1.直流モーターふつう
直流モーター(k = 0.3 V·s/rad、Ra = 1.5 Ω)が 120 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 = 120 Vk = 0.3 V·s/radRa = 1.5 ΩIFL = 8 A
SR = %
2.直流モーターむずかしい
110 V の直流モーターの電機子抵抗は 0.25 Ω です。始動電流を 30 A に制限する直列の始動抵抗 Rst を求めなさい。
V = 110 VRa = 0.25 ΩImax = 30 A
Rst = Ω
3.歯車と歯車列ふつう
直径 80 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 = 80 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 125 mm のプーリと直径 500 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 = 125 mmd2 = 500 mmC = 1200 mm
θ = °
5.データ収録とサンプリングふつう
1.4 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 = 1.4 kHzfs = 2 kHz
fa = Hz
6.データ収録とサンプリングむずかしい
4.4 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 3f₁ はどの周波数 fa に現れますか。kHz で答えなさい。
f₁ = 4.4 kHzfs = 20 kHz高調波: 3f₁
fa = kHz
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 120 Ω のブリッジで、Vs = 15 V です。センサ R₂ が ΔR = 0.96 Ω だけ増加します。微小変化の近似を使って、出力 Vab を mV で求めなさい。
Vs = 15 VR = 120 ΩΔR = 0.96 Ω
Vab = mV
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 100 kg で 2.5 mV/V です。励起電圧は 10 V です。荷重 75 kg のときの出力 Vo を求めなさい。
2.5 mV/VFrated = 100 kgVs = 10 VF = 75 kg
Vo = mV
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 2 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 2 %
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) = 1/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 1
Ki =
11.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 118/(s² + 6s + 59) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 118/(s² + 6s + 59)
ωn = rad/s
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、オーバーシュートは 5 % で、最初のピークは t = 1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 1 s
ωn = rad/s