エンジニアリング

工学の専門家や学生のためのQ&A

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被制御システムの時定数が可変である場合、どのようにPID-Controlを設定しますか?
連続PIDコントローラーの一般的な説明は次のように記述されます: y(t)=Kp⋅e(t)+Ki∫t0e(τ)dτ+Kdde(t)dty(t)=Kp⋅e(t)+Ki∫0te(τ)dτ+Kdde(t)dty(t)=K_p⋅e(t)+K_i\int_0^t e(τ)dτ+K_d\dfrac{de(t)}{dt} 最高の特定の制御対象システムの定数KpKpK_p、KiKiK_i、およびK_dの値は、\ text {PT} _1システム、\ text {PT} _2システムなど、KdKdK_dその時定数に依存します。PT1PT1\text{PT}_1PT2PT2\text{PT}_2 そのようなシステムの時定数が可変である場合はどうしますか。TaTaT_aとT_bの間で変化するとしましょうTbTbT_b(Ta&lt;TbTa&lt;TbT_a < T_b)。PID定数をどのように設計しますか?

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ステッピングモーターのデータシートを読んでトルクと速度を取得する
ステッピングモーターのデータシートの情報を使用して、生成できるトルクの大きさを理解する方法がわかりません。簡単なボードを使用して、例として小さなウェイトを持ち上げようとしましたが、モーターが生成できるトルクを知る必要があることに気付きました。ひょう量のひもを保持するための小さなスプールを用意することになるでしょう。これにより、供給できるトルクの量も変化するでしょう。 このデータシートに表示されているのは「牽引トルク内」だけであり、その意味がわかりません。どのくらいの入力電圧/電力でどのくらいのトルクが得られるかに関するグラフやその他の情報が表示されません。たとえば、12 Vではなく5 Vで実行した場合、または1 mAに電流制限した場合はどうなりますか? 何を探し、どのようにデータシートを適切に読むかを学ぼうとしています。

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光学式マウスの焦点距離はどれくらいですか?
私は私の古い学校、国有財産、標準的なフランスのワットメーターのための光学センサーを構築しようとしています。EDF(Electricitéde France)には、ワット消費に応じて回転するギグがあります。ワット数が高いほど、小さなディスクが速く回転します。 これでディスクを目で読み取れるようになったので、ここで私の質問です。ハッキングされた光学式マウスを使用してデータを収集しないのはなぜですか。 制約は次のとおりです。 ギグを開けません ホイールが保護ガラスから1.5 cm離れている 光学式マウスを持っています CMOSの開口部は0.5 mmで、標準の筐体から2 mmのレンズが付いています。 従来の光学式マウスを使用して、15ミリメートルの距離から0.5ミリメートルを読み取るには、どの光学システムが必要ですか? 誰かがこのための正しいレンズを計算するのを手伝ったり、正しい方向に向けたりできますか?
9 optics 

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出力に負荷がかかっていない場合、トランスは電力を使用しますか?
私は、ACからDCへのコンバーターがどのように降圧変圧器と動作し、次にダイオードブリッジがより低い降圧されたAC電圧をDCに変換するかについて読んでいました。入力ACがトランスの1次コイルに接続されているように見えるので、理解できないのは、DC負荷がAC電源から使用される電力にどのように影響するかです。 DC負荷はどういうわけかフィードバックし、より多くの電力を引き出すことができるように一次コイルの抵抗を下げますか? DC側に負荷がない場合でも、電力はAC 1次コイルに流れますか?その場合、なぜ溶けないのですか?

