1.直流モーターふつう
k = 0.4 V·s/rad の直流モーターが 120 V で動作します。無負荷時の損失をすべて無視して、無負荷速度 n0 を rpm で求めなさい。
V = 120 Vk = 0.4 V·s/rad
n0 = rpm
2.直流モーターむずかしい
48 V(Ra = 0.2 Ω)の他励直流モーターが、電機子電流 30 A で 1800 rpm で回転しています。負荷が変わり、界磁は変えないまま電流が 12 A になります。新しい速度 n2 を求めなさい。
V = 48 VRa = 0.2 Ωn1 = 1800 rpmIa1 = 30 AIa2 = 12 A
n2 = rpm
3.歯車と歯車列ふつう
直径 125 mm のプーリが 1450 rpm で回り、滑り 1 % 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 = 1450 rpmd1 = 125 mmd2 = 300 mms = 1 %
n2 = rpm
4.歯車と歯車列むずかしい
複合歯車列において、2900 rpm で回転する入力軸上の歯車 A(歯数 32)が歯車 B(歯数 48)を駆動する。歯車 C(歯数 30)は B と同じ軸に固定されており、出力軸上の歯車 D(歯数 48)を駆動する。出力回転速度 nout を求めよ。
nin = 2900 rpmA = 32B = 48C = 30D = 48
nout = rpm
5.データ収録とサンプリングふつう
14 ビット ADC の、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 SQNR を求めなさい。
N = 14
SQNR = dB
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 60 dB 必要です。ADC の最小ビット数 N を求めなさい。
SQNR ≥ 60 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 = 15 VR1 = 250 ΩR2 = 80 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
E = 70 GPa の部材に貼ったひずみゲージ(GF = 2.12)が、3 V で励起される 1/4 ブリッジを構成しています。出力は 0.636 mV を示します。軸方向応力 σ を MPa で求めなさい。
Vs = 3 VGF = 2.12Vo = 0.636 mVE = 70 GPa
σ = MPa
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 5/(s(s + 1)(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) = 5/(s(s + 1)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
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) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 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) = 5/(s(s + 8))K = 40
ts = s
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 126/(s² + 13s + 63) 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) = 126/(s² + 13s + 63)
%OS = %
12.ステップ応答むずかしい
R = 57 Ω、L = 200 mH、C = 22 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 57 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 10 V
ωn = rad/s