ミニテスト 建築物環境衛生管理技術者

自動制御と流体力学 ミニテスト【第3回】

自動制御と流体力学」の内容から出題するミニテスト第3回(全5問)です。PID制御の組合せ・フィードバック制御の弱点・レイノルズ数・ピトー管の使い方など発展5問に挑戦しましょう。

自動制御と流体力学 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

PID制御の組合せに関する記述として、正しいものはどれか。

(1)PI制御ではオフセットが残る
(2)PD制御ではオフセットが解消される
(3)PI制御ではP制御のオフセットをI制御が解消する
(4)PID制御はP制御より精度が低い
(5)D制御を追加するとオフセットが解消される

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正解:(3)PI制御ではP制御のオフセットをI制御が解消する
PI制御はP(比例)制御にI(積分)制御を追加した方式で、P制御で残るオフセットをI制御が解消します。PD制御はP制御にD(微分)制御を追加した方式で、応答は速くなりますがオフセットは残ります。D制御は応答速度を上げるもので、オフセット解消の機能はありません。PID制御は3つを組み合わせた最も高精度な方式です。

第2問

フィードバック制御に関する記述として、誤っているものはどれか。

(1)制御結果を測定して修正する方式である
(2)空調の温度制御の基本はフィードバック制御である
(3)外乱に対する応答は速い
(4)フィードフォワード制御と併用するのが一般的である
(5)室温が上がったことを検知してから冷房を強める

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正解:(3)外乱に対する応答は速い
フィードバック制御は結果を測定してから修正する方式のため、外乱に対する応答は遅いのが欠点です。「応答が速い」は誤りで、応答が速いのはフィードフォワード制御(外乱を予測して先に対処)です。ただしフィードバック制御は結果を見て確実に修正できるため、空調の基本として使われ、フィードフォワード制御と併用するのが一般的です。

第3問

レイノルズ数に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)レイノルズ数は管径に依存しない
(2)レイノルズ数が小さいと乱流になる
(3)レイノルズ数は流速・管径・動粘度から決まる
(4)レイノルズ数が大きいと層流になる
(5)レイノルズ数は温度に全く影響されない

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正解:(3)レイノルズ数は流速・管径・動粘度から決まる
レイノルズ数流速 × 管径 ÷ 動粘度で計算されます。管径が大きいほど、流速が速いほどレイノルズ数は大きくなり、乱流になりやすくなります。レイノルズ数が小さいと層流、大きいと乱流です。動粘度は温度によって変化するため、温度の影響も間接的に受けます。

第4問

ダクト内の風速測定に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)室内の微風速測定にはピトー管が最適である
(2)ピトー管は全圧と静圧の差から動圧を求め、風速を算出する
(3)熱線式風速計はダクト内の高速気流の測定に最適である
(4)ピトー管は温度を測定する器具である
(5)室内の気流測定にはピトー管を使用する

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正解:(2)ピトー管は全圧と静圧の差から動圧を求め、風速を算出する
ピトー管は全圧と静圧を同時に測定し、その差(動圧)から風速を算出するダクト内風速測定用の計測器です。室内の微風速測定には熱線式風速計が最適で、ピトー管は室内の微風速測定には向きません。用途に応じた使い分けが重要です。

第5問

自動制御と流体力学に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)二位置制御はPID制御より高精度である
(2)ハンチングとはオフセットのことである
(3)BEMSは空調のみの管理に限定されるシステムである
(4)比例制御ではオフセットが残るが、積分制御を追加すると解消できる
(5)乱流の圧力損失は流速に比例する

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正解:(4)比例制御ではオフセットが残るが、積分制御を追加すると解消できる
比例制御(P制御)では設定値に対して一定のズレ(オフセット)が残りますが、積分(I)制御を追加するとオフセットを解消できます。二位置制御はPID制御より精度が低い。ハンチングは二位置制御でのON/OFF繰り返し現象で、オフセットとは別物です。BEMSは空調+照明+電力の一元管理。乱流の圧力損失は流速の2乗に比例します。

解説記事で知識を復習しましょう。

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