1.直流モーターふつう
直流モーター(k = 0.2 V·s/rad、Ra = 0.4 Ω)が 48 V で動作します。全負荷時に 5 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 = 48 Vk = 0.2 V·s/radRa = 0.4 ΩIFL = 5 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 = 0.1 V·s/rad、Ra = 0.2 Ω、V = 24 V)が、一定の負荷トルク 0.6 N·m を駆動しています。界磁磁束を全磁束の 85 % に減らします。新しい速度 n を求めなさい。
V = 24 Vk = 0.1 V·s/radRa = 0.2 ΩT = 0.6 N·mΦ = 85 %
n = rpm
3.歯車と歯車列ふつう
直径 150 mm のプーリが 960 rpm で回り、滑り 1.5 % のベルトで直径 200 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 = 960 rpmd1 = 150 mmd2 = 200 mms = 1.5 %
n2 = rpm
4.歯車と歯車列むずかしい
複合歯車列において、960 rpm で回転する入力軸上の歯車 A(歯数 16)が歯車 B(歯数 25)を駆動する。歯車 C(歯数 25)は B と同じ軸に固定されており、出力軸上の歯車 D(歯数 30)を駆動する。出力回転速度 nout を求めよ。
nin = 960 rpmA = 16B = 25C = 25D = 30
nout = rpm
5.データ収録とサンプリングふつう
1.5 kHz の正弦波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 2 kHz でサンプリングします。サンプル中ではどの周波数 fa に現れますか。Hz で答えなさい。
f = 1.5 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
6.データ収録とサンプリングむずかしい
3.6 kHz の方形波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 20 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 7f₁ はどの周波数 fa に現れますか。kHz で答えなさい。
f₁ = 3.6 kHzfs = 20 kHz高調波: 7f₁
fa = kHz
7.ホイートストンブリッジとひずみゲージふつう
抵抗 500 Ω の検流計が、図のブリッジの a と b の間につながれています(Vs = 6 V)。a から b へ流れる検流計電流 Ig を µA で求めなさい。
Vs = 6 VR1 = 150 ΩR2 = 800 ΩR3 = 1000 ΩR4 = 120 ΩRg = 500 Ω
Ig = µA
8.ホイートストンブリッジとひずみゲージむずかしい
120 Ω の辺をもつブリッジに 3 V を加え、アクティブゲージ 4 枚、2 枚が引張、2 枚が圧縮(フルブリッジ) とします。ゲージ率は 2、ひずみは 500 µε です。ブリッジの出力 Vo を mV で求めなさい。
Vs = 3 VGF = 2ε = 500 µε
Vo = mV
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 10·t²/2 が、G(s) = 10(s + 3)/(s²(s + 4)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 10(s + 3)/(s²(s + 4))r(t) = 10·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 6)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 6))ζ = 0.707
K =
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 5s + 30) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 30/(s² + 5s + 30)
ts = s
12.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 25 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 25 %
K =