3-1 时间响应由哪两个部分组成？各部分的定义是什么？
答：根据工作状态的不同，把系统的时间响应分为瞬态响应和稳态响应。系统稳定时，它的自由响应称为瞬态响应，即系统在某一输入信号的作用下其输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。而稳态响应一般就是指强迫响应，即当某一信号输入时，系统在时间趋于无穷大时的输出状态。
3-2 设温度计能在1分钟内指示出实际温度值的98%，并且假设温度计为一阶系统，求时间常数。如果将温度计放在澡盆内，澡盆的温度依10℃/min 的速度线性变化，求温度计示值的误差是多大？
解1：依题意可得已知条件为1=t 分，98.0)(=t C 而一阶系统的传递函数为
1
1)
()(+=
Ts t R t C
即 )(1
1)(s R Ts s C +=
在上述第一问中，要求温度计在1分钟内指示出响应值的98%，这相当于对温度计输入一个单位阶跃。
亦即 )(1)(t t r = 则 s s R 1)(=
111
11
)(+-=?+=
Ts T s s
Ts s C
即 ]1
1[
)]([)(1
1+-
==--Ts T s
L t C L t c
T
t e
T
s L s
L -
---=+
-=1]11[
]1
[1
1
将1=t 分及98.0)(=t C 代入上式可得
T
e 1198.0--=
即 02.098.011=-=-
T
e
将上式两端取自然对数化简后得
秒分36.15256.09
.3102
.0lg 3.21==--=
-
=T
解2：在第二问中已知澡盆温度以分/10
线性变化，说明输入函数t At t r 10)(==，为斜坡函数，此时温度计的误差为
)()()()(t c At t c t r t e -=-=
而当 At t r =)( 时
2
)(s
A s R =
即 ]1
1[
11
)(1
1)(2
2
2
++
-
=?+=
+=
Ts T
s T s
A s
A
Ts s R Ts s C
则 ]1
1[)()(2
1
1
2
1
1
++-==----Ts T
L
s T L
s
L
A s C L t C
)(]11
11[1
1
2
1
T
t Te
T t A T
s TL
s
TL
s
L
A -
---+-=+
+-=
即 )1()()(T
t T
t e
AT Te
T t A At t e -
-
-=+--=
将已知和已求得之值数1=t 分、256.0=t 分、10=A 代入上式即可求得温度计的误差为
)(53.298.0256.010)(上式为近似计算
=??=t e 。
3-3 已知系统的单位阶跃响应为10t
t 02.12.01)(---+=e e t x ，试求：（1）该系统的闭环
传递函数；（2）系统的阻尼比ξ和无阻尼固有频率n ω。 解：（1）求解闭环传递函数)(s Φ
由已知条件，当输入为单位阶跃信号时 ]2.12.01[)]([1)
()(106000t
t
e e t x s
s s X ---+?=?=Φ=
10
1
2.160
12.01+?
-+?
+=
s s s
则
)
10)(60()
60(2.1)10(2.0)10)(60(10
2.160
2.01)()(0+++-++++=
+-
++
==Φs s s s s s s s s s s s
s sX s
600
70600600
70722.122.0600702
2
2
2
2
++=
++--++++=
s s s s s
s s s s s
（2）求解阻尼比ζ和无阻尼固有频率n ω 将闭环传递函数化为二阶振荡环节的标准形式
2
2
2
2
2600
70600)(n
n n
s s s s s ωζωω++=
++=
Φ
根据对应关系可得 ?????==70
2600
2
n n ζωω
解得 s rad n /5.24=ω，43.1=ζ。
3-4 图（题3-4（a ））是一个机械系统，当有20N 的力作用于该系统时，其质块m 作如图（题3-4（b ））所示的振动，试根据曲线上的s t m x t x 2,0095.0)()(p 0p 0==∞-，确定m ,c 和k 。
0.1
)(o t x / m
)
(o t x (b )
)(a
图 题3-4
解：由图)(a 可知，)(t x i 是阶跃力输入，N t x i 20)(=，)(0t x 是输出位移。由图)(b 可知系统的稳态输出m x 1.0)(0=∞，s t m x t x p p 2,0095.0)()(00==∞-，此系统的传递函数显然为：
k
cs ms
s X s X s G i ++=
=
2
01)
()()(，
式中， s
N s X i 20)(=。
（1）求k
k
N s
N k
cs ms
s
s X s t x X s s t 20201lim )(lim )(lim )(2
00
00=
?