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密閉タンク内の沈降層の厚さを測定するにはどうすればよいですか?
バイオガススラリーには、砂、砂、有機物が含まれていることが多く、最終的には沈殿します。沈殿物からタンクを取り除くことは費用がかかり(プラントのダウンタイム、追加の設備)、危険です。したがって、どれだけの堆積物があるかを知ることは興味深いでしょう。 典型的なタンクの高さは約8mなので、屋根のハッチを開けて長い棒で突くのはオプションではないと思います。これを行う他の方法は何ですか? 液面計測は、壁の下部に取り付けられた圧力センサー、または屋根のレーダーセンサーで行われます。

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コンピュータグラフィックスカードから熱電エネルギーを収穫する
CES2015の間、有名なグラフィックプロセッサユニット(GPU)メーカーが新しいGPUを発表しました。これらのGPUは、プロセッサを冷却するために複雑な熱管理を必要とします。ほとんどのGPUアクセラレータカードメーカーは、今日の高度なテクノロジと比較して、基本的な熱管理テクノロジを使用する新しいグラフィックアクセラレータカードを開発しています。グラフィックスアクセラレータカードの次の画像に見られるように、私たちのほとんどは、この不要な熱エネルギーを管理するファンとしてこのテクノロジーを知っています。 この無駄な熱エネルギーを有用な電気エネルギーに変換するためにエンジニアはどのような障壁を克服する必要がありますか? 以下は、GPUカードの温度プロファイルです。 参照: 排気ガスで動く熱電発電機 小型熱電発電機 熱電技術の概要 カスタムの自動ファン速度設定でビデオカードの寿命を延ばす

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パイプが耐えられる圧力を計算する方法は?
私は高圧パイプとその圧力定格を見ていました。これらの圧力定格がどのように決定されるか知りたいのですが。 破損するまでパイプをテストし、破損圧力に安全率を掛けて「定格」圧力を決定すると仮定しますが、テストする前に破損圧力を計算する式があります(材料、壁に基づいて)パイプの厚さ、直径、またはその他の測定値)?

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空中発射された宇宙機は脱出速度に達することができますか?
Ariane 5のようなロケットの重量は数百トンですが、その重量の約85%が燃料であるため、ペイロードの割合は約3%(約10〜20トン)です。 Virgin Galacticは、主に観光目的で軌道下の宇宙機を構築しています。彼らはマッハ4あたりで飛行し、地球を脱出するには遅すぎます。 さて、次の20年間で空中発射される宇宙船は、実際に私たちを本当に月まで飛ばすことができるのでしょうか。つまり、彼らは脱出速度に到達できるのでしょうか。 彼らができる場合の副次的な質問として:それらはサターンVのような標準的なロケットより多かれ少なかれ燃料効率が良いでしょうか?どのくらいのペイロードが現実的に輸送可能でしょうか?

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ランキンサイクルでは、タービンがポンプが消費するよりも多くの電力を生成しますか?
ランキンサイクルには、水が沸騰して過熱蒸気になるボイラーがあります。入力にはより多くの水を送るポンプがあり、出力には圧縮蒸気のエネルギーを拾うタービンがあります。 蒸気圧はタービンとポンプに対してほぼ同じです。ボイラーセクションの圧力。 ポンプをバックアップして強制的に逆回転させる代わりに、蒸気がタービンに動力を供給するのはなぜですか?-まあ、これはシンプルで、ポンプに電力が供給されます。しかし、どうしてタービンはポンプが取るよりも多くの電力を生み出すのでしょうか?結局のところ、ポンプはタービンを推進するのと同じ圧力に打ち勝ち、蒸気として排出されるのと同じ量の水を供給する必要があります。デバイスの重要な要素が不足しています。それは何ですか?

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モノリシック鉄筋コンクリートで建てられた住宅の建物の階数の実際的な制限は何ですか?
私は最近25階建ての建物でアパートを買いました。モノリシック鉄筋コンクリートで建てられた量産住宅の階数の実際的な限界は何だろうか。 このタイプの典型的な建物の階数は今後数年間で増加すると予想できますか、それとも技術の合理的な限界です。私がこれまでに見たすべての参考文献では、この技術が持っていると主張されました 無制限 建物の高さに。しかし、私はこれを疑っています。私が知っているすべての超高層ビルは鋼鉄で造られているからです。 モノリシック鉄筋コンクリートに制限がなければ、なぜ非常に高い建物はこの技術で造られなかったのでしょうか?

