1.直流电机中等
某直流电机(k = 0.25 V·s/rad,Ra = 1.2 Ω)由 48 V 供电。满载时电流为 2 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 Vk = 0.25 V·s/radRa = 1.2 ΩIFL = 2 A
SR = %
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 = 0.2 Ω,V = 220 V)带动 30 N·m 的恒定负载转矩。励磁磁通降到满值的 85 %。求新的转速 n。
V = 220 Vk = 0.75 V·s/radRa = 0.2 ΩT = 30 N·mΦ = 85 %
n = rpm
3.齿轮与齿轮系中等
一台 1.1 kW 的电动机以 1500 rpm 运转,驱动一个齿数为 25 的小齿轮,小齿轮与一个齿数为 50 的大齿轮啮合。 该齿轮副的效率为 95%。 求齿轮轴上的输出扭矩 T2。
P = 1.1 kWn1 = 1500 rpmN1 = 25N2 = 50η = 95%
T2 = N·m
4.齿轮与齿轮系困难
一条开口皮带连接一个 200 mm 的带轮和一个 300 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 = 200 mmd2 = 300 mmC = 1000 mm
θ = °
5.数据采集与采样中等
一个输入量程为 0 到 5 V 的 ADC 必须分辨 2 mV 或更小的台阶。求最小位数 N。
VFSR = 5 V分辨率 = 2 mV
N =
6.数据采集与采样困难
一个温度传感器给出 10 mV/°C(0 °C 时为 0 V)。其信号被放大 1 倍后送入量程为 0 到 3.3 V 的 8 位 ADC(1 LSB = VFSR/2ᴺ)。求对应一个 LSB 的温度变化 ΔTLSB。
S = 10 mV/°CG = 1N = 8VFSR = 3.3 V
ΔTLSB = °C
7.惠斯通电桥与应变片中等
一个电阻为 50 Ω 的检流计接在图示电桥的 a 和 b 之间(Vs = 10 V)。求从 a 流向 b 的检流计电流 Ig,单位为 µA。
Vs = 10 VR1 = 600 ΩR2 = 250 ΩR3 = 800 ΩR4 = 800 ΩRg = 50 Ω
Ig = µA
8.惠斯通电桥与应变片困难
某构件(E = 210 GPa)上的应变片(GF = 2)接成 1/4 桥,激励电压为 2.5 V。输出读数为 1 mV。求轴向应力 σ,单位为 MPa。
Vs = 2.5 VGF = 2Vo = 1 mVE = 210 GPa
σ = MPa
9.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 4)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 5 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 5 %
K =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 5 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 6))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 6))K = 5
tp = s
11.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 72/(s² + 4s + 72),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 72/(s² + 4s + 72)
ts = s
12.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = 280/(s(s + 8))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 280/(s(s + 8))
ts = s