++=?==∞→→∞
→。
而m X 1.0)(0=∞，因此m N k /200=。 （2）求m
%5.9%1001
.00095.0%1002
1=?=
?=--ξ
πξ
e
M
p
求得06.0=ξ。
将6.0,2==ξs t p 代入2
1ξ
ωπ-=
n p t 中，得196.1-=s n ω。
再由2
/n m k ω=，求得kg m 3.77=。
（3）求c 由m c n /2=ξω，求得m s N c /8.181?=。
3-5 试求下面系统在单位斜坡函数t t r =)()0(≥t 输入下的响应，并求出单位斜坡函数输入时的误差函数 。
(1) 1
1)(+=
Ts s G 的系统； (2) 2
n
n 2
2
n
2)(ωξωω++=
s s s G 的系统)10(<<ξ。
解：（1）由题意知t t r =)(，其拉氏变换2/1)(s s R =，得稳态误差为 )
2(1121lim 2
++=
++=→Ts s Ts s
Ts Ts s
e s ss
（2）由题意知t t r =)(，其拉氏变换2/1)(s s R =，得稳态误差为
)
22(122lim 2
2
2
2
2
2
2
n n n
n
n n
s ss s s s s
s s s
e ωξωωωξωω++=
++=→
3-6 已知单位反馈系统的开环传递函数 1
)(+=
Ts K
s G K ，
（1）=K 20，=T 0.2；（2）=K 1.6，=T 0.1；（3）=K 2.5，=T 1三种情况时的单
位阶跃响应，并分析开环增益K 与时间常数T 对系统性能的影响。 解：由已知开环传递函数为 1
)(+=
Ts K s G K ，且是单位负反馈，
则系统闭环传递函数为
1)
(1)()(++=
+=
K Ts K s G s G s G K K
（1）当单位阶跃信号输入时， ),(1)(i t t x =s s X /1)(i =，则系统在单位阶跃信号作用下的输出的拉氏变换为
105
21/2021/20)
212.0(20)()()(i o +-
=
+=
=s s
s s s X s G s X
将上式进行拉氏反变换，得出系统的单位阶跃响应为
[]t 105o 1
o )21/20()21/20()()(---==e s X L
t x
（2）当单位阶跃信号输入时， ),(1)(i t t x =s s X /1)(i =，则系统在单位阶跃信号作用下的输出的拉氏变换为
26
13/813/8)
6.21.0(6.1)()()(i o +-=+=
=s s
s s s X s G s X
将上式进行拉氏反变换，得出系统的单位阶跃响应为
[]t 26o 1
o )13/8()13/8()()(---==e s X L
t x
（3）当单位阶跃信号输入时， ),(1)(i t t x =s s X /1)(i =，则系统在单位阶跃信号作用下的输出的拉氏变换为
5
.37/57/5)
5.3(5.2)()()(i o +-
=+=
=s s s s s X s G s X
将上式进行拉氏反变换，得出系统的单位阶跃响应为
[]t 5.3o 1
o )7/5()7/5()()(---==e s X L
t x
时间常数T 越小，开环增益K 越大，)(o t x 上升速度越快，达到稳态所用的时间越短，
也就是系统惯性越小，反之，T 越大，K 越小，系统对信号的响应越缓慢，惯性越大。
3-7 试分别画出二阶系统在下列不同阻尼比取值范围内，系统特征根在s 平面上的分布
及单位阶跃响应曲线。
（1）10<<ξ （2）1=ξ （3）1>ξ （4）01<<-ξ （5）1-=ξ 解：（1）10<<ξ
在欠阻尼状态下，二阶系统传递函数的特征方程的根是一对共轭复根，即系统具有一对共轭复数极点。
5
1015
t
1.0
2.0
)(o t x p
t
（2）1=ξ
在临界阻尼状态下，二阶系统传递函数的特征方程的根是两重负实根，即系统具有两个不相等的负实数极点，
)
(t x o
1
（3）在过阻尼状态下，二阶系统传递函数的特征方程的根是两个不相等的负实根，即系统具有两个不相等的负实数极点，
12
1-+
-=ξωξωn n s ，12
2
---=ξ
ωξωn n s 。
(t x o （4）01<<-ξ和（5）1-=ξ时，系统不稳定。
(t x o
3-8 要使图（题3-8）所示系统的单位阶跃响应的最大超调量等于25％，峰值时间t p
为2s ，试确定K 和f K 的值。
图 题3-8
解：（1）先求系统的闭环传递函数
2
2
2
2
2
2
2)
1(1)(n
n n
f f s s K
s KK s K
s K s
K s K
s ωζωω++=
++=
++
=
Φ
根据对应关系可得
??
??
?==f
n n KK
K ζωω22
解得 ??
???==K KK K f
n 2ζω
（2）由 %25%1002
1=?=--ζ
πζ
e
M
p
，求得404.0=ζ。
再由s t n p 212
=-=
ζ
ωπ，求得871.6=n ω。
综上，得到205.47=K ，118.0=f
K
。
3-9 设单位反馈控制系统的开环传递函数为 )
1(1
)
(K +=
s s s G ，试求该系统单位
阶跃响应时的上升时间，峰值时间，超调量和调整时间。
解：由题知为单位反馈
即 1)(=s H 则其闭环传递函数为
2
2
2
2211)
1(11)
1(1
)(1)
()(n
n n s s s s s s s s s G s G s ωζωω++=++=++
+=+=Φ 根据对应关系可解得
s rad n /1=ω， 5.0=ζ 相位移
3
3arctan 1arctan 2
πζ
ζ
?=
=-=
在此基础上可求出各参数 上升时间 s s s t n r 42.23
3475
.03212
≈=
?
