1.直流モーターふつう
直流モーター(k = 0.3 V·s/rad、Ra = 1 Ω)が 110 V で動作します。全負荷時に 8 A が流れます。無負荷電流を無視して、速度変動率 SR = (n₀ − nFL)/nFL を百分率で求めなさい。
V = 110 Vk = 0.3 V·s/radRa = 1 ΩIFL = 8 A
SR = %
2.直流モーターむずかしい
他励直流モーター(全界磁で k = 0.5 V·s/rad、Ra = 1 Ω、V = 48 V)が、一定の負荷トルク 1 N·m を駆動しています。界磁磁束を全磁束の 70 % に減らします。新しい速度 n を求めなさい。
V = 48 Vk = 0.5 V·s/radRa = 1 ΩT = 1 N·mΦ = 70 %
n = rpm
3.歯車と歯車列ふつう
直径 160 mm のプーリが 720 rpm で回り、滑り 2 % のベルトで直径 300 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 = 720 rpmd1 = 160 mmd2 = 300 mms = 2 %
n2 = rpm
4.歯車と歯車列むずかしい
複合歯車列において、1450 rpm で回転する入力軸上の歯車 A(歯数 15)が歯車 B(歯数 45)を駆動する。歯車 C(歯数 40)は B と同じ軸に固定されており、出力軸上の歯車 D(歯数 60)を駆動する。出力回転速度 nout を求めよ。
nin = 1450 rpmA = 15B = 45C = 40D = 60
nout = rpm
5.データ収録とサンプリングふつう
入力範囲 0〜10 V の 10 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 7.397 V に対する 10 進の出力コード D を求めなさい。
N = 10VFSR = 10 VVin = 7.397 V
D =
6.データ収録とサンプリングむずかしい
120 Hz の方形波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 1 kHz でサンプリングします。方形波には奇数次の高調波 3f₁、5f₁、7f₁、… が含まれます。サンプリングされたデータでは、高調波 5f₁ はどの周波数 fa に現れますか。Hz で答えなさい。
f₁ = 120 Hzfs = 1 kHz高調波: 5f₁
fa = Hz
7.ホイートストンブリッジとひずみゲージふつう
4 つの辺がすべて 400 Ω のブリッジに 12 V を供給します。センサ R₂ が変化すると、出力は Vab = 285.7 mV を示します。R₂ の厳密な変化量 ΔR を求めなさい。
Vs = 12 VR = 400 ΩVab = 285.7 mV
ΔR = 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
ロードセル(ひずみゲージのフルブリッジ)の定格出力は、定格荷重 500 kg で 1.5 mV/V です。励起電圧は 12 V です。荷重 200 kg のときの出力 Vo を求めなさい。
1.5 mV/VFrated = 500 kgVs = 12 VF = 200 kg
Vo = mV
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.5 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.5
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 192/(s² + 3s + 96) 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) = 192/(s² + 3s + 96)
%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 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =