- 自動制御は「出たら捨てる」分野だと思っている
- 伝達関数、ブロック線図、ボード線図、ナイキスト線図……範囲が広すぎて何から手をつけていいかわからない
- A問題（5点）は取れるけど、B問題（10点）になると手が止まる
- そもそも「今回の問題がどのパターンか」を判別する方法がわからない
- 過去15回分の出題データから抽出した6つの出題パターン（A〜F）
- 問題を見た瞬間に「どの解法を使うか」を判別するフローチャート
- 各パターンの解法テンプレートと対応する学習記事リンク
- 自動制御シリーズ全記事の学習ロードマップ（初心者が迷わない読み順）
- 試験当日の時間配分戦略と「攻める順番」
この記事は、当ブログの自動制御シリーズの総まとめ記事です。
電験三種の機械科目で、自動制御はA問題（問13 or 問14）で5点、B問題の選択（問17 or 問18）で10点、合計最大15点を占めます。機械科目の合格ラインは60点。この15点は「捨てるにはあまりに大きく、取れれば合格にグッと近づく」ポイントです。
「自動制御は難しい」と思われがちですが、過去問を分析すると出題パターンはわずか6つしかありません。パターンを知り、それぞれに対応する解法テンプレートを体に染み込ませれば、試験本番で「この問題、見たことある」状態を作れます。
初めて自動制御を勉強する方はこの記事を「地図」として使ってください。すでに学習中の方は「抜けがないか」のチェックリストとして使ってください。
目次
自動制御の全体像 ─ 機械科目の中での位置づけと配点
機械科目の出題構成と自動制御の配点
機械科目は全18問（A問題14問＋B問題4問）で構成されています。自動制御の出題位置は年度によって多少変わりますが、おおむね以下のパターンが定着しています。
| 問題番号 | 区分 | 配点 | 自動制御の出題 |
|---|---|---|---|
| 問1〜問14 | A問題（必須） | 各5点 | 問13付近で1問出題 （用語・知識 or 簡単な計算） |
| 問15〜問16 | B問題（必須） | 各10点 | ほぼ出題なし （4機・パワエレが中心） |
| 問17〜問18 | B問題（選択） | 各10点 （2問中1問を選択） |
高確率で1問出題 （ブロック線図 or ボード線図 or ナイキスト） |
自動制御で学ぶ内容の全体マップ
自動制御で出題される知識は、大きく分けると以下の5つの柱に整理できます。
（FB制御・FF制御・PID等）
（1次遅れ・時定数τ）
（ボード線図）
（ナイキスト線図）
「範囲が広い」と感じるのは、この5つの柱がバラバラに見えるからです。しかし、実際には「柱①が基礎→柱②③④⑤が応用」という構造になっています。基礎用語を押さえれば、応用問題も「どの柱の話か」を判別するだけで解法が決まります。
過去15回の出題一覧表 ─ データが語る「本当の出題傾向」
百聞は一見にしかず。R7上期〜H30（過去15回分）の自動制御の出題を一覧表にしました。「どのパターンが何回出たか」を数えてみてください。
| 年度 | 問番号 | 区分 | 出題内容 | パターン | 配点 |
|---|---|---|---|---|---|
| R7上 | 問13 | A | フィードバック制御系における安定性評価（穴埋め） | A 用語 | 5点 |
| 問18 | B選択 | 一巡伝達関数およびナイキスト線図（計算） | F ナイキスト | 10点 | |
| R6下 | 問13 | A | PID制御に関する穴埋め | A 用語 | 5点 |
| R6上 | 問13 | A | 自動制御の分類と特徴（穴埋め） | A 用語 | 5点 |
| R5下 | 問13 | A | ボード線図の読み取り（計算） | E ボード線図 | 5点 |
| 問18 | B選択 | ブロック線図における周波数伝達関数（計算） | D ブロック線図 | 10点 | |
| R5上 | 問13 | A | RL回路の周波数伝達関数（計算） | C 回路→伝達関数 | 5点 |
| R4下 | 問14 | A | メカトロニクスの概要と構成要素（穴埋め） | A 用語 | 5点 |
| 問15 | B必須 | RLC回路の伝達関数とボード線図（計算） | E ボード線図 | 10点 | |
| R4上 | 問15 | B必須 | フィードバック制御系の一巡伝達関数（計算） | F ナイキスト | 10点 |
| R3 | 問13 | A | RC回路の一次遅れ要素（穴埋め） | B 過渡応答 | 5点 |
| R2 | 問17 | B選択 | 周波数伝達関数のボード線図とブロック線図（計算） | D+E 複合 | 10点 |
| R1 | 問13 | A | RL回路の周波数伝達関数（計算） | C 回路→伝達関数 | 5点 |
| H30 | 問13 | A | 自動制御に関する基礎用語（穴埋め） | A 用語 | 5点 |
| 問18 | B選択 | フィードバック制御系のブロック線図と伝達関数（計算） | D ブロック線図 | 10点 |