=
--=
ππζ
ω?π
峰值时间 s t n p 63.312≈-=
ζ
ωπ
最大超调量 %4.16%100%1003
2
1≈?=?=---π
ζ
πζ
e
e
M
p
调整时间
当允差范围为2%时 )02.0(85
.04ln 取?≈=?
-=s s t n
s ζω
。
当允差范围为5%时 )05.0(65
.03ln 取?≈=?
-=
s s t n
s ζω
。
3-10 设系统的单位脉冲响应函数如下，试求这些系统的传递函数。 （1） 1.25t
125.0)(-=e
t ω
（2）)44sin(105)(π
ω++=t t t
（3）)1(1.0)(t/3
--=e t ω
（4）t t 01.0)(=ω
解：（1）t e t 25.1125.0)(-=ω
1
81]125.0[)()(25.10+=?==-s e
s X s G t
（2）)4
4sin(105)(π
ω+
+=t t t
)
16(16
)220
5(2516
252205)]4
4sin(105[)()(2
2
2
3
2
2
0++++=
+++
=
+-?==s s s s s s s
t t s X s G π
（3）)1(1.0)(3/t e t --=ω )
13(101)
13(103101)]1(1.0[)()(3
/0+=
+-
=
-?==-s s s s
e
s X s G t
（4）t t 01.0)(=ω
2
01001]01.0[)()(s
t s X s G =
?==
3-11 对图（题3-11）所示的系统，试求： （1）h K 是多少时,5.0=ξ
（2）单位阶跃响应的超调量和调整时间 （3）比较0h =K 与0h ≠K 时系统的性能。
图 题3-11
解：（1）系统的传递函数为 10
)210()1(10)(2
++++=
s K s s K s G h h
已知 5.0=ξ，
由
116
.0162
.310210210
2
===
?
??
?
??+==h n h n n K K ωξωω
（2）最大超调量 %3.16%1002
1≈?=--ζ
πζ
e
M p
调整时间
当允差范围为2%时 )02.0(53.258
.14ln 取?≈=
?
-=
s s t n
s ζω
当允差范围为5%时 )05.0(9.158
.13ln 取?≈=
?
-=
s s t n
s ζω
3-12 系统的闭环传递函数为
)
3.0j 2.0()3.0j 2.0)(7
4.2(6
.81)
()(i 0-+++++=
s s s s X s X
（1）求单位阶跃响应曲线；
（2）取闭环主导极点后，再求单位阶跃响应曲线；
3-13 单位反馈系统的开环传递函数为 )
5)(1()(K ++=
s s s K s G ，其斜坡函数输入时，
系统的稳态误差的01.0ss =e ，试确定系统的K 值。
解：单位斜坡输入时，系统的稳态误差 01.011===
K
K e v
ss
所以100=K 。
3-14 已知单位反馈系统的闭环传递函数为n
1n 1
n 1n
n
1n )(a s a s
a s a s a s G +++++=--- 求斜坡
函数输入和抛物线函数输入时的稳态误差。
解：将闭环传递函数化为单位反馈形式
=
Φ)(s n
n n n
n
n a s a s
a s a s a +++++---11
11 )
(1)(12
21
112
21
11s G s G s
a s a s a s a s a s a s a s a n n n
n
n n n n n
n +=
++++
++++=
------
所以开环传递函数为 )
()(23
12
2
12
21
11-------+++=
++++=
n n n n n n n
n
n a s
a s
s s
a s
a s
a s a s a s G
则其静态误差系数为：
静态位置误差系数 ∞==→)()(lim 0
s H s G K s p
静态误差 011=+=
p
ss K e
静态速度误差系数 ∞==→)()(lim 0
s H s SG K s V
静态误差 01==
V
ss K e
静态加速度误差系数 2
20
)()(lim -→=
=n n s a a a s H s G S K
静态误差 n
n a
ss a a K e 21-=
=
故当斜坡输入时，系统静态误差系数为无穷大，其静态误差为零。
机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率
1控制论的中心思想是什么？ 答：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 2机械工程控制论的研究对象及任务是什么？ 答：对象：机械工程技术。任务：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出，并通过系统的输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析；（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使系统的输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最优控制；（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计；（4）当输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此及系统识别或系统辨识；（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中的有关信息，此即滤液与预测。 