1.直流电机中等
某直流电机在 1800 rpm 下输出 2.2 kW 的机械功率。求轴转矩 T。
P = 2.2 kWn = 1800 rpm
T = N·m
2.直流电机困难
某他励直流电机由 120 V 供电(Ra = 0.4 Ω),在 1500 rpm 下运转,电枢电流为 40 A。负载变化后电流变为 10 A,励磁不变。求新的转速 n2。
V = 120 VRa = 0.4 Ωn1 = 1500 rpmIa1 = 40 AIa2 = 10 A
n2 = rpm
3.齿轮与齿轮系中等
一台 1.5 kW 的电动机以 1500 rpm 运转,驱动一个齿数为 18 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 36 的大齿轮啮合。 忽略损失。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2。
P = 1.5 kWn1 = 1500 rpmN1 = 18N2 = 36η = 100%
T2 = N·m
4.齿轮与齿轮系困难
在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(15 齿)以 1450 rpm 转动,驱动齿轮 B(80 齿)。齿轮 C(40 齿)与 B 固定在同一根轴上,驱动输出轴上的齿轮 D(50 齿)。求输出转速 nout。
nin = 1450 rpmA = 15B = 80C = 40D = 50
nout = rpm
5.数据采集与采样中等
一个输入量程为 0 到 2.5 V 的 ADC 必须分辨 10 mV 或更小的台阶。求最小位数 N。
VFSR = 2.5 V分辨率 = 10 mV
N =
6.数据采集与采样困难
一个时钟为 4 MHz 的微控制器把其 UART 波特率设为 fclk/(16·D),其中 D 是四舍五入到最接近值的整数。目标是 4800 波特。求实际波特率的百分比误差(偏快时为正)。
fclk = 4 MHz目标 = 4800 Bd
e = %
7.惠斯通电桥与应变片中等
某电桥的四个臂均为 220 Ω,Vs = 15 V。传感器 R₂ 增大了 ΔR = 0.22 Ω。用小变化近似求输出 Vab,单位为 mV。
Vs = 15 VR = 220 ΩΔR = 0.22 Ω
Vab = mV
8.惠斯通电桥与应变片困难
某 1/4 桥有一个工作应变片(GF = 2),激励电压为 3 V。受载时输出读数为 1.2 mV。求应变 ε,单位为 µε。
Vs = 3 VGF = 2Vo = 1.2 mV
ε = µε
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 1t 加到 G(s) = 20/(s(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20/(s(s + 5))r(t) = 1t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.5。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 111/(s² + 8s + 37),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 111/(s² + 8s + 37)
%OS = %
12.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5))。求使阶跃响应有 2 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 2 %
K =