1. 直流电机 中等
T (N·m) n (rpm) 9.6 N·m n0 n = ? 某直流电机(k = 1.2 N·m/A,Ra = 1.2 Ω)由 240 V 供电,带动 9.6 N·m 的负载转矩。求它的转速 n ,单位为 rpm。
V = 240 V k = 1.2 N·m/A Ra = 1.2 Ω T = 9.6 N·m
n = rpm
2. 直流电机 困难
+ − 240 V Ra = 1.2 Ω M + − E n = ? T = 15 N·m 某他励直流电机(满励磁时 k = 1.5 V·s/rad,Ra = 1.2 Ω,V = 240 V)带动 15 N·m 的恒定负载转矩。励磁磁通降到满值的 70 %。求新的转速 n 。
V = 240 V k = 1.5 V·s/rad Ra = 1.2 Ω T = 15 N·m Φ = 70 %
n = rpm
3. 齿轮与齿轮系 中等
d1 = 80 mm d2 = 315 mm 1440 rpm T1 = 1000 N T2 = 250 N P = ?
一条皮带绕在一个以 1440 rpm 转动、直径 80 mm 的主动轮上。紧边张力为 1000 N,松边张力为 250 N。求传递的功率 P ,单位 kW。
d1 = 80 mm n1 = 1440 rpm T1 = 1000 N T2 = 250 N
P = kW
4. 齿轮与齿轮系 困难
A = 30 B = 36 C = 12 D = 24
一台 11 kW、1440 rpm 的电动机驱动齿轮 A(30 齿),A 与齿轮 B(36 齿)啮合。与 B 同轴的齿轮 C(12 齿)驱动输出轴上的齿轮 D(24 齿)。每对齿轮啮合的效率为 95%。求输出转矩 Tout 。
P = 11 kW nin = 1440 rpm A = 30 B = 36 C = 12 D = 24 ηmesh = 95%
Tout = N·m
5. 数据采集与采样 中等
Vin N = 8 VFSR 2ᴺ − 1 0 1 LSB 求 8 位 ADC 在满量程正弦波下的理想信号量化噪声比 SQNR 。
N = 8
SQNR = dB
6. 数据采集与采样 困难
1 2 8 ⋮ 8 ch ∿ 01 tc = 1 µs tset = 1 µs fs = ? 一个 8 通道的多路复用器为一个 ADC 供给信号。每次转换需要 1 µs,每次切换通道后输入还需要 1 µs 建立。各通道不间断地依次扫描。求每个通道的采样率 fs ,单位 kHz。
n = 8 tc = 1 µs tset = 1 µs
fs = kHz
7. 惠斯通电桥与应变片 中等
+ − 2 V 350 Ω 350 Ω 350 Ω 350 Ω a b + −
一个 350 Ω 的应变片是电桥的一个臂(R₂),电桥四个臂均为 350 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 V R = 350 Ω
Pg = mW
8. 惠斯通电桥与应变片 困难
+ − 3 V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + − Vo
某 1/4 桥(一个工作应变片,GF = 2)的激励电压为 3 V。要测量的最大应变为 750 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 = 3 V GF = 2 εmax = 750 µε VFS = 10 V
G =
9. 稳态误差与 PID 控制 中等
r(t) = 10 + 3t + 2(s + 1) s(s + 2)(s + 4) C(s) − 输入 r(t) = 10 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 2)(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess 。
G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 2)(s + 4)) r(t) = 10 + 3t
ess =
10. 稳态误差与 PID 控制 困难
R(s) + Kp + Ki /s 10 s + 1 C(s) − PI 控制器 C(s) = Kp + Ki /s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 0.7。求比例增益 Kp 。
G(s) = 10/(s + 1) ωₙ = 3 rad/s ζ = 0.7
Kp =
11. 阶跃响应 中等
某系统的传递函数为 G(s) = 23/(s² + 5s + 23),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) = 23/(s² + 5s + 23)
ts = s
12. 阶跃响应 困难
k = 2000 N/m c = 27 N·s/m m = 4 kg F = 25 N x(t) 质量 m = 4 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 27 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。 求位移最大的时刻 tp 。
m = 4 kg k = 2000 N/m c = 27 N·s/m F = 25 N
tp = s