3什么是信息与信息的传递？试举例说明。 答：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息都是信息。例如机械系统中的应力、变形、温升、几何尺寸与精度等，表明了机械信号、密码、情报或消息。 所谓信息传递，指信息在系统传递过程中以某种关系动态地传递，或称转换。例如机械加工工艺系统，将工件尺寸做为信息，通过工艺过程的转换，加工前后工件尺寸分布有所变化，这样，研究机床加工精度问题，可以通过运用信息处理和理论和方法来进行。 4什么是反馈与反馈控制？试举例说明。 答：所谓信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号与原系统的输入讯号的方向相反（或相位差180度）则称之为“负反馈”；如果方向与相位相同，则称之为“正反馈”。例如人类最简单的活动，如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。人抬起腿每走一步路，腿的位置和速度的信息不断通过人眼及腿部皮肤及神经感觉反馈到大脑，从而保持正常的步法；人手取物时，手的位置与速度信息不断反馈到人脑以保持准确而适当地抓住待取之物。5日常生活中的许多闭环系统与开环系统，试举例说明。 答：开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。例如洗衣机，它按洗衣、清水、去水、干衣的顺序进行工作，无需对输出信号即衣服的清洁程度进行测量； 闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路。例如液面调节器和以工作台的位置做为系统输出，通过检测装置进行测量，并将该信号反馈，进行控制工作台运动位置的CNC机床的进给系统。 6何谓控制系统？按是否存在反馈分哪些？ 答：控制系统指系统的输出，能按照要求的参考输出或控制输入进行调节。按是否存在反馈分为2种，即开环控制系统和闭环控制系统。 7拉氏变换的定义是什么？ 答：拉氏变换是分析研究线性动态系统的有力工具，将时域的微分方程变换为复数域的代数方程。 8什么是数学模型？ 答：数学模型是系统动态特性的数学表达式。建立数学模型是分析、研究一个动态特性的前提。 9传递函数的定义及特点是什么？ 答：定义：线性定常系统的传递函数，是初始条件为零，系统输出的拉氏变换比输入的拉氏变换。 特点：1）传递函数反应系统本身的动态特性，只与系统本身的参数有关，与外界输入无关；2）对于物理可实现系统，传递函数分母中的s的阶次n必不小于分子中的s的阶次m，即n大于等于m，因为实现的物理系统总是存在惯性，输出不会超前于输入；3
《电机学》作业题解 （适用于王秀和、孙雨萍编《电机学》） 1-5 何为铁磁材料？为什么铁磁材料的磁导率高？ 答：诸如铁、镍、钴及他们的合金，将这些材料放在磁场后，磁场会显著增强，故而称之为铁磁材料；铁磁材料之所以磁导率高，是因为在这些材料的内部，大量存在着磁畴，这些磁畴的磁极方向通常是杂乱无章的，对外不显示磁性，当把这些材料放入磁场中，内部的小磁畴在外磁场的作用下，磁极方向逐渐被扭转成一致，对外就显示很强的磁性，所以导磁性能强。 1-9 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是如何产生的？为何铁心采 用硅钢片？ 答：铁心中的磁滞损耗是因为铁心处在交变的磁场中，铁心反复被磁化，铁心中的小磁畴的磁极方向反复扭转，致使磁畴之间不断碰撞，消耗能量变成热能损耗；又因为铁心为导体，处在交变的磁场中，铁中会产生感应电动势，从而产生感应电流，感应电流围绕着磁通做漩涡状流动，从产生损耗，称之为涡流损耗，之所以采用硅钢片是因为一方面因硅钢电阻高，导磁性能好，可降低涡流损耗，另一方面，采用薄片叠成铁心，可将涡流限制在各个叠片中，相当于大大增加了铁心的电阻，从进一步降低了涡流损耗。 1-13 图1-27所示为一铁心，厚度为0.05m，铁心的相对磁导率为1000。问：要产生0.003Wb的磁通，需要多大电流？在此电流下，铁心各部分的刺痛密度是多少？
解：取磁路的平均长度，上下两边的长度和截面积相等算一段，算作磁路段1，左侧为2，右侧为3。 磁路段1长度和截面积：()120.050.20.0250.55m =?++=l ， 210.050.150.0075m =?=A ； 41m17 10.55 5.83610A wb 10004100.0075 π-= ==????l R uA 磁路段2长度和截面积：20.1520.0750.30m =+?=l ， 220.050.100.005m =?=A ； 42m27 20.30 4.77510A wb 10004100.005 π-= ==????l R uA 磁路段1长度和截面积：30.1520.0750.30m =+?=l ， 230.050.050.0025m =?=A ； 43m37 30.309.54910A wb 10004100.0025 π-= ==????l R uA 总磁阻： 45m m1m2m3(5.836 4.7759.549)10 2.01610A wb ==++?=?R R +R +R 磁动势：5m 0.003 2.01610604.8A φ==??=F R 励磁电流：604.8 1.512A 400 = ==F i N
