《S7-1200 PLC 编程及应用》第 3 版习题答案V2.0 习题答案V2.0 由本文件和14 个项目文件组成，几乎包含全部习题的答案。

第 1 章

1. 填空

1）CPU 1214C 最多可以扩展_8_个信号模块、_3 个通信模块。信号模块安装在CPU 的右边，通信模块安装在CPU 的左边。

2）CPU 1214C 有集成的14 点数字量输入、10 点数字量输出、 2 点模拟量输入， 6 点高速输出、 4 点高速输入。

3）模拟量输入模块输入的-10～+10V 电压转换后对应的数字为-27648 ～27648 。

2.S7-1200 的硬件主要由哪些部件组成？

答：主要由CPU 模块、信号板、信号模块和通信模块组成。

3.信号模块是哪些模块的总称？

答：信号模块包括数字量输入模块和数字量输出模块，模拟量输入模块和模拟量输出模块。

4.怎样设置才能在打开博途时用项目视图打开最近的项目？

答：执行菜单命令“选项”→“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”，勾选复选

框“打开最近的项目”（见图1-15）。

5．硬件组态有什么任务？

答：设备组态的任务就是在设备视图和网络视图中，生成一个与实际的硬件系统对应的虚拟系统，PLC、HMI 和PLC 各模块的型号、订货号和版本号，模块的安装位置和设备之间的通信连接，都应与实际的硬件系统完全相同。此外还应设置模块的参数，即给参数赋值。

6.怎样设置保存项目的默认的文件夹？

答：执行菜单命令“选项”→“设置”，选中工作区左边浏览窗口的“常规”。选中“存储设置”区中的“默认存储位置”。用“浏览”按钮设置保存项目和库的文件夹（见图1-15）。

7.怎样设置数字量输入点的上升沿中断功能？

答：选中设备视图或设备概览中的CPU 或有数字量输入的信号板，然后选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 数字量输入”文件夹中的某个通道（见图1-17）。用复选框启用通道的上升沿中断和下降沿中断功能，设置产生中断事件时调用的硬件中断组织块。

8.怎样设置数字量输出点的替代值？

答：首先选中设备视图或设备概览中的CPU、数字量输出模块或信号板，用巡视窗口选中“数字量输出”，选择在CPU 进入STOP 模式时使用替代值（见图1-18）。选中左边窗口的某个输出通道，用复选框设置其替代值。复选框内有“√”表示替代值为1，反之为0（默认

的替代值）。

9.怎样设置时钟存储器字节？时钟存储器字节哪一位的时钟脉冲周期为500ms？

答：选中设备视图中的CPU，再选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 系统和时钟存储器”（见图1-21），用复选框启用时钟存储器字节和设置它的地址值。时钟存储器字节的第3 位

的时钟脉冲周期为500ms。

10.使用系统存储器默认的地址MB1，哪一位是首次扫描位？

答：M1.0 是首次扫描位。

第2 章

1.填空

1）数字量输入模块某一外部输入电路接通时，对应的过程映像输入位为 1 状态，梯

形图中对应的常开触点接通，常闭触点断开。

2）若梯形图中某一过程映像输出位Q 的线圈“断电”，对应的过程映像输出位为0 状态，在写入输出模块阶段之后，继电器型输出模块对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点

断开，外部负载断电。

3）二进制数2#0100 0001 1000 0101 对应的十六进制数是16#4185，对应的十进制数是16773，绝对值与它相同的负数的补码是2#1011 1110 0111 1011。

