1.直流モーターふつう
直流モーター(k = 0.25 V·s/rad、Ra = 0.5 Ω)が 48 V で動作します。全負荷時に 12 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 = 0.25 V·s/radRa = 0.5 ΩIFL = 12 A
SR = %
2.直流モーターむずかしい
240 V の直流モーターの電機子抵抗は 0.8 Ω です。始動電流を 50 A に制限する直列の始動抵抗 Rst を求めなさい。
V = 240 VRa = 0.8 ΩImax = 50 A
Rst = Ω
3.歯車と歯車列ふつう
ベルトが、直径 160 mm の駆動プーリ上を 720 rpm で走っています。張力は張り側で 400 N、緩み側で 100 N です。伝達される動力 P を kW で求めなさい。
d1 = 160 mmn1 = 720 rpmT1 = 400 NT2 = 100 N
P = kW
4.歯車と歯車列むずかしい
複合歯車列において、1500 rpm で回転する入力軸上の歯車 A(歯数 45)が歯車 B(歯数 60)を駆動する。歯車 C(歯数 32)は B と同じ軸に固定されており、出力軸上の歯車 D(歯数 45)を駆動する。出力回転速度 nout を求めよ。
nin = 1500 rpmA = 45B = 60C = 32D = 45
nout = rpm
5.データ収録とサンプリングふつう
92.5 kHz の正弦波を、アンチエイリアシングフィルタなしで 50 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。kHz で答えなさい。
f = 92.5 kHzfs = 50 kHz
fa = kHz
6.データ収録とサンプリングむずかしい
16 チャネルのマルチプレクサが 1 つの ADC に接続されています。1 回の変換に 4 µs かかり、チャネルを切り替えるたびに入力の整定に 2.5 µs かかります。チャネルは休みなく順に走査されます。各チャネルのサンプリング周波数 fs を kHz で求めなさい。
n = 16tc = 4 µstset = 2.5 µs
fs = kHz
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 = 3 VR1 = 400 ΩR2 = 800 ΩR3 = 10 ΩR4 = 120 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
120 Ω の辺をもつブリッジに 2.5 V を加え、アクティブゲージ 1 枚(1/4 ブリッジ) とします。ゲージ率は 2.1、ひずみは 400 µε です。ブリッジの出力 Vo を mV で求めなさい。
Vs = 2.5 VGF = 2.1ε = 400 µε
Vo = mV
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 2/(s(s + 4)(s + 10)) 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) = 2/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 0.5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 4))Kp = 10ζ = 0.707
Kd = s
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 60/(s² + 4s + 20) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 60/(s² + 4s + 20)
tp = 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 + 20)) 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 + 20))%OS = 25 %
K =