电机学第三版课后习题答案 变压器 1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？ 答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上，原边接上电源后，流过激磁电流|0,产生励磁磁动势F o,在铁芯中产生交变主磁通 e 0,其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定 d d)律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e i和e2, 且有巴- -N1, dt e2= _N2 d 0,显然，由于原副边匝数不等,即N产N2，原副边的感应电动势也就不等, dt 即e i^e2,而绕组的电压近似等于绕组电动势，即U i~E i, 匕~ E?,故原副边电压不等,即 U i^ U2,但频率相等。 1-2变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压 吗？ 答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。 1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？ 答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空 载电流的有功分量。 性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功 性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。 1-4 一台220/110伏的变压器，变比k=N—2，能否一次线圈用2匝, N2 二次线圈用1匝，为什么？ 答：不能。由U1 E^ 4.44fN^J m可知，由于匝数太少，主磁通m将剧增，磁密B m过 大，磁路过于饱和，磁导率卩降低，磁阻R m增大。于是，根据磁路欧姆定律l0N1= R m「m 可知，产生该磁通的激磁电流I。必将大增。再由p Fe^B m2f1.3可知，磁密B m过大，导致 2 铁耗P Fe大增，铜损耗I0 r1也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。
《机械工程控制基础》习题答案 （1）生活中常见开环控制系统与闭环控制系统综合性能分析：如汽车空调的温度控制与冷库温度控制综合性能分析。 答：开环系统是指系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。其特点是结构简单，比较经济，但系统静特性差，控制精度不高，抗干扰能力差。 闭环控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。其特点是结构复杂，但是控制精度高，动态性能好，抗干扰能力强。 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性，而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度，在扰动变量可以测量时，也常同时采用按扰动的控制（即前馈控制）作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。 生活中闭环和开环控制的例子很多，比如汽车空调的温度控制，低端用手动开环控制，这种控制精度不高，而好一点的都用自动闭环控制，闭环控制更加节省能源，精度高，增加用户的舒适度（通过调节温度风门实现）。又比如冷库温度控制，一般都是闭环PID，也比较容易实现，温度控制比较稳定，也就是制冷机组的控制，电加热器功率调节，如用开环控制则很明显温度调节不准，标定移植都不便。 （2）简单机械数学模型的建立，传递函数的推导：如建立脚踏自行车或电动自行车数学的模型。 答：工程中常用的数学模型有微分方程、传递函数、动态结构图和信号流图等。微分方程是指系统中输入量和输出量以及它们各阶导数关系的数学表达式，传递函数是指在零初始条件下，具有线性特征的系统输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比。 下面推导一下动力滑台铣平面的数学模型。 a）动力滑台铣平面b）系统力学模型 系统输出量为)(t x，输入量为) f，根据力学相关规律推导出系统微分方程 (t
机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即●最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。
09电气学习部 《电机学》系列材料电机学 作业参考答案 福州大学电气工程与自动化学院 电机学教研组黄灿水编 2008-3-3
2-1 设有一台500kV A 、三相、35000/400V 双绕组变压器，初级、次级侧绕组均系星形连接，试求高压方面和低压方面的额定电流。 解：由已知可得：kVA S N 500=、V U N 350001=、V U N 4002=，则有： 高压侧：)(25.8350003105003311A U S I N N N =??= = 低压侧： )(7.721400 3105003322A U S I N N N =??== 2-2 设有一台16MV A 、三相、110/11kV 、Yd 连接的双绕组变压器（表示初级三相绕组接成星形，次级三相绕组接成三角形）。试求高压、低压两侧的额定线电压、线电流和额定相电压、相电流。 解：由已知可得：MVA S N 16=、kV U N 1101=、kV U N 112=，则有： 高压侧 额定线电压： kV U N 1101= 额定线电流： )(0.8410 1103101633 611A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 5.633 110311== =φ 额定相电流： )(8411A I I N ==φ 低压侧 额定线电压： kV U N 112= 额定线电流： )(84010 113101633 622A U S I N N N =???= = 额定相电压： kV U U N 1122==φ 额定相电流： )(4853 8403 22A I I N == =φ
