1. 直流电机 中等
+ − 220 V Ra = 1.5 Ω Ia = 5 A M + − E ω T 某直流电机从 220 V 电源吸取 5 A 电流。其电枢电阻为 1.5 Ω,旋转损耗(摩擦、风阻和铁损)为 32 W。求它的效率 η 。
V = 220 V Ia = 5 A Ra = 1.5 Ω Prot = 32 W
η = %
2. 直流电机 困难
某小型直流电机的电枢电阻为 3 Ω,由 110 V 供电。忽略旋转损耗,求它在任何转速下能产生的最大机械功率 Pmax 。
V = 110 V Ra = 3 Ω
Pmax = W
3. 齿轮与齿轮系 中等
N1 = 20 N2 = 50
一台 15 kW 的电动机以 1500 rpm 运转,驱动一个齿数为 20 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%。 求电动机轴上的扭矩 T1 。
P = 15 kW n1 = 1500 rpm N1 = 20 N2 = 50 η = 95%
T1 = N·m
4. 齿轮与齿轮系 困难
A = 16 B = 36 C = 24 D = ?
在一个复合轮系中,输入轴上的齿轮 A(16 齿)以 2880 rpm 转动,驱动齿轮 B(36 齿)。齿轮 C(24 齿)与 B 固定在同一根轴上,驱动输出轴上的齿轮 D。输出轴须以 1024 rpm 转动。齿轮 D 须有多少个齿 ND ?
nin = 2880 rpm A = 16 B = 36 C = 24 nout = 1024 rpm
ND =
5. 数据采集与采样 中等
Vin N = 16 VFSR 2ᴺ − 1 0 1 LSB 求 16 位 ADC 在满量程正弦波下的理想信号量化噪声比 SQNR 。
N = 16
SQNR = dB
6. 数据采集与采样 困难
一个 1.5 kHz 方波在没有抗混叠滤波器的情况下以 5 kHz 采样。方波含有奇次谐波 3f₁、5f₁、7f₁、…… 它的谐波 3f₁ 在采样数据中出现在哪个频率 fa ?以 Hz 给出。
f₁ = 1.5 kHz fs = 5 kHz 谐波: 3f₁
fa = Hz
7. 惠斯通电桥与应变片 中等
+ − 6 V 220 Ω 220 Ω 220 Ω 220 Ω a b + −
一个 220 Ω 的应变片是电桥的一个臂(R₂),电桥四个臂均为 220 Ω,激励电压为 6 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 = 6 V R = 220 Ω
Pg = mW
8. 惠斯通电桥与应变片 困难
+ − 2.5 V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + − Vo = ?
某电桥的各臂为 350 Ω,激励电压为 2.5 V,采用 一个工作应变片(1/4 桥)。灵敏系数为 2.05,应变为 600 µε。求电桥输出 Vo ,单位为 mV。
Vs = 2.5 V GF = 2.05 ε = 600 µε
Vo = mV
9. 稳态误差与 PID 控制 中等
r(t) = 10t + K s(s + 10) C(s) − 某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 10)),必须以 0.2 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K 。
G(s) = K/(s(s + 10)) r(t) = 10t ess = 0.2
K =
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 + 6))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts 。
G(s) = 5/(s(s + 6)) K = 8
ts = s
11. 阶跃响应 中等
某系统的传递函数为 G(s) = 41.5/(s² + 5s + 83),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp 。
G(s) = 41.5/(s² + 5s + 83)
tp = s
12. 阶跃响应 困难
k = 200 N/m c = 9 N·s/m m = 10 kg F = 25 N x(t) 质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 9 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 25 N。 求最大位移 xmax ,单位 mm。
m = 10 kg k = 200 N/m c = 9 N·s/m F = 25 N
xmax = mm