1. 直流电机 中等
T (N·m) n (rpm) 1.5 N·m n0 nFL 某直流电机(k = 0.25 V·s/rad,Ra = 0.5 Ω)由 48 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 = 48 V k = 0.25 V·s/rad Ra = 0.5 Ω IFL = 6 A
SR = %
2. 直流电机 困难
+ − 48 V Ra = 1.2 Ω M + − E n = ? T = 0.48 N·m 某他励直流电机(满励磁时 k = 0.12 V·s/rad,Ra = 1.2 Ω,V = 48 V)带动 0.48 N·m 的恒定负载转矩。励磁磁通降到满值的 90 %。求新的转速 n 。
V = 48 V k = 0.12 V·s/rad Ra = 1.2 Ω T = 0.48 N·m Φ = 90 %
n = rpm
3. 齿轮与齿轮系 中等
N1 = 16, m = 4 mm
一台 1.1 kW、转速 1440 rpm 的电动机驱动一个齿数为 16、模数为 4 mm 的小齿轮。求小齿轮齿上的切向力 Ft 。
P = 1.1 kW n = 1440 rpm N1 = 16 m = 4 mm
Ft = N
4. 齿轮与齿轮系 困难
d1 = 150 mm d2 = 200 mm 1440 rpm C = 1000 mm θ = ?
一条开口皮带连接一个 150 mm 的带轮和一个 200 mm 的带轮,二者中心相距 1000 mm。求小带轮上的包角 θ ,单位为度。
d1 = 150 mm d2 = 200 mm C = 1000 mm
θ = °
5. 数据采集与采样 中等
Vin N = ? 3.3 V 2ᴺ − 1 0 ≤ 10 mV 一个输入量程为 0 到 3.3 V 的 ADC 必须分辨 10 mV 或更小的台阶。求最小位数 N 。
VFSR = 3.3 V 分辨率 = 10 mV
N =
6. 数据采集与采样 困难
T 10 mV/°C ×2 ∿ 01 N = 8, 5 V ? °C/LSB 一个温度传感器给出 10 mV/°C(0 °C 时为 0 V)。其信号被放大 2 倍后送入量程为 0 到 5 V 的 8 位 ADC(1 LSB = VFSR /2ᴺ)。求对应一个 LSB 的温度变化 ΔTLSB 。
S = 10 mV/°C G = 2 N = 8 VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C
7. 惠斯通电桥与应变片 中等
+ − 10 V 150 Ω 150 Ω 150 Ω 150 Ω a b + −
一个 150 Ω 的应变片是电桥的一个臂(R₂),电桥四个臂均为 150 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 V R = 150 Ω
Pg = mW
8. 惠斯通电桥与应变片 困难
+ − 2.5 V 120 Ω 120 Ω + ΔR 120 Ω 120 Ω a b + − 0.994 mV
某 1/4 桥有一个工作应变片(GF = 2.12),激励电压为 2.5 V。受载时输出读数为 0.994 mV。求应变 ε ,单位为 µε。
Vs = 2.5 V GF = 2.12 Vo = 0.994 mV
ε = µε
9. 稳态误差与 PID 控制 中等
r(t) = 10·t²/2 + 4(s + 4) s²(s + 1) C(s) − 抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 4(s + 4)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess 。
G(s) = 4(s + 4)/(s²(s + 1)) r(t) = 10·t²/2
ess =
10. 稳态误差与 PID 控制 困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K 。
G(s) = 10/(s(s + 4)) ζ = 0.707
K =
11. 阶跃响应 中等
某系统的传递函数为 G(s) = 276/(s² + 15s + 92),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd 。求实部 σ 。
G(s) = 276/(s² + 15s + 92)
σ =
12. 阶跃响应 困难
R(s) + 185 s(s + 10) G(s) C(s) − 单位负反馈回路的 G(s) = 185/(s(s + 10))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts 。
G(s) = 185/(s(s + 10))
ts = s