一. 填空题(每小题2.5分，共25分) 1． 对控制系统的基本要求一般可以归纳为稳定性、 和 。 2． 按系统有无反馈，通常可将控制系统分为 和 。 3． 在控制工程基础课程中描述系统的数学模型有 、 等。 4． 反映出稳态响应偏离系统希望值的程度，它用来衡量系统 的程度。 5． 一阶系统 1 1 Ts 的单位阶跃响应的表达是 。 6． 有系统的性能指标按照其类型分为时域性能指标和 。 7． 频率响应是线性定常系统对 输入的稳态响应。 8． 稳态误差不仅取决于系统自身的结构参数，而且与 的类型有关。 9． 脉冲信号可以用来反映系统的 。 10. 阶跃信号的拉氏变换是 。 二． 图1为利用加热器控制炉温的反馈系统（10分） 炉温控制系统 图1 炉温控制结构图 试求系统的输出量、输入量、被控对象和系统各部分的组成，且画出原理方框图，说明其工作原理。 三、如图2为电路。求输入电压i u 与输出电压0u 之间的微分方程， 并求该电路的传递函数（10分） 图2 R u 0 u i L C u 0 u i (a) (b) (c)
四、求拉氏变换与反变换(10分) 1．求[0.5]t te - l（5分） 2．求1 3 [] (1)(2) s s s - ++ l（5分） 五、化简图3所示的框图，并求出闭环传递函数（10分）
图3
六、图4示机械系统由质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度K 和外力)(t f 组成的机械动力系统。图4(a)中)(t x o 是输出位移。当外力)(t f 施加3牛顿阶跃力后(恒速信号)，记录仪上记录质量m 物体的时间响应曲线如图4（b ）所示。试求： 1）该系统的微分方程数学模型和传递函数；(5分) 2）该系统的自由频率n ω、阻尼比ξ；(2分) 3）该系统的弹簧刚度质量m 、阻尼系数C 、弹簧刚度k ；（3分） 4）时间响应性能指标：上升时间s t 、调整时间r t 、稳态误差ss e （5分）。 1.0 x 0 图4(a) 机械系统 图4（b ）响应曲线 图4
机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。
中国国防概述 一、国防的含义和基本类型 (一)国防的含义 有国才有防，国无防不立，民无兵不安。“国”源于“或”，“或”者，“邦”也，“邦”者，“国”也。“或”字结构中，“口”代表着人口，一横代表着土地，“戈”字代表着武力。它寓意着：一邦或一国，有人口、有土地、还需要有武力保卫。到春秋时期，在“或”字的基础上，加上一个代表着一定疆域“□”，就形成了会意兼形声的“國”字，于是战国时期便有了“诸候治疆域为国，大夫治疆域为家”的说法。1955年简化汉字，以“玉”代“或”而形成现代的“国”字。“玉”字既是吉祥美好的象征，也称“玉玺”，“玉玺”代表着国家的权力。 什么是国防呢？1997年3月14日颁布实施的《中华人民共和国国防法》第二条规定：“国家为防备和抵抗侵略，制止武装颠覆，保卫国家的主权、统一、领土完整和安全所进行的军事活动，以及与军事有关的政治、经济、外交、科技、教育等方面的活动。”这条规定界定了我国“国防”概念的基本含义，在理论上和实践上都有重要的意义。 （二）国防的基本类型 国防作为国家的防务，其根本职能就是保卫国家的安全，国家的安全利益是国防行为至高无上的准则。也正因为如此，不同性质、不同制度、不同政策和不同利益标准的国家，有着不同的国防形式，归纳起来，主要有以下四种类型： 第一类，扩张型。奉行霸权主义侵略扩张政策的国家，为了维护本国在世界许多地区的利益、打着防卫的幌子，对别国侵略、颠覆和渗透。把国防作为侵犯别国主权和领土、干涉他国内政的代名词。如美国在世界各地建立了300多个军事基地，以实现其军事力量的“前沿存在”。足见其侵略扩张和全球霸权主义的野心。 第二类，联盟型。也就是以结盟形式，联合一部分国家来弥补自身力量的不足。从联盟国之间的关系来看，还可分为一元体联盟和多元体联盟。所谓一元体联盟，就是有一个大国处于盟主地位，其他国家则从属于他，目前的日本、韩国的国防属于此种类型，都是以美国为盟主建立的国防。所谓多元体联盟，则是各国基本处于伙伴关系，共同协商防卫大计，如北约组织和独联体组织。
第1章 导论 1.1 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成？这些材料各有哪些主要特性？ 解：磁路：硅钢片。 特点：导磁率高。 电路：紫铜线。 特点：导电性能好，电阻损耗小. 电机：热轧硅钢片， 永磁材料 铁氧体 稀土钴 钕铁硼 变压器：冷轧硅钢片。 1.2 磁滞损耗和涡流损耗是什么原因引起的？它们的大小与哪些因素有关？ 解：磁滞损耗：铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化，磁畴会不停转动，相互间产生摩擦， 消耗能量，产生功率损耗。 与磁场交变频率f ，磁通密度B ，材料，体积，厚度有关。 涡流损耗：由电磁感应定律，硅钢片中有围绕磁通呈涡旋状的感应电动势和电流产生 叫涡流，涡流在其流通路径上的等效电阻中产生的损耗叫涡流损耗。 