1.直流电机中等
某直流电机(k = 0.8 V·s/rad,Ra = 1.5 Ω)由 240 V 供电。满载时电流为 6 A。忽略空载电流,求它的转速调整率 SR = (n₀ − nFL)/nFL,以百分数表示。
V = 240 Vk = 0.8 V·s/radRa = 1.5 ΩIFL = 6 A
SR = %
2.直流电机困难
某小型直流电机的电枢电阻为 0.8 Ω,由 24 V 供电。忽略旋转损耗,求它在任何转速下能产生的最大机械功率 Pmax。
V = 24 VRa = 0.8 Ω
Pmax = W
3.齿轮与齿轮系中等
一台 1.5 kW 的电动机以 2900 rpm 运转,驱动一个齿数为 12 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 80 的大齿轮啮合。 该齿轮副的效率为 98%。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2。
P = 1.5 kWn1 = 2900 rpmN1 = 12N2 = 80η = 98%
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(32 齿)以 1440 rpm 转动,驱动齿轮 B(80 齿)。齿轮 C(30 齿)与 B 固定在同一根轴上,驱动输出轴上的齿轮 D(48 齿)。求输出转速 nout。
nin = 1440 rpmA = 32B = 80C = 30D = 48
nout = rpm
5.数据采集与采样中等
一台记录仪用 24 位 ADC 对 8 个通道各以 25 kHz 采样。每个采样点以整数个字节存储。求 30 min 记录所需的内存 M,单位 MB(1 MB = 10⁶ 字节)。
n = 8fs = 25 kHzN = 24t = 30 min
M = MB
6.数据采集与采样困难
一个时钟为 10 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 = 10 MHz目标 = 4800 Bd
e = %
7.惠斯通电桥与应变片中等
一个 220 Ω 的应变片是电桥的一个臂(R₂),电桥四个臂均为 220 Ω,激励电压为 10 V。求应变片上消耗的功率 Pg,单位为 mW。自热限制了激励电压。
Vs = 10 VR = 220 Ω
Pg = mW
8.惠斯通电桥与应变片困难
某电桥的各臂为 350 Ω,激励电压为 10 V,采用 相邻臂上的两个工作应变片,一个受拉、一个受压(半桥)。灵敏系数为 2.12,应变为 400 µε。求电桥输出 Vo,单位为 mV。
Vs = 10 VGF = 2.12ε = 400 µε
Vo = mV
9.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 0.5t 加到 G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 2)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 0.5t
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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 0.5。求积分增益 Ki。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.5
Ki =
11.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 132/(s² + 9s + 66),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 132/(s² + 9s + 66)
tp = s
12.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 4.3 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.8 s。求固有频率 ωn。
%OS = 4.3 %tp = 0.8 s
ωn = rad/s