1.直流モーターふつう
k = 0.4 N·m/A、Ra = 2 Ω の直流モーターを 120 V につなぎます。速度 0 でのトルク、すなわち拘束トルク Tstall を求めなさい。
V = 120 Vk = 0.4 N·m/ARa = 2 Ω
Tstall = N·m
2.直流モーターむずかしい
直流チョッパが、240 V の直流母線からモーター(k = 0.1 V·s/rad、Ra = 1.2 Ω)に給電します。電機子の平均電圧は D·240 V です。負荷 0.2 N·m で 600 rpm の運転となるデューティ比 D を求めなさい。
Vdc = 240 Vk = 0.1 V·s/radRa = 1.2 ΩT = 0.2 N·mn = 600 rpm
D = %
3.歯車と歯車列ふつう
直径 125 mm のプーリが 2880 rpm で回り、滑り 4 % のベルトで直径 400 mm のプーリを駆動します。従動プーリの回転速度 n2 を求めなさい。
n1 = 2880 rpmd1 = 125 mmd2 = 400 mms = 4 %
n2 = rpm
4.歯車と歯車列むずかしい
平行掛けのベルトが、直径 150 mm のプーリと直径 300 mm のプーリをつなぎ、その中心は 1200 mm 離れています。小さいほうのプーリへの巻き付け角 θ を度で求めなさい。
d1 = 150 mmd2 = 300 mmC = 1200 mm
θ = °
5.データ収録とサンプリングふつう
入力範囲 0〜2.5 V の 8 ビット ADC が切り捨てを行い、その出力コードは ⌊Vin/LSB⌋、1 LSB = VFSR/2ᴺ です。入力 1.07 V に対する 10 進の出力コード D を求めなさい。
N = 8VFSR = 2.5 VVin = 1.07 V
D =
6.データ収録とサンプリングむずかしい
オーディオの測定で、フルスケールの正弦波に対する理想的な信号対量子化雑音比が少なくとも 96 dB 必要です。ADC の最小ビット数 N を求めなさい。
SQNR ≥ 96 dB
N =
7.ホイートストンブリッジとひずみゲージふつう
図のブリッジの、出力端子 a、b から見たテブナン抵抗 Rth を求めなさい。
Vs = 5 VR1 = 800 ΩR2 = 500 ΩR3 = 50 ΩR4 = 600 Ω
Rth = Ω
8.ホイートストンブリッジとひずみゲージむずかしい
1/4 ブリッジ(アクティブゲージ 1 枚、GF = 2)に 2.5 V を加えます。測定する最大のひずみは 250 µε で、そのときアナログ–デジタル変換器の入力で 5 V にしなければなりません。増幅器のゲイン G を求めなさい。
Vs = 2.5 VGF = 2εmax = 250 µεVFS = 5 V
G =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 5 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 4))K = 40
tp = s
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 61/(s² + 12s + 61) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 61/(s² + 12s + 61)
%OS = %
12.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 2 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 2 %
ζ =