4）二进制补码2#1111 1111 1010 0101 对应的十进制数为-91 。

5)Q4.2 是输出字节QB4 的第2 位。

6)MW 4 由MB 4 和MB 5 组成，MB 4 是它的高位字节。

7)MD104 由MW 104 和MW 106 组成，MB 107 是它的最低位字节。

2.S7-1200 可以使用哪些编程语言？

答：可以使用梯形图（LAD）、函数块图（FDB）和结构化控制语言（SCL）。

3.S7-1200 的代码块包括哪些块？代码块有什么特点？

答：OB、FB、FC 统称为代码块，代码块包含程序。

4．RAM 与FEPROM 各有什么特点？

答：芯片的电源消失后，RAM 存储的数据将会丢失，而EEPROM 存储的数据不会丢失。RAM 的价格便宜，工作频率比EEPROM 高得多。

5.装载存储器和工作存储器各有什么作用？

答：装载存储器是非易失性的存储器，用于保存用户程序、数据和组态信息。工作存储

器是集成在CPU 中的高速存取的RAM，CPU 将用户程序中与程序执行有关的部分复制到工

作存储器。CPU 断电时，工作存储器中的内容将会丢失。

6.字符串的第一个字节和第二个字节存放的是什么？

答：字符串的第一个字节是字符串的最大字符长度，第二个字节是字符串当前有效字符

的个数。

7.数组元素的下标的下限值和上限值分别为1 和10，数组元素的数据类型为Word，

写出数组的数据类型表达式。

答：数组的数据类型表达式为Array[1..10] of Word。

8.在符号名为Pump 的数据块中生成一个由50 个整数组成的一维数组，数组的符号名为Press。此外生成一个由Bool 变量Start、Stop 和Int 变量Speed 组成的结构，结构的符号名为Motor。

解：数组和结构见下图。

9.在程序中怎样用符号地址表示第8 题中数组Press 的下标为15 的元素？怎样用符号地址表示第8 题的结构中的元素Start？

答：数据块Pump 中数组Press 的下标为15 的元素：”Pump”. Press[15]，结构Motor 中的元素Start：”Pump”.Motor.Start。

10.在变量表中生成一个名为“双字”的变量，数据类型为DWord，写出它的第23 位和第3 号字节的符号名。

答：名为“双字”的变量第23 位：“双字”.x23，第3 号字节：“双字”.b3。

11.I0.3:P 和I0.3 有什么区别，为什么不能写外设输入点？

答：I0.3:P 是外设输入，可以用它立即读取CPU 的数字量输入端I0.3 外部的电路的状态。I0.3 是CPU 内部的存储器中的过程映像输入位。在每次扫描循环开始时，CPU 读取I0.3 的外部输入电路的状态，并将它们存入过程映像输入区。

12.怎样将Q4.5 的值立即写入到对应的输出模块？

答：用Q4.5 的常开触点控制Q4.5:P 的线圈。

13.怎样设置梯形图中触点的宽度和字符的大小？

答：用菜单命令“选项”→“设置”打开“设置”编辑器（见图2-23），选中工作区左边窗口中的“PLC 编程”文件夹，右边窗口“字体”区的“大小”选择框用来设置程序编辑器中字体的大小。用“操作数域”的“最大宽度”设置操作数域水平方向可以输入的最大字符数。

14.怎样切换程序中地址的显示方式？

答：单击程序编辑器工具栏上的按钮，用下拉式菜单选择只显示绝对地址、只显示符号

地址，或同时显示两种地址。单击工具栏上的按钮，可以在上述3 种地址显示方式之间切换。

15.怎样设置块的“优化的块访问”属性？“优化的块访问”有什么特点？

答：用右键单击项目树中的某个全局数据块、FB 或FC，选中快捷菜单中的“属性”，再勾选打开的对话框的“属性”视图中的“优化的块访问”复选框。

设置后变量以优化的方式保存，可以提高存储区的利用率。只能用符号地址的方式访问

声明的变量。

16.什么是MAC 地址和IP 地址？子网掩码有什么作用？

答：MAC 地址是以太网接口设备的物理地址。通常由设备生产厂家将MAC 地址写入EEPROM 或闪存芯片。在网络底层的物理传输过程中，通过MAC 地址来识别发送和接收数据的主机。MAC 地址是48 位二进制数，分为6 个字节，一般用十六进制数表示。

IP 地址由32 位二进制数组成，是网际协议地址。IP 地址通常用十进制数表示，用小数点分隔。

子网掩码由32 位二进制数组成，用于将IP 地址划分为子网地址和子网内节点的地址。

17.计算机与S7-1200 通信时，怎样设置网卡的IP 地址和子网掩码？

答：计算机网卡的IP 地址中前3 个字节的子网地址应与PLC 的相同，IP 地址的第4 个字节是子网内设备的地址，可以取0～255 中的某个值，但是不能与子网中其他设备的IP 地址重叠。

18.写出S7-1200 CPU 默认的IP 地址和子网掩码。

答：S7-1200 CPU 默认的IP 地址和子网掩码分别为192.168.0.1 和255.255.255.0。

19．怎样打开S7-PLCSIM 和下载程序到S7-PLCSIM？

答：选中项目树中的PLC，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，S7-PLCSIM 被启动。如果出现“扩展的下载到设备”对话框，设置好“PG/PC 接口的类型”为PN/IE，“PG/PC 接口”为PLCSIM S7-1200/1500，用以太网接口下载程序。单击“开始搜索”按钮，“目标子网中的兼容设备”列表中显示出搜索到的仿真CPU 的以太网接口的IP 地址。单击“下载”按钮，开始下载。

