードバック制御系の構成要素に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①検出部は、制御量を検出してフィードバック信号に変える部分。
  • ②操作部は、目標値と制御量を比較して偏差を求める部分。
  • ③調節部は、制御対象に直接働きかけて制御量を変える部分。
  • ④制御対象は、制御系の目標値を設定するための装置のことである。
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正解 ①検出部は、制御量を検出してフィードバック信号に変える部分。
解説
フィードバック制御系は、目標値を設定する設定部、目標値とフィードバック信号を比較する比較部、偏差に応じて操作信号を作る調節部、操作量を制御対象に加える操作部、制御量を検出してフィードバック信号に変える検出部などで構成されます。

他の選択肢について
・操作部は比較して偏差を求める:比較するのは比較部です。操作部は操作量を制御対象に加える部分です。
・調節部は制御対象に直接働きかける:直接働きかけるのは操作部です。調節部は偏差に応じた操作信号を作ります。
・制御対象は目標値を設定する装置:制御対象は制御される機械・プロセスそのものです。

覚え方のポイント
信号の流れは「目標値→比較部→調節部→操作部→制御対象→制御量→検出部→比較部へ戻る」。調節部と操作部をまとめて制御要素といいます。
問41-9

2つの入力A・Bがともに「1」のときだけ出力が「1」となる論理回路として、最も適当なものはどれか。

  • ①OR回路
  • ②AND回路
  • ③NOT回路
  • ④NOR回路
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正解 ②AND回路
解説
AND回路(論理積)は、すべての入力が「1」のときだけ出力が「1」になる回路です。リレー回路では、2つの接点を直列に接続した回路に当たります。

他の選択肢について
・OR回路:入力のどれか1つでも「1」なら出力が「1」になります。接点の並列接続に当たります。
・NOT回路:入力を反転する回路で、入力は1つです。
・NOR回路:ORの出力を反転した回路で、すべての入力が「0」のときだけ出力が「1」になります。

覚え方のポイント
「AND=直列=全部そろって1」「OR=並列=どれか1つで1」。NAND・NORは、それぞれAND・ORの出力を反転したものです。
問51-9

2入力のNAND回路の動作に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①入力A・Bがともに「0」のときだけ、出力が「1」になる。
  • ②入力A・Bのどちらか一方が「1」のとき、出力が「0」になる。
  • ③入力A・Bがともに「1」のときだけ、出力が「0」になる。
  • ④入力A・Bの値にかかわらず、出力は常に「1」になる。
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正解 ③入力A・Bがともに「1」のときだけ、出力が「0」になる。
解説
NAND回路は、AND回路の出力を反転した回路です。ANDは入力がともに「1」のときだけ「1」を出すので、NANDは入力がともに「1」のときだけ「0」を出し、それ以外はすべて「1」を出します。

他の選択肢について
・ともに「0」のときだけ出力が「1」:これはNOR回路の動作です。
・どちらか一方が「1」で出力が「0」:どちらか一方だけが「1」のとき、NANDの出力は「1」です。
・常に「1」:入力がともに「1」のときは「0」になります。

覚え方のポイント
真理値表を書くのが確実です。NAND:00→1、01→1、10→1、11→0。NAND回路だけで、あらゆる論理回路を組み立てられます。
問61-9

電動機の運転回路で用いられる自己保持回路に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①押しボタンを押している間だけ電動機が運転し、離すと停止する回路である。
  • ②2台の電動機が同時に運転しないように、互いに阻止し合う回路である。
  • ③設定した時間が経過すると、自動的に電動機を止める回路である。
  • ④始動ボタンを離しても、電磁接触器の補助接点により運転が続く回路である。
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正解 ④始動ボタンを離しても、電磁接触器の補助接点により運転が続く回路である。
解説
自己保持回路は、始動用押しボタン(a接点)と並列に電磁接触器自身の補助a接点を接続した回路です。押しボタンを押すと電磁接触器が動作し、その補助接点が閉じるため、押しボタンを離しても電磁接触器は励磁されたまま運転が続きます。停止用押しボタン(b接点)を押すと自己保持が解け、停止します。

他の選択肢について
・押している間だけ運転:これは寸動(インチング)運転の回路です。
・互いに阻止し合う回路:これはインタロック回路です。正転・逆転の同時投入を防ぐ目的などで使います。
・時間が経過すると停止:これはタイマ(限時継電器)を用いた回路です。

覚え方のポイント
「自己保持=始動ボタンと並列に自分の補助a接点」「インタロック=相手側の回路に自分のb接点」。回路図での接点の位置で見分けます。
問71-9

インタロック回路の主な目的として、最も適当なものはどれか。

  • ①相反する動作が同時に行われないよう互いに阻止する。
  • ②始動用の押しボタンを離しても、運転を継続させておく。
  • ③電源電圧の変動を検出して、出力電圧を一定に保つ。
  • ④電動機の回転速度を、連続的に滑らかに変化させる。
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正解 ①相反する動作が同時に行われないよう互いに阻止する。
解説
インタロック回路は、ある機器が動作しているときに、それと相反する機器が動作しないように互いに阻止する回路です。例えば電動機の正転・逆転回路では、両方の電磁接触器が同時に投入されると電源が短絡するため、互いの回路にもう一方のb接点を入れて同時投入を防ぎます。