与 磁场交变频率f ，磁通密度，材料，体积，厚度有关。 1.3 变压器电动势、运动电动势产生的原因有什么不同？其大小与哪些因素有关？ 解：变压器电势：磁通随时间变化而在线圈中产生的感应电动势 4.44m E fN φ=。 运动电势：线圈与磁场间的相对运动而产生的e T 与磁密B ，运动速度v ，导体长度l ，匝数N 有关。 1.6自感系数的大小与哪些因素有关？有两个匝数相等的线圈，一个绕在闭合铁心上，一个 绕在木质材料上，哪一个自感系数大？哪一个自感系数是常数？哪一个自感系数是变数，随什么原因变化？ 解：自感电势：由于电流本身随时间变化而在线圈内感应的电势叫自感电势。d L e d t L ψ =- 对空心线圈：L Li ψ= 所以di e L L dt =- 自感：2L L N N m m i i i L Ni N φψ= = = ∧=∧ A m l μ∧= 所以，L 的大小与匝数平方、磁导率μ、磁路截面积A 、磁路平均长度l 有关。 闭合铁心μ>>μ0，所以闭合铁心的自感系数远大于木质材料。因为μ0是常数，所以木 质材料的自感系数是常数，铁心材料的自感系数是随磁通密度而变化。 1.7 在图1.30中，若一次绕组外加正弦电压u 1、绕组电阻R 1、电流i 1时，问 （1）绕组内为什么会感应出电动势？ （2）标出磁通、一次绕组的自感电动势、二次绕组的互感电动势的正方向； （3）写出一次侧电压平衡方程式； （4）当电流i 1增加或减小时，分别标出两侧绕组的感应电动势的实际方向。 解：(1) ∵u 1为正弦电压，∴电流i 1也随时间变化，由i 1产生的磁通随时间变化，由电磁感 应定律知d dt e N Φ=-产生感应电动势. (2) 磁通方向：右手螺旋定则，全电流定律1e 方向：阻止线圈中磁链的变化，符合右手螺 旋定则：四指指向电势方向，拇指为磁通方向。
Mavis [“了解时控甜岳抚的建申要求. 二、本章重点 门》学台茁峙息论的魂贞分崭：恳蛭帕动蕊特ft,洁息克》理聯倩J&庚槪的含止最幷件用. 律）草1815制泵規的赴本槪忠、基專虫呈.慕半如城特工怖厲理1迪制控钢系筑戶框擠》三，忒拿难点 ri^W.M^Jg.&^.SUMSESf 方if 團的检谢. M I I麼也娱木卷如l￡H讯h 1, B JJW示.旳了砾特搭申的jS!f .由戏控开衆苗週迪斷开唯加聽！S的电BL住隹川疾水耐*水報屮我岀緘水井帶克律水、.试说鹏该杀境工作原現非程出杲炕的力雀Hi. M 在电奧木理募貌中，水黠内的朮ifl需晏捋 欝?即木艳为矮桂对聚.水的耳薛S9UW 或用:为乐 蛻的監出址，股为丁‘*「（?" 辑人“.rtf P希斓的注 蘆i給定価、“扳为7/C）r±f 卑品因甫惶水繪内*迫下泮fit肖號康垛的丄！！丁 扰, 屿于」9） = 7\〔亡｝砒.壮轴的实环水迫境滞迫 元伴惟楷，舁捋实聒比ill轴牝感相康的it 慣号，与S1 艳开吴代先議定的倩号港行比牧而谒刖的債弄为#, 此时电加無胃不工作，忒轲中茁朮悅煤舟11需！^的退揮J jf!f使用热水井注人冷术廿，朮曲下斤，此肘^■JCKT.C C），*! 慎24*內平面旅事揑开柴工什.于用电SF.|t：?，电抑热器厅的农水珂内的4（进打加姑”使朮迅上札直科7*.CVV-7V CKOJ1E. IUR倒I, I.to所示. 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特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。 第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。 电机学第三版课后习题测验答案 原边接上电源后，流过激磁电流I0，产生励磁磁动势F0，在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同，根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e1和e2, 且有 , , 显然，由于原副边匝数不等, 即 N1≠N2，原副边的感应电动势也就不等, 即e1≠e2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U1≈E1, U2≈E2,故原副边电压不等,即U1≠U2, 但频率相等。1-2 变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？答：不会。因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。1-3变压器的空载电流的性质和作用如何？ 答：作用：变压器空载电流的绝大部分用来供励磁，即产生主磁通，另有很小一部分用来供给变压器铁心损耗，前者属无功性质，称为空载电流的无功分量，后者属有功性质，称为空载电流的有功分量。性质：由于变压器空载电流的无功分量总是远远大于有功分量，故空载电流属感性无功性质，它使电网的功率因数降低，输送有功功率减小。1-4一台220/110伏的变压器，变比，能否一次线圈用2匝，二次线圈用1匝，为什么？答：不能。由可知，由于匝数太少，主磁通将剧增，磁密过大,磁路过于饱和，磁导率μ降低，磁阻增大。于是，根据磁路欧姆定律可 知, 产生该磁通的激磁电流必将大增。再由可知，磁密过大, 导致铁耗大增，铜损耗也显著增大，变压器发热严重，可能损坏变压器。1-5有一台S-100/6、3三相电力变压器，，Y，yn（Y/Y0）接线，铭牌数据如下：I0%=7% P0=600W uk%=4、5% PkN=2250W试求：1。