20.程序状态监控有什么优点？什么情况应使用监控表？

答：使用程序状态监控，可以形象直观地看到梯形图中触点、线圈的状态和指令方框输入、输出参数的当前值。

如果需要同时监控的变量不能在程序编辑器中同时显示，可以使用状态表监控功能。

21.修改变量和强制变量有什么区别？

答：修改变量功能将数值写入PLC 中的变量，不能写入I 区的地址。写入的数据可能因为程序的运行被改写。

只能强制外设输入和外设输出。在执行用户程序之前，强制值被用于输入过程映像。在处理程序时，使用的是输入点的强制值。在写外设输出点时，强制值被送给过程映像输出，输出值被强制值覆盖。强制值在外设输出点出现，并且被用于过程。

变量被强制的值不会因为用户程序的执行而改变。被强制的变量只能读取，不能用写访

问来改变其强制值。

第 3 章

本章程序在项目“3 章习题答案”中。

1．填空

1) RLO 是逻辑运算结果的简称。

2）接通延时定时器的IN 输入电路_接通时开始定时，定时时间大于等于预设时间时，输出Q 变为1 状态。IN 输入电路断开时，当前时间值ET被清0 ，输出Q 变为0 状态。

3）在加计数器的复位输入R 为0 状态，加计数脉冲输入信号CU 的上升沿，如果计数器值CV 小于允许的最大值，CV 加1。CV 大于等于预设计数值PV 时，输出Q 为1 状态。复位输入R 为1 状态时，CV 被清0 ，输出Q 变为0 状态。

4）每一位BCD 码用4 位二进制数来表示，其取值范围为二进制数2#0000～2#1001。BCD 码2#0000 0001 1000 0101 对应的十进制数是185。

5）如果方框指令的ENO 输出为深色，E N 输入端有能流流入且指令执行时出错，则ENO 端没有能流流出。

6）MB2 的值为2#1011 0110，循环左移2 位后为2# 1101 1010 ，再左移2 位后为2# 0110 1000。

7）整数MW4 的值为2#1011 0110 1100 0010，右移4 位后为2# 1111 1011 0110 1100。

2．4 种边沿检测指令各有什么特点？

答：以上升沿检测为例，P 触点用于检测触点上面的地址的上升沿，并且直接输出上升沿脉冲。其他3 种指令都是用来检测RLO 的上升沿。P 线圈用于检测能流的上升沿，并用线圈上面的地址来输出上升沿脉冲。其他3 种指令都是直接输出检测结果。R_TRIG 指令用背景数据块保存上一次扫描循环CLK 端信号的状态，而P_TRIG 指令用边沿存储位来保存它。

3.用TON 线圈指令实现图3-22 振荡电路的功能。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

4.在全局数据块中生成数据类型为IEC_TIMER 的变量T1，用它提供定时器的背景数据，实现接通延时定时器的功能。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

5.在全局数据块中生成数据类型为IEC_CONTER 的变量C1，用它提供计数器的背景数据，实现加计数器的功能。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

6.在MW2 等于3592 或MW4 大于27369 时将M6.6 置位，反之将M6.6 复位。用比较指令设计出满足要求的程序。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

7.监控表用什么数据格式显示BCD 码？

答：用十六进制格式16#。

8.AIW64 中A/D 转换得到的数值0～27648 正比于温度值0～800?C。用整数运算指令编写程序，在I0.2 的上升沿，将IW64 输出的模拟值转换为对应的温度值（单位为0.1?C），存放在MW30 中。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

9.频率变送器的量程为45～55Hz，被IW96 转换为0～27648 的整数。用“标准化”指令和“缩放”指令编写程序，在I0.2 的上升沿，将AIW96 输出的模拟值转换为对应的浮点数频率值，单位为Hz，存放在MD34 中。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

10.编写程序，在I0.5 的下降沿将MW50～MW68 清零。

答案之一的程序见下图和项目“3 章习题答案”。

11.用I1.0 控制接在QB1 上的8 个彩灯是否移位，每2s 循环左移1 位。用IB0 设置彩灯的初始值，在I1.1 的上升沿将IB0 的值传送到QB1，设计出梯形图程序。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

12.字节交换指令SWAP 为什么必须采用脉冲执行方式？

答：如果不采用脉冲执行方式，每个扫描周期都要执行一次交换指令，最终交换了多少次是不确定的，如果交换了偶数次，实际上没有交换。

13.编写程序，将MW10 中的电梯轿厢所在的楼层数转换为2 位BCD 码后送给QB2，通过两片译码驱动芯片和七段显示器显示楼层数（见图3-41）。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