パターン別の出題回数ランキング
| 順位 | パターン | 出題頻度 | 難易度 | 優先度 |
|---|---|---|---|---|
| 🥇 | A：用語・知識問題 | ★★★★★ | 易 | 最優先 |
| 🥈 | D：ブロック線図（等価変換・伝達関数） | ★★★★ | 中 | 最優先 |
| 🥉 | E：ボード線図（ゲイン・位相の読み取り） | ★★★★ | 中 | 高 |
| 4 | C：回路→伝達関数の導出 | ★★★ | 中 | 高 |
| 5 | F：ナイキスト線図（安定判別） | ★★★ | 難 | 中 |
| 6 | B：過渡応答（時定数・ステップ応答） | ★★ | 易 | 中 |
A問題（5点）はほぼ毎回「用語・知識問題」です。暗記で確実に5点取れます。B問題（10点）はブロック線図 or ボード線図 or ナイキストのいずれか。この3つのうち2つを押さえれば、B選択問題で「自動制御」を選べる確率が格段に上がります。
問題判別フローチャート ─ 10秒で「どの解法か」を判定する
試験本番で最も重要なのは、「この問題がどのパターンか」を瞬時に見抜くことです。以下のフローチャートを暗記してください。問題文を見た瞬間に分岐を辿れば、正しい解法テンプレートにたどり着きます。
判別フローチャート
・PID制御（比例・積分・微分）
・メカトロニクス / シーケンス制御
・安定性の評価（ゲイン余裕・位相余裕）
このフローチャートを試験前に3回復唱するだけで、本番の初動が変わります。自動制御の問題は「何を聞かれているかわからない」が最大の敵。問題を開いた瞬間に「図あり → ブロック線図 → パターンD → 等価変換の手順を使う」と判断できれば、あとは手を動かすだけです。
パターン別 解法テンプレートと対応記事リンク
ここからは、6つの出題パターンそれぞれについて「何を覚え、どう解くか」をまとめます。各パターンの詳細解説記事へのリンクも載せているので、苦手なパターンから潰していってください。
出題頻度：ほぼ毎回出題。A問題として最も安定した得点源。
覚えるべきキーワード：
解法テンプレート：暗記のみ。過去問の選択肢を5年分読み込めば、ほぼ同じ文言で再出題される。
出題頻度：数年に1回程度。A問題で出題されることが多い。
覚えるべき公式：
ステップ応答 y(t) = K(1 - e-t/τ)
t = τ のとき最終値の 63.2% に到達
解法テンプレート：回路のR, L, C値から τ を計算 → ステップ応答の式に代入 → 特定の時刻の出力値を求める。
出題頻度：2〜3年に1回。RL回路やRC回路が頻出。
覚えるべき公式：
インピーダンスで分圧の式を立てる
R → R, L → sL, C → 1/sC に置き換える
解法テンプレート：①回路の入出力を確認 → ②各素子をsのインピーダンスに変換 → ③分圧の式で伝達関数を導出 → ④s = jω に置き換えて周波数特性を求める。
出題頻度：B問題の定番。高配点10点の主戦場。
覚えるべき公式：
並列結合：G₁ ± G₂
フィードバック結合：G / (1 + GH)
（負のFBなら +、正のFBなら -）
解法テンプレート：①ブロック線図を「内側のループ」から縮退 → ②直列・並列・FBの公式で1つの箱に統合 → ③全体の伝達関数 C(s)/R(s) を求める → ④必要に応じて特定の周波数での値を計算。
出題頻度：A問題・B問題のどちらでも出題される重要パターン。
覚えるべきポイント：
折れ点周波数 ω = 1/T
1次遅れ：-20dB/dec で降下、位相 0°→-90°
積分要素：-20dB/dec で降下（ω全域）、位相 -90° 固定
解法テンプレート：①伝達関数の次数と要素を分解 → ②各要素のゲイン・位相を重ね合わせる → ③折れ点周波数でグラフの形が変わるポイントを確認 → ④ゲイン余裕・位相余裕を読み取る。
出題頻度：数年に1回のB問題。R7上期問18、R4上期問15で出題。
覚えるべきポイント：
ナイキスト線図が (-1, j0) を囲む → 不安定
負の実軸交点が (-1) の右 → GM > 0dB → 安定
解法テンプレート：①一巡伝達関数を確認 → ②始点（ω=0）を特定 → ③最終位相（分母の次数 × -90°）を計算 → ④虚数部=0のωを求めて実軸交点を計算 → ⑤(-1, j0)との位置関係を判定。
学習ロードマップ ─ ゼロから自動制御で15点を取るまでの全手順
「何から手をつければいいかわからない」方のために、当ブログの自動制御シリーズ記事をおすすめの学習順序で並べました。上から順に読み進めてください。
PHASE 1：基礎用語を押さえる（目安：2〜3時間）── これだけでA問題5点
PHASE 2：伝達関数とブロック線図を攻略する（目安：5〜8時間）── B問題10点の主戦場
PHASE 3：周波数応答と安定判別を仕上げる（目安：5〜8時間）── ボード線図・ナイキスト線図
試験当日の時間配分戦略 ─ 自動制御を「どの順番で解くか」
機械科目の時間配分（90分）