画出以高压侧为基准的近似等效电路，用标么值计算其参数，并标于图中；2。当变压器原边接额定电压，副边接三相对称负载运行，每相负载阻抗，计算变压器 一、二次侧电流、二次端电压及输入的有功功率及此时变压器的铁损耗及激磁功率。解： 1、1-6 三相变压器的组别有何意义，如何用时钟法来表示？答：三相变压器的连接组别用来反映三相变压器对称运行时，高、低压侧对应的线电动势（线电压）之间的相位关系。影响组别的因素不仅有绕组的绕向、首末端标记，还有高、低压侧三相绕组的连接方式。用时钟法表示时，把高压绕组的线电动势（线电压）相量作为时钟的长针，并固定在12点，低压绕组的线电动势（线电压）相量作为短针，其所指的数字即为三相变压器的连接组别号。三相变压器共有12种组别，其中有6种单数组别和6种偶数组别。1-7为什么说变压器的激磁电流中需要有一个三次谐波分量，如果激磁电流中的三次谐波分量不能流通，对线圈中感应电动机势波形有何影响？答：因为磁路具有饱和特性，只有尖顶波电流才能产生正弦波磁通，因此激磁电流需要有三次谐波分量（只有这样，电流才是尖顶波）。如果没有三次谐波电流分 《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-== 第一章国防教育 第一节国防概述 一、选择题（单选）： 1.“国防”一词最早出现在中国的哪一本书？ A.《后汉书》 B.《资治通鉴》 C.《史记》 D.《孙子兵法》 答案：A 2.“国防”的第一要素是什么？ A.国家主权 B.国家内政 C.国家主体 D.国家领土 答案：C 3.台湾问题是我们国家的什么问题？ A.主权 B.内政 C.争议领土 D.遗留 答案：B 4.香港是在中英哪个条约中划给英国的？ A.《南京条约》 B.《北京条约》 C.《天津条约》 D.《马关条约》 答案：A 5.钓鱼岛南沙问题是什么？ A.领土争议 B.主权问题 C.人权问题 D.政治问题 答案：A 二.判断题： 1.国防领导体制是指国防领导的组织体系及相应制度. (√) 2.台湾问题是否是国家的内政问题. (√) 3.我国实行积极防御战略方针，坚持全民自卫原则. (√) 4.我国国防的手段包括军事、政治、经济和外交四个方面的活动. (×) 5.中国的国防属于自卫型. (√) 三.选择题（多选）： 1.古代最早的防伪手段有下面哪几个？ A.石墙 B.城楼 C.石柱堆 D.设岗 答案：A B 2.下列选项中属于国防基本类型的有哪几个？ A.扩张型 B.自卫型 C.联盟型 D.中立型 答案：A B C D 3.国防的要素有下面哪几个？ A.国防的主体 B.国防的形式 C.国防的目的 D.国防的结构 答案：A B C 4.广义的领土指的是下面什么？ A.领陆 B.领海 C.领空 D.领岛 答案：A B C 5.国防的目的是什么？ A.保卫国家的主权统一 B.保卫国家的领土完整 C.保卫国家的经济发展 D.保卫国家的人民和平 答案：A B 第一章 磁路 1-1 磁路的磁阻如何计算？磁阻的单位是什么？ 答：磁路的磁阻与磁路的几何形状（长度、面积）和材料的导磁性能有关，计算公式为 A l R m μ= ，单位：Wb A 1-2 铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？ 答：磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相互摩擦引起的损耗。经验公式V fB C p n m h h =。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关； 涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式G B f C p m Fe h 2 3 .1≈。与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。 1-3 图示铁心线圈，已知线圈的匝数N=1000，铁心厚度为0.025m （铁心由0.35mm 的DR320 硅钢片叠成）， 叠片系数（即截面中铁的面积与总面积之比）为0.93，不计漏磁，试计 算：(1) 中间心柱的磁通为4105.7-?Wb ，不计铁心的磁位降时所需的直流励磁电流； (2) 考虑铁心磁位降时，产生同样的磁通量时所需的励磁电流。 解： 磁路左右对称∴可以从中间轴线分开，只考虑右半磁路的情况: 铁心、气隙截面2422 109.293.010 25.1025.0m m A A --?=???==δ (考虑边缘效应时，通长在气隙截面边长上加一个气隙的长度；气隙截面可以不乘系数) 气隙长度m l 4 1052-?==δδ 铁心长度()m cm l 21045.122025.025.15225.125.7-?=?--+??? ? ??-= 铁心、气隙中的磁感应强度T T A B B 29.1109.22105.724 4 =???=Φ= =--δ (1) 不计铁心中的磁位降： 气隙磁场强度m A m A B H 6 7 100.110 429.1?=?= = -πμδ δ 磁势A A l H F F I 500105100.14 6 =???=?==-δδδ 电流A N F I I 5.0== (2) 考虑铁心中的磁位降： 铁心中T B 29.1= 查表可知：m A H 700= 铁心磁位降A A l H F Fe 15.871045.127002 =??=?=-机械工程控制基础知识点整合
电机学第三版课后习题测验答案
机械工程控制基础试卷及答案
第一节 国防概述1
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