目指せ！エネルギー管理士 電気分野

プロセス制御を行うため，図 1 に示す定値制御のフィードバック制御系を考える。ここで，$P(s)$ は安定な制御対象であり，$K(s)$ は制御器，$r$ は目標値，$y$ は制御量である。この制御系において，$K(s)$ として PID 制御器を用いる際に，図 2 のオペアンプで構成される電子回路で実現することを考える。

オペアンプは理想素子であるとして，入力インピーダンスは無限大とする。図 2 の $V_\text{i}$ は入力電圧，$V_\text{O}$ は出力電圧，$R_1$，$R_2$ は抵抗，$C_1$，$C_2$ はコンデンサ，$V_\text{+}$ はオペアンプの非反転入力電圧，$V_\text{-}$ は反転入力電圧，$I_\text{i}$ は入力端における電流，$I_\text{O}$ は帰還回路の電流である。また，$C_1$，$C_2$ の電圧の初期化機能も持っているものとするが，図 2 では省略する。

1) 抵抗 $R_1$ とコンデンサ $C_1$ の並列接続部分の合成インピーダンス $Z_\text{i}$ と，抵抗 $R_2$ とコンデンサ $C_2$ の直列接続部分の合成インピーダンス $Z_\text{O}$ を，ラプラス演算子 $s$ を用いて表現すると，$Z_\text{i}$ 及び $Z_\text{O}$ は次式で表される。

\[ Z_\text{i}=\frac{R_1}{R_1 C_1 s +1} \] \[ Z_\text{O}=\frac{R_2 C_2 s + 1}{C_2 s} \]

2) ここで，オペアンプは理想素子であり，$V_\text{+}=V_\text{-}=0$，$I_\text{i}=I_\text{O}$ が成り立つ。このとき，入力電圧 $V_\text{i}$ のラプラス変換を $V_\text{i}(s)$，出力電圧 $V_\text{O}$ のラプラス変換を $V_\text{O}(s)$ とすると，$V_\text{i}(s)$ から $V_\text{O}(s)$ までの伝達関数 $G(s)$ は次式で表される。

\[ G(s)=\frac{V_\text{O}(s)}{V_\text{i}(s)}=-\frac{R_1 C_1 R_2 C_2 s^2 + (R_1 C_1 + R_2 C_2 )s + 1}{R_1 C_2 s} \]

3) 次に，このオペアンプ回路を制御系の PID 制御器として使用するために，2) で得られた伝達関数の符号を反転し，$\displaystyle K(s)=-\frac{V_\text{O}(s)}{V_\text{i}(s)}=K_1 +\frac{K_2}{s}+K_3 s$ とする。このとき，$K_2$ は $\displaystyle \frac{1}{R_1 C_2}$，$K_3$ は $R_2 C_1$ となる。

4) オペアンプを PID 制御器として動作させたとき，フィードバック系において外乱による定常偏差を低減するのは積分動作であり，そのゲインは $K(s)$ の式中の $K_2$ である。

企業や組織が保有している情報資産の安全性を確保するためには，情報セキュリティ管理が重要である。

1) その三要素は機密性，完全性，可用性であり，そのうち完全性とは情報が破壊，改ざん，消去されない状態を確保することである。

2) 情報資産の安全性を脅かす脅威を排除するために企業や組織が作成する規定を情報セキュリティポリシーと呼ぶ。

3) セキュリティを確保する対策としては，暗証暗号やパスワード認証などを使用するユーザー認証と，ファイアウォールなどを利用するアクセス制御がある。

半導体メモリは読み書きが可能な RAM と，読み取り専用の ROM に分類される。さらに RAM の種別としては，高速で消費電流も少ないが大容量化が困難な SRAM と，時間が経つと記憶内容が消えてしまうためリフレッシュ動作が必要な DRAM などがある。