他の選択肢について
・押しボタンを離しても運転を継続:これは自己保持回路の目的です。
・電圧を一定に保つ:これはフィードバック制御による電圧調整です。
・回転速度を連続的に変える:これはインバータなどによる速度制御です。

覚え方のポイント
「インタロック=同時に動かさない(安全のための鍵)」。受電設備の断路器と遮断器の操作順序を守らせる機械的インタロックもあります。
問81-9

PID制御に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①比例動作だけで制御すれば、定常偏差は必ず0にすることができる。
  • ②積分動作は、比例動作だけでは残る定常偏差をなくす働きをもつ。
  • ③微分動作は、偏差の累積値に比例した操作量を出す動作である。
  • ④積分動作は、偏差の変化の速さに比例した操作量を出す動作である。
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正解 ②積分動作は、比例動作だけでは残る定常偏差をなくす働きをもつ。
解説
PID制御は、比例(P)・積分(I)・微分(D)の3つの動作を組み合わせた制御です。比例動作は偏差に比例した操作量を出しますが、それだけでは定常偏差(オフセット)が残ります。積分動作は偏差の累積に比例した操作量を出してオフセットをなくし、微分動作は偏差の変化の速さに比例した操作量を出して、急な変化に素早く対応します。

他の選択肢について
・比例動作だけで定常偏差は0:比例動作だけではオフセットが残ります。
・微分動作は偏差の累積に比例:累積(積分)に比例するのは積分動作です。
・積分動作は変化の速さに比例:変化の速さに比例するのは微分動作です。

覚え方のポイント
「P=今のずれ、I=過去のずれの累積(オフセット除去)、D=ずれの変化(先読み)」。IとDの取り違えがひっかけの定番です。
問91-9

2位置制御(オンオフ制御)に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①操作量を偏差に比例して連続的に変化させる制御である。
  • ②偏差の累積に応じて操作量を変え、定常偏差をなくす制御である。
  • ③操作量をオンとオフの2つの状態で切り換える制御である。
  • ④動作すき間を小さくするほど、オンオフの切換え回数は減る。
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正解 ③操作量をオンとオフの2つの状態で切り換える制御である。
解説
2位置制御は、制御量が設定値より低ければオン、高ければオフのように、操作量を2つの状態だけで切り換える制御です。構造が簡単で安価なため、電気こたつやアイロンのサーモスタットなど身近な機器で広く使われます。オン・オフの切換えが頻繁になりすぎないよう、動作すき間(ディファレンシャル)を設けるため、制御量は目標値の上下で周期的に変動します。

他の選択肢について
・偏差に比例して連続的に変化:これは比例動作(P動作)です。
・偏差の累積に応じて操作量を変える:これは積分動作(I動作)の説明です。2位置制御では、切換えのたびに制御量が目標値の上下に変動します(サイクリング)。
・動作すき間を小さくすると切換え回数が減る:動作すき間を小さくするほど制御量の変動は小さくなりますが、オンとオフの切換えは頻繁になり、接点や機器の寿命が短くなります。

覚え方のポイント
「オンオフ制御=簡単・安価・ただし制御量が上下に揺れる」。精密に一定に保ちたい場合はPID制御を使います。
問101-9

フィードフォワード制御に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①制御量のずれが生じてから、それを検出して修正する制御である。
  • ②あらかじめ決めた順序に従って、段階的に制御を進める制御である。
  • ③偏差の変化の速さに応じて操作量を加える、微分動作のことである。
  • ④外乱を検出し、制御量に影響が出る前に先回りして操作量を直す。
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正解 ④外乱を検出し、制御量に影響が出る前に先回りして操作量を直す。
解説
フィードフォワード制御は、外乱(例:外気温の変化)を検出し、それが制御量に影響を与える前に先回りして操作量を修正する制御です。応答は速いものの、予測できない外乱には対応できないため、一般にフィードバック制御と組み合わせて使われます。

他の選択肢について
・ずれが生じてから修正:これはフィードバック制御の説明です。
・順序に従って段階的に進める:これはシーケンス制御の説明です。
・偏差の変化の速さに応じる微分動作:微分動作(D動作)はフィードバック制御の中で偏差の変化を見る動作です。フィードフォワード制御は、偏差が生じる前に外乱そのものを検出して先回りする点が異なります。

覚え方のポイント
「フィードフォワード=先回り(外乱を見る)」「フィードバック=後追い(結果を見る)」。両者を組み合わせると、速さと正確さを両立できます。

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※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

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