1. 直流电机 中等
某直流电机的 k = 0.75 V·s/rad,由 48 V 供电。忽略空载时的所有损耗,求它的空载转速 n0 ,单位为 rpm。
V = 48 V k = 0.75 V·s/rad
n0 = rpm
2. 直流电机 困难
+ − 120 V Rst = ? Ra = 0.5 Ω 30 A M + − E = 0 n = 0 T 某 120 V 直流电机的电枢电阻为 0.5 Ω。求把起动电流限制在 30 A 的串联起动电阻 Rst 。
V = 120 V Ra = 0.5 Ω Imax = 30 A
Rst = Ω
3. 齿轮与齿轮系 中等
N1 = 16 N2 = 30
一台 1.5 kW 的电动机以 1440 rpm 运转,驱动一个齿数为 16 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 30 的大齿轮啮合。 该齿轮副的效率为 95%。 求电动机轴上的扭矩 T1 。
P = 1.5 kW n1 = 1440 rpm N1 = 16 N2 = 30 η = 95%
T1 = N·m
4. 齿轮与齿轮系 困难
A = 12 B = 25 C = 40 D = ?
在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(12 齿)以 2880 rpm 转动,驱动齿轮 B(25 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。输出轴须以 921.6 rpm 转动。齿轮 D 须有多少个齿 ND ?
nin = 2880 rpm A = 12 B = 25 C = 40 nout = 921.6 rpm
ND =
5. 数据采集与采样 中等
Vin N = ? 200 mm 2ᴺ − 1 0 ≤ 0.05 mm 一个传感器在 200 mm 的量程内测量距离,其输出充满 ADC 的整个输入范围。读数必须分辨出 0.05 mm。求 ADC 所需的最小位数 N 。
量程 = 200 mm 分辨率 = 0.05 mm
N =
6. 数据采集与采样 困难
S D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Tb 10·Tb 460800 Bd, 8N1 一个 12 位 ADC 通过 UART 以 460800 波特、8N1 格式(起始位、8 个数据位、1 个停止位)发送每个采样点。每个采样点以 2 个整字节发送,且链路一直处于忙碌状态。求能无混叠采样的最高信号频率 fmax ,单位 Hz。
baud = 460800 Bd N = 12 8N1
fmax = Hz
7. 惠斯通电桥与应变片 中等
+ − 6 V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + − Vab = ?
某电桥的四个臂均为 350 Ω,Vs = 6 V。传感器 R₂ 增大了 ΔR = 0.35 Ω。用小变化近似求输出 Vab ,单位为 mV。
Vs = 6 V R = 350 Ω ΔR = 0.35 Ω
Vab = mV
8. 惠斯通电桥与应变片 困难
+ − V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + −
一个 350 Ω、灵敏系数为 2.05 的应变片贴在钢棒上。受载时其电阻增大了 0.7175 Ω。求应变 ε ,单位为微应变(µε)。
R = 350 Ω GF = 2.05 ΔR = 0.7175 Ω
ε = µε
9. 稳态误差与 PID 控制 中等
r(t) = 5 + 0.5t + 4 s(s + 1) C(s) − 输入 r(t) = 5 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess 。
G(s) = 4/(s(s + 1)) r(t) = 5 + 0.5t
ess =
10. 稳态误差与 PID 控制 困难
R(s) + K = 40 1 s(s + 8) C(s) − 比例控制器 K = 40 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 8))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS 。
G(s) = 1/(s(s + 8)) K = 40
%OS = %
11. 阶跃响应 中等
某系统的传递函数为 G(s) = 150/(s² + 3s + 50),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp 。
G(s) = 150/(s² + 3s + 50)
tp = s
12. 阶跃响应 困难
k = 2000 N/m c = 28 N·s/m m = 10 kg F = 100 N x(t) 质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 28 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 100 N。 求最大位移 xmax ,单位 mm。
m = 10 kg k = 2000 N/m c = 28 N·s/m F = 100 N
xmax = mm