14.半径（小于1000 的整数）在DB4.DBW2 中，取圆周率为3.1416，用浮点数运算指令编写计算圆周长的程序，运算结果转换为整数，存放在DB4.DBW4 中。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

15.以0.1 度为单位的整数格式的角度值在MW8 中，在I0.5 的上升沿，求出该角度的正弦值，运算结果转换为以10 5为单位的双整数，存放在MD12 中，设计出程序。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

16.编写程序，在I0.3 的上升沿，用“与”运算指令将MW16 的最高3 位清零，其余各位保持不变。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

17.编写程序，在I0.4 的上升沿，用“或”运算指令将Q3.2～Q3.4 变为1，QB3 其余各位保持不变。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

18.按下起动按钮I0.0，Q0.5 控制的电机运行30s，然后自动断电，同时Q0.6 控制的制动电磁铁开始通电，10s 后自动断电。设计梯形图程序。

程序见下图和项目“3 章习题答案”。

19.编写程序，I0.2 为1 状态时求出MW50～MW56 中最小的整数，存放在MW58 中。

答案之一的程序见下图和项目“3 章习题答案”。

20.系统时间和本地时间分别是什么时间？怎样设置本地时间的时区？

系统时间是格林尼治标准时间，本地时间是根据当地时区设置的本地标准时间。

选中设备视图中的CPU，再选中巡视窗口的“属性 > 常规 > 时间”，可以设置本地时间的时区。

第 4 章

1.填空

1）背景数据块中的数据是函数块的接口区中的参数和数据（不包括临时数据和常数）。

2）在梯形图中调用函数和函数块时，方框内是块的形参，方框外是对应的实参。方框的左边是块的输入参数和输入/输出参数，右边是块的_输出参数。

3）S7-1200 在起动时调用OB 100。

2.函数和函数块有什么区别？

答：函数块有背景数据块，函数没有背景数据块。只能在函数内部访问它的局部变量。其他代码块或HMI（人机界面）可以访问函数块的背景数据块中的变量。函数没有静态变量，函数块有保存在背景数据块中的静态变量。函数块的局部变量有默认值（初始值），函数的局部变量没有默认值。函数块的输出参数值不仅与来自外部的输入参数有关，还与用静态数据保存的内部状态数据有关。

3.什么情况应使用函数块？

答：如果代码块有执行完后需要保存的数据，应使用函数块，而不是函数。

4.组织块与FB 和FC 有什么区别？

答：出现事件或故障时，由操作系统调用对应的组织块，FB 和FC 是用户程序在代码块中调用的。组织块的输入参数是操作系统提供的启动信息。组织块没有输出参数、InOut 参数和静态数据。

5.怎样实现多重背景？

答：首先生成函数块（例如FB1“电动机控制”），再生成FB3，去掉FB1 和FB3“优化的块访问”属性。在FB3 的接口区生成数据类型为FB1 的静态变量“1 号电动机”和“2 号电动机”。在FB3 中调用FB1，选中调用选项对话框中的“多重背景DB”。选中列表中的“1号电动机”，用FB3 的静态变量“1 号电动机”提供FB1 的背景数据。

6.在什么地方能找到硬件数据类型变量的值？

答：PLC 变量表的“系统常量”选项卡列出了项目中的硬件数据类型变量的值。

硬件组态时硬件组件和中断事件属性中的“硬件标识符”就是对应的硬件数据类型变量的值。

7.设计循环程序，求DB1 中10 个浮点数数组元素的平均值。

程序见下图和项目“4 章习题7-9”。

在DB1 中创建数据类型为Array[1..10] of real 的数组“数组1”。

8.设计求圆周长的函数FC1。

程序见下图和项目“4 章习题7-9”。

9.设计FC2 来计算以度为单位的温度测量值。

程序见下图和项目“4 章习题7-9”。

10.用循环中断组织块OB30，每2.8s 将QW1 的值加1。在I0.2 的上升沿，将循环时间修改为1.5s。设计出主程序和OB30 的程序。

答案见项目“4 章习题10”。

11.编写程序，用I0.2 启动时间中断，在指定的日期时间将Q0.0 置位。在I0.3 的上升沿取消时间中断。

答案见项目“4 章习题11”。组态时设置时区为北京。

12.编写程序，在I0.3 的下降沿时调用硬件中断组织块OB40，将MW10 加1。在I0.2的上升沿时调用硬件中断组织块OB41，将MW10 减1。

答案见项目“4 章习题12”。

第 5 章

1．简述划分步的原则。

答：一般情况下步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量的ON/OFF 状态不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。