機械科目は90分で18問（A問題14問＋B問題4問）を解きます。ただし、B問題の問17・問18は2問中1問を選択するため、実質17問です。
| フェーズ | 対象 | 目安時間 | ポイント |
|---|---|---|---|
| ① 最初 | A問題の知識問題 （自動制御の問13含む） |
20分 | 知識問題は「瞬殺」で通過。考えてもわからないものは飛ばす。 |
| ② 中盤 | A問題の計算問題 | 30分 | 得意分野から解く。1問3〜4分を目安に。 |
| ③ 後半 | B問題（必須） 問15・問16 |
20分 | 1問10分を目安。途中計算を丁寧に。 |
| ④ 終盤 | B問題（選択） 問17 or 問18 （自動制御はここ） |
15分 | まず2問とも読み、パターンを判別。 「確実に解ける方」を選ぶ。 |
| ⑤ 最後 | 見直し・マーク確認 | 5分 | マークミスが命取り。CBTでも確認は必須。 |
B問題（選択）の判断基準 ─ 「自動制御」を選ぶか「照明 / 情報」を選ぶか
B問題の問17・問18は、自動制御と「照明 or 情報 or 電熱」の2問から1問を選ぶ形式です。本番で迷わないために、以下の判断基準を持っておきましょう。
✅ 自動制御を選ぶべきとき
- パターン（D, E, F）を判別でき、解法テンプレートが頭に入っている
- ブロック線図 or ボード線図の問題で、過去問の類題を解いたことがある
- 部分点ではなく完答を狙える自信がある
⚠️ 他の選択肢を選ぶべきとき
- 問題を見て「パターンがわからない」場合
- 分母の展開で計算ミスを連発しそうなとき
- 照明（照度計算）や情報（論理回路）のほうが確実に解ける場合
B選択問題で「どちらも中途半端に解き始めて、どちらも完答できない」のが最悪のパターンです。問題を読んだ瞬間に「こっち」と決め、10分間はその1問に集中してください。迷う時間は1分以内です。
ポチップ
「時間がない人」のための最小投資戦略 ─ 3時間で5点を確保する
「自動制御に何十時間もかけられない」という方に向けて、コストパフォーマンスが最も高い学習プランを提案します。
最小投資プラン（3時間で5点）
当ブログのSTEP 1〜3（自動制御の基本用語・FB制御・PID制御）の記事を通読する。
過去5年分のA問題（自動制御の問13付近）を解く。答え合わせ後、間違えた選択肢の文言を暗記する。
もう一度同じ過去問を解き直す。全問正解できるまで繰り返す。
この3時間でA問題5点はほぼ確実に取れるようになります。機械科目全体の学習時間が限られている場合でも、自動制御のA問題だけは「捨てない」が鉄則です。
フル投資プラン（15〜20時間で15点）
B問題（10点）まで狙う場合は、前述のロードマップ PHASE 1〜3 を全て消化し、さらに過去問のB問題を5問以上解いてください。ブロック線図とボード線図を優先的に攻略し、ナイキスト線図は余裕があれば取り組みましょう。
4機（直流機・誘導機・同期機・変圧器）の学習に100時間かけても追加得点は10〜15点程度。一方、自動制御は15〜20時間で15点を狙える。時間あたりの期待得点は自動制御のほうが高いのです。「4機で点が伸び悩んでいる」方こそ、自動制御に投資する価値があります。
まとめ ─ 自動制御攻略の全体像を30秒で振り返る
| 配点 | A問題 5点 ＋ B問題 10点 ＝ 最大15点（合格ラインの25%） |
| 出題パターン | A：用語 / B：過渡応答 / C：回路→伝達関数 / D：ブロック線図 / E：ボード線図 / F：ナイキスト の6つ |
| 判別方法 | 「図の有無」→「何の図か」で10秒で判別 |
| 最優先 | パターンA（用語）とD（ブロック線図）。この2つで5点〜15点を確保。 |
| 学習時間 | 最小3時間（5点確保）〜フル20時間（15点狙い） |
| 本番の戦略 | B選択は「パターンを見た瞬間に判断」。1分以内に選び、残りは計算に全振り。 |
自動制御は「難しい」のではなく「範囲が整理されていないから難しく見える」だけです。この記事で全パターンの地図を手に入れた今、あとは各パターンの記事を読み、過去問を数問解くだけです。
「15点を捨てる受験生」と「15点を取りに行く受験生」。合格発表の日、どちらの側にいたいですか？
📚 まず読むべき記事（学習ロードマップ順）
自動制御シリーズの入口。まずはここから。パターンA（用語問題）はこれで5点確保。
B問題の主戦場。パターンD（ブロック線図）の攻略に必須。
パターンE（ボード線図）の攻略。ゲイン余裕・位相余裕の読み方もここで。
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仕事をしながら電験の勉強を続けるのは、正直しんどいですよね。「何のためにこんなことやってるんだろう」と思う夜もあると思います。でも、その地道さが必ずキャリアを変えます。もし「この資格を取ったら本当に何か変わるのか？」と迷っているなら、下の記事を読んでみてください。