1. 直流电机 中等
某直流电机的 k = 0.6 V·s/rad,由 110 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 = 110 V k = 0.6 V·s/rad
n0 = rpm
2. 直流电机 困难
T (N·m) n (rpm) 36 N·m 750 rpm 某直流电机的 k = 1.2 V·s/rad,Ra = 0.25 Ω,要以 750 rpm 带动 36 N·m 的负载。求所需的电枢电压 V 。
k = 1.2 V·s/rad Ra = 0.25 Ω T = 36 N·m n = 750 rpm
V = V
3. 齿轮与齿轮系 中等
N1 = 24 N2 = 32
一台 4 kW 的电动机以 2900 rpm 运转,驱动一个齿数为 24 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 32 的大齿轮啮合。 忽略损失。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2 。
P = 4 kW n1 = 2900 rpm N1 = 24 N2 = 32 η = 100%
T2 = N·m
4. 齿轮与齿轮系 困难
A = 24 B = 25 C = 16 D = 80
一台 1.1 kW、1440 rpm 的电动机驱动齿轮 A(24 齿),A 与齿轮 B(25 齿)啮合。与 B 同轴的齿轮 C(16 齿)驱动输出轴上的齿轮 D(80 齿)。每对齿轮啮合的效率为 95%。求输出转矩 Tout 。
P = 1.1 kW nin = 1440 rpm A = 24 B = 25 C = 16 D = 80 ηmesh = 95%
Tout = N·m
5. 数据采集与采样 中等
Vin N = 20 VFSR 2ᴺ − 1 0 1 LSB 求 20 位 ADC 在满量程正弦波下的理想信号量化噪声比 SQNR 。
N = 20
SQNR = dB
6. 数据采集与采样 困难
S D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1/fbaud 4 MHz / (16·D) 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 9600 波特。求实际波特率的百分比误差(偏快时为正)。
fclk = 4 MHz 目标 = 9600 Bd
e = %
7. 惠斯通电桥与应变片 中等
+ − 10 V 220 Ω 220 Ω + ΔR 220 Ω 220 Ω a b + − Vab = ?
某电桥的四个臂均为 220 Ω,Vs = 10 V。传感器 R₂ 增大了 ΔR = 22 Ω。求精确输出 Vab ,单位为 mV。
Vs = 10 V R = 220 Ω ΔR = 22 Ω
Vab = mV
8. 惠斯通电桥与应变片 困难
+ − 10 V 120 Ω 120 Ω + ΔR 120 Ω 120 Ω a b + − 7.5 mV
某 1/4 桥有一个工作应变片(GF = 2),激励电压为 10 V。受载时输出读数为 7.5 mV。求应变 ε ,单位为 µε。
Vs = 10 V GF = 2 Vo = 7.5 mV
ε = µε
9. 稳态误差与 PID 控制 中等
r(t) = 2·t²/2 + 20(s + 3) s²(s + 10) C(s) − 抛物线输入 r(t) = 2·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess 。
G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 10)) r(t) = 2·t²/2
ess =
10. 稳态误差与 PID 控制 困难
r(t) = 5t + 2 + 5/s 20 (s + 2)(s + 4) C(s) − PI 控制器 C(s) = 2 + 5/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 20/((s + 2)(s + 4))。求斜坡输入 r(t) = 5t 的稳态误差 ess 。
C(s) = 2 + 5/s G(s) = 20/((s + 2)(s + 4)) r(t) = 5t
ess =
11. 阶跃响应 中等
某系统的传递函数为 G(s) = 48/(s² + 7s + 24),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS 。
G(s) = 48/(s² + 7s + 24)
%OS = %
12. 阶跃响应 困难
R(s) + 235 s(s + 10) G(s) C(s) − 单位负反馈回路的 G(s) = 235/(s(s + 10))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts 。
G(s) = 235/(s(s + 10))
ts = s