38PM62｜第38回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

4

この問題のポイント

この問題では、ネガティブフィードバック制御の基本が問われています。

小項目の正誤は次のように整理します。

• ａ：誤り
• ｂ：誤り
• ｃ：正しい
• ｄ：正しい
• ｅ：誤り

したがって、ｃ、ｄを含む選択肢4が正答です。

解説

ネガティブフィードバック制御は、出力を測定し、その値を目標値と比較して、ずれを小さくするように制御する方法です。

基本的な流れは次の通りです。

• 目標値を設定する
• 出力、つまり制御量を測定する
• 目標値と制御量の差、つまり偏差を求める
• 偏差が小さくなるように操作量を調整する

この仕組みにより、目標値が変化しても、その変化に追従して制御できます。また、外乱が加わって出力がずれても、そのずれを検出して修正できます。

一方、開ループ制御では出力を戻して比較しないため、出力の測定は基本的に制御動作に使われません。ネガティブフィードバック制御は閉ループ制御です。

ひっかけポイント
フィードバック制御は「出力を戻して比較する」制御です。出力の計測が不要な開ループ制御とは区別します。

医療機器でのイメージ
人工呼吸器、輸液ポンプ、体温管理装置などでは、目標値と実測値のずれを監視しながら制御する考え方が使われます。制御工学は医療機器の安全動作を理解する基礎です。

選択肢の確認

1．誤り。
選択肢1はａ、ｂの組合せです。ネガティブフィードバック制御は開ループではなく閉ループ制御であり、出力の計測が必要です。

2．誤り。
選択肢2はａ、ｅの組合せです。ａもｅも誤りです。ネガティブフィードバック制御は外乱の影響を補正しやすい制御です。

3．誤り。
選択肢3はｂ、ｃの組合せです。ｃは正しいですが、ｂが誤りです。出力を計測して目標値と比較します。

4．正しい。
選択肢4はｃ、ｄの組合せです。ネガティブフィードバック制御では、目標値が変化しても制御でき、目標値と制御量の差を用いて制御します。

5．誤り。
選択肢5はｄ、ｅの組合せです。ｄは正しいですが、ｅが誤りです。ネガティブフィードバック制御は外乱の影響を補正しやすい特徴があります。

覚えるポイント

• ネガティブフィードバック制御は閉ループ制御です。
• 出力、つまり制御量を測定します。
• 目標値と制御量の差を偏差といいます。
• 偏差を小さくするように制御します。
• 外乱に対して補正しやすいことが特徴です。