2．简述转换实现的条件和转换实现时应完成的操作。

答：转换实现必须同时满足两个条件：

1）该转换所有的前级步都是活动步。

2）相应的转换条件得到满足。

转换实现时应完成以下两个操作：

1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。

3.试设计满足图5-30 所示波形的梯形图。

4.试设计满足图5-31 所示波形的梯形图。

5.画出图5-32 所示波形对应的顺序功能图。

6.冲床的顺序功能图:

夹紧7.小车运动的顺序功能图：

右行

左行

8.指出图5-35

题8 的答案：初始步应为双线框；最上面的转换旁边没有转换条件；步M0.2 和M0.0 之间无转换；转换I0.0 与最上面的转换之间没有步，最上面的水平有向连线应放在最上面的转换之下。输入I0.5 不能作为动作；一般用输入、定时器和计数器的触点和它们的逻辑组合作转换条件，不用输出位（Q）作转换条件；步M0.3 的后面没有转换和步，系统运行到步M0.3 时会“死机”。

9.某组合机床动力头进给运动控制系统的顺序功能图：

快进

s

快退图5-36 题9的图

10.图5-37 所示信号灯控制系统的顺序功能图，I0.0 为启动信号。

5s 图5-37 题10的图

11.设计出图5-38 所示的顺序功能图的梯形图程序，定时器”T1”的预设值为5s。答案见项目“5 章习题11”。

12.设计出图5-39 所示的顺序功能图的梯形图程序。

答案见项目“5 章习题12”。

13.设计出题5-6 中冲床控制系统的梯形图。

答案见项目“5 章习题13”。

14.设计出题5-7 中小车控制系统的梯形图。

答案见项目“5 章习题14”。

15.设计出题5-9 中动力头控制系统的梯形图。

答案见项目“5 章习题15”。

16.设计出题5-10 中信号灯控制系统的梯形图。

答案见项目“5 章习题16”。

M1.0

M4.0

I0.0

M4.1

Q0.0

Q0.0 “T1”4s

“T1”.Q

M4.2 Q0.1 “T2”6s

“T2”.Q

M4.3 Q0.1 Q0.2 “T3”

“T3”.Q

M1.0

M4.0

起动I0.0.I0.1

M4.1 Q0.0 Q0.2

I0.2中限位

M4.2 Q0.0 工进

I0.3右限位

M4.3 “T1”暂停5

“T1”.Q

M4.4 Q0.1 Q0.2

I0.1左限位

17.设计出图5-40 所示的顺序功能图的梯形图程序。

答案见项目“5 章习题17”。调试时应注意，在I3.5 为0 状态时，如果转换条件I0.3 满足，从步M4.3 转换到M4.4 以后，将会立刻转换到步M4.0。

18.设计出图5-41 所示的顺序功能图的梯形图程序。

答案见项目“5 章习题18”。

第 6 章

1.简述主从通信方式防止各站争用通信线采取的控制策略。

答：主从通信网络只有一个主站，其他的站都是从站。主站首先向某个从站发送请求帧（轮询报文），该从站接收到后才能向主站返回响应帧。主站按事先设置好的轮询表的排列顺序

对从站进行周期性的查询，并分配总线的使用权。

2.简述以太网防止各站争用总线采取的控制策略。

答：发送站在发送报文之前，先监听一下总线是否空闲，如果空闲，则发送报文到总线上。在发送报文开始的一段时间边发送边接收，把接收到的数据和本站发送的数据相比较，若不相同则说明发生了冲突，立即停止发送报文，并发送一段简短的冲突标志，来通知总线上的其他站点。

3.简述令牌总线防止各站争用总线采取的控制策略。

答：令牌网开始运行时，由指定的站产生一个空令牌沿逻辑环传送。要发送报文的站等到令牌传给自己，判断为空令牌时才能发送报文。发送站写入要传送的信息，然后将载有报文的令牌送入环网传输。令牌返回发送站时，如果报文已被接收站复制，发送站将令牌置为“空”，送上环网继续传送，以供其他站使用。

4.开放式用户通信有什么特点？指令TSEND_C 和TRCV_C 有什么优点？

答：基于CPU 集成的PN 接口的开放式用户通信用程序建立和断开事件驱动的通信连接，在运行期间也可以修改连接。指令TSEND_C 和TRCV_C 有建立和断