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都市部ではなぜクリークが地下に配管されることがあるのですか。
私はオーストラリアのメルボルンに住んでいます、そしてここの多くの小川は地下の雨水管を通して転用されました。これは、土地が開発のために非常に求められており、これらのクリークの多くが築かれてきたためだと思いましたが、それらの上に何も築かれていないケースもたくさんあります。彼らは単純に通常の水流を小さなコンクリートパイプを通して運び、表面に空の谷を残します。それは大雨の間にのみ洪水を運びます。これを行うためのコストと労力がかかる理由は何ですか? 住宅地に小川があることは安全上の問題ですか。クリークは、近くの建物に影響を与えるであろう土地に何らかの影響を与えますか?橋なしでそれらを横断することができるという利便性のためだけですか? 例 Bayswater areaのDandenong Creek @ -37.836524緯度、長さ145.254465(水の流れは画像の右から左に向かっています): 私はまた、一時的に地上と地下の両方に行く小川を見ました。地下部の急いでいる水はオーバーフローを通して見ることができましたが、トップサイドクリークはほとんど停滞した水でした。それは全く無意味に見え、私には意味がありませんでした。

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低コストで適度に正確な水深測定
tl; dr:昔の人との長時間の会話の後、私はいくつかのことに気付きました。 大多数の人々にとって最も価値のある単一の測定値は、井戸の深さです。 2番目に重要なのは、井戸からの水の流れです。 以下に説明する「バブラー」ソリューションには、(エアポンプの脆弱性に加えて)別の大きな弱点があります。井戸水への酸素の導入は、酸化物の形成を引き起こし、チューブの開口部だけでなく、普通のレベルになるまで、内部までずっと。彼が知っているのは、彼がほとんど同じようなものに対処しなければならず、それが大きなハードルだったからです。より大きなサイズのチューブはプロセスを遅くしますが、最終的にはチューブがブロックされます。 差圧センサーを備えたタンク内タンクを使用するソリューションを再検討しています。彼は、これを行う方法について具体的なアイデアを持っていました(しかし、まだ対処すべき詳細があります)。 ああ、彼は約10秒でタンクの問題を解決しました。タンクから圧力ポンプへのパイプに圧力センサーを取り付けます。ポンプが作動したときに発生するスパイクを無視してください。安価で十分に理解されているセンサーを使用すると、正確な圧力測定値が得られます。シーシュ!彼がそれを言ったら、私はほとんど自分を蹴ったことはとても明白でした。 あなたのアイデアと分析に感謝します。プロジェクトがどのように展開するかを見ることに興味がある人は、waterunderground.netに注目してください。現時点ではかなり空ですが、1か月ほどでコンテンツが増えるはずです。 バックストーリー 北カリフォルニアの人々のために、オープンソースの井戸と水使用量監視システムを設計しています。目標は、井戸からタンク、タンクから家、タンクから灌漑までの水の流れを測定し、さらにタンクと井戸の水深を監視できるようにすることです。CPU、3つのフローセンサー、2つの圧力センサーを含むシステムの現在の目標部品コストは200 ドル未満ですが、数回の設計の反復で100 ドルに近づけることができると考えています。 安価なホール効果センサーを標準の米国の配管環境に統合するために、女性用G1 =&gt; US 1 "スリップアダプターのサプライヤーがついにできたので、フローセンサー部分を解決したようです。深さ測定ソリューションはそれほど単純ではありません。 出発前に、サイズ、タイプ、またはすべてが間違っているものの購入を開始する前に、ここで推論の健全性チェックを求めています。 問題文 +/- 5%などの適度な精度で2列の水深を測定する低コストの方法が必要です。独自のプロパティはサイトAlpha 1ですが、同様のニーズを持つ他のプロパティについては、スケールアップまたはスケールダウンするソリューションが必要です。 我々は持っています: 約3,000ガロンの貯蔵タンク。水がいっぱいになると8.5 ' 他のタンクの高さは+/- 5 'です。 水井戸。私たち自身の井戸は深さ75フィート、水37フィートです。この地域の他の井戸は、水深30 'w / 15'と浅い、または300 'w / 70+'の水深です。 次の基準があります。 何より$なかっタンクと(たぶん)を超えないための30 $ウェルについて50。コストを下げることは素晴らしいことです。 ソリューションは、何らかの方法(ハンドウェーブ)でArduino、BeagleBone Black、または同様の低コストのコントローラーと統合する必要があります。 連続的な読み出しが望ましいが、15分、30分、または&lt;whatever&gt;分ごとにトリガーされるものは許容されます。 井戸またはタンクに電子機器/電気システムはありません。 井戸またはタンクに金属はありません。ただし、水に入るチューブの重量を量るために使用される材料を除きます。 このソリューションは、深さ35 'の水深15'の井戸から深さ300 'の深さ井戸60 /'の井戸まで、適度に機能する必要があります(しゃれなし)。 これまでに検討されたいくつかのソリューションの中で、現在のフロントランナーはこの記事で説明されている「バブラー」です。 バブラー型レベルセンサーを図3に示します。容器の底部近くに開口端を持つディップチューブには、パージガス(通常は空気、ただし、汚染の危険がある場合や乾燥窒素などの不活性ガスタンクへのプロセス流体との酸化反応)。ガスがディップチューブの出口に流れ込むと、チューブ内の圧力が上昇し、出口の液面によって生じる静水圧に打ち勝ちます。その圧力は、プロセス流体の密度にディップチューブの端から表面までの深さを乗じたものに等しく、チューブに接続された圧力変換器によって監視されます。 次の使用を計画しています。 …

