1.直流电机中等
某直流电机的 k = 1.2 N·m/A,Ra = 0.25 Ω,接到 220 V 电源上。求它的堵转转矩 Tstall,即转速为零时的转矩。
V = 220 Vk = 1.2 N·m/ARa = 0.25 Ω
Tstall = N·m
2.直流电机困难
某他励直流电机(满励磁时 k = 0.75 V·s/rad,Ra = 1.2 Ω,V = 110 V)带动 3 N·m 的恒定负载转矩。励磁磁通降到满值的 80 %。求新的转速 n。
V = 110 Vk = 0.75 V·s/radRa = 1.2 ΩT = 3 N·mΦ = 80 %
n = rpm
3.齿轮与齿轮系中等
一个 120 mm 的带轮以 1500 rpm 通过皮带驱动一个 315 mm 的带轮,打滑率为 2 %。求从动轮的转速 n2。
n1 = 1500 rpmd1 = 120 mmd2 = 315 mms = 2 %
n2 = rpm
4.齿轮与齿轮系困难
在一个行星齿轮系中,太阳轮有 18 个齿,每个行星轮有 18 个齿。齿圈固定,太阳轮以 1200 rpm 驱动。求行星架的转速 nc。
Ns = 18Np = 18ns = 1200 rpm
nc = rpm
5.数据采集与采样中等
一个传感器在 120 °C 的量程内测量温度,其输出充满 ADC 的整个输入范围。读数必须分辨出 0.2 °C。求 ADC 所需的最小位数 N。
量程 = 120 °C分辨率 = 0.2 °C
N =
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
某电桥的四个臂均为 350 Ω,由 5 V 供电。当传感器 R₂ 变化时,输出读数为 Vab = 96.15 mV。求 R₂ 的精确变化量 ΔR。
Vs = 5 VR = 350 ΩVab = 96.15 mV
ΔR = Ω
8.惠斯通电桥与应变片困难
一个 1000 Ω、灵敏系数为 2 的应变片贴在钢棒上。受载时其电阻增大了 1 Ω。求应变 ε,单位为微应变(µε)。
R = 1000 ΩGF = 2ΔR = 1 Ω
ε = µε
9.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 4t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 4/(s(s + 5)(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 4/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 10 + 4t
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 2))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 5/(s(s + 2))K = 8
ts = s
11.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 36/(s² + 2s + 36),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 36/(s² + 2s + 36)
ωn = rad/s
12.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 10))。求使阶跃响应有 10 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 10 %
K =