第三種電気主任技術者の過去問
令和4年度(2022年)上期
機械 問15(1)

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和4年度(2022年)上期 機械 問15(1) (訂正依頼・報告はこちら)

図は、出力信号yを入力信号xに一致させるように動作するフィードバック制御系のブロック線図である。次の問に答えよ。

図において、K=5、T=0.1として、入力信号からフィードバック信号までの一巡伝達関数(開ループ伝達関数)を表す式を計算し、正しいものを次の(1)~(5)から一つ選べ。
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この過去問の解説 (2件)

01

一巡伝達関数(開ループ伝達関数)の式を求める計算問題です。

計算に必要な値は以下の通りです。

 K = 5

 T = 0.1

 ①の伝達関数:U(jω)

 ②の一巡伝達関数:G(jω)

選択肢2. 解答選択肢の画像

◆図に示す①の伝達関数を求めます。

 U(jω)= 制御対象の伝達関数の項/(1+フィードバックの回路で出る全ての項) ※1

  = (1/jωT)/{1+(1/jωT)}

  = (1/jωT)/{(jωT+1)/jωT} ※2

  = 1/(1+jωT)

※1 分母が(1+フィードバックの回路で出る全ての項)となっているのは、フィードバックがマイナスで入っているためです。

※2 分母をjωTで通分しています。

◆②の一巡伝達関数を求めます。

下図にあるように、一巡伝達関数(開ループ伝達関数)はフィードバックがない回路の伝達関数を示しています。

したがって、この回路の一巡伝達関数は

 G(jω) = K×U(jω)

  = K/(1+jωT)

  = 5/(1+jω0.1)

となります。

解説の画像

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02

フィードバック制御系のブロック線図に関する問題です。

選択肢2. 解答選択肢の画像

1/jωTがフィードバックされており、

 (1/jωT) / (1 + (1/jωT)) = 1/(1+jωT)

であることが分かります。

制御器のKとは、直列状態にあり、

 K・1/(1+jωT) = K/(1+jωT)

です。

したがって、

 5 / (1 + 0.1jω)

となります。

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