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必要に応じてそれ自体を「再配線」できるFPGAはありますか?
たとえば、浮動小数点演算が多数ある場合、整数ユニットの一部の領域を「再配線」して、浮動小数点命令を処理できます。逆の場合も同様です。または、あまり多くの計算はないが、I / Oのニーズが多い場合は、IOをよりよく並列化できます。 私が知っているように、FPGAはブート時にHDLコードをロードしますが、必要に応じて大きなHDLの異なる部分を部分的にリロードすることを可能にすることは本当に不可能ではないようです。 そのようなFPGAはすでに存在しますか?

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2つの異なるモデリングプログラムを使用して、互いの結果を確認できますか?
コンピューターモデル コンピューターモデリングは、さまざまな工学分野で使用されています。具体的には、構造解析または有限要素解析(FEA)を検討しています。時には、手作業で実行できる反復計算を高速化するためにモデルが使用されます。モデルを使用して、簡単ではない計算や手作業では不可能な計算を実行することもあります。 確認中 コンピュータモデルの結果を確認するための標準的な方法がいくつかあります。 検証モデルを実行し、結果が以前に計算された回答と一致することを確認します。 手計算で確認できる単純なモデルを実行します。 物理モデルをテストします。 上記の最初の2つのチェック方法の問題は、特定の状況のみをチェックするか、プログラムの単純な部分のみをチェックすることです。 物理モデルの方法は、フルサイズのモデルでは高価になる可能性があり、スケールモデルではフルサイズと同じ結果が得られない場合があります。 これにより、チェックできる結果にギャップが残ります。複雑なモデルの場合、プログラムの結果が正しいことを確認する簡単な方法はありません。エンジニアは、ソフトウェアがモデルから正しい結果を生成したことを信頼する必要があります。 比較チェック モデルは、2つの異なるプログラム(異なる企業が作成)に入力できます。2つのモデルの結果が十分に類似している場合、結果は使用するモデルに対して正しいはずであるという仮定です。これは、元のモデルの作成時にエラーをキャッチしませんが、ソフトウェア実装のエラーをキャッチします。 2つの別個のプログラムを使用して、モデルの結果の「正確さ」を確認できますか? この2つの別々のプログラムでモデルを比較する方法を使用すると、他のチェック方法と同じレベルの結果が保証されますか? この手順を使用することの欠点は何ですか?

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磁気浮上輸送システムはありふれた技術になりますか?
電車などの輸送の磁気浮上システムは、2000年初頭のSFで一般的であるように思われます。一部のシステムは現在存在しますが、完全に一般的ではありません。 このテクノロジーは近年人気がなくなった(または少なくとも不明瞭になった)ようで、なぜそうなったのか興味があります。 磁気浮上輸送システムのより広範な採用を妨げるのは、主に技術的な要因ですか、またはおそらく技術的な問題ですか?または、インストールの速度を遅くしている他の何かがありますか?

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