1.直流电机中等
某直流电机在 1450 rpm 下输出 11 kW 的机械功率。求轴转矩 T。
P = 11 kWn = 1450 rpm
T = N·m
2.直流电机困难
某直流电机(k = 0.6 V·s/rad,Ra = 1.2 Ω)接在固定的 220 V 电源上,带动 7.2 N·m 的负载。求把转速降到 300 rpm 所需的串联电阻 Rs。
V = 220 Vk = 0.6 V·s/radRa = 1.2 ΩT = 7.2 N·mn = 300 rpm
Rs = Ω
3.齿轮与齿轮系中等
一条皮带绕在一个以 1440 rpm 转动、直径 125 mm 的主动轮上。紧边张力为 600 N,松边张力为 300 N。求传递的功率 P,单位 kW。
d1 = 125 mmn1 = 1440 rpmT1 = 600 NT2 = 300 N
P = kW
4.齿轮与齿轮系困难
一条开口皮带连接一个 120 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 = 120 mmd2 = 200 mmC = 1000 mm
θ = °
5.数据采集与采样中等
一个传感器在 100 mm 的量程内测量距离,其输出充满 ADC 的整个输入范围。读数必须分辨出 0.1 mm。求 ADC 所需的最小位数 N。
量程 = 100 mm分辨率 = 0.1 mm
N =
6.数据采集与采样困难
一个 10 位 ADC 通过 UART 以 57600 波特、8N1 格式(起始位、8 个数据位、1 个停止位)发送每个采样点。每个采样点以 2 个整字节发送,且链路一直处于忙碌状态。求能无混叠采样的最高信号频率 fmax,单位 Hz。
baud = 57600 BdN = 108N1
fmax = Hz
7.惠斯通电桥与应变片中等
一个 120 Ω 的应变片是电桥的一个臂(R₂),电桥四个臂均为 120 Ω,激励电压为 2 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 = 2 VR = 120 Ω
Pg = mW
8.惠斯通电桥与应变片困难
某 1/4 桥(一个工作应变片,GF = 2)的激励电压为 10 V。要测量的最大应变为 1200 µε,它在模数转换器输入端必须给出 10 V。求放大器增益 G。
Vs = 10 VGF = 2εmax = 1200 µεVFS = 10 V
G =
9.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 2(s + 3)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 3)/(s²(s + 4))r(t) = 1·t²/2
ess =
10.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 10 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 5))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 1/(s(s + 5))K = 10
ts = s
11.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 53/(s² + 10s + 53),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 53/(s² + 10s + 53)
σ =
12.阶跃响应困难
单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 5))。求使阶跃响应有 20 % 超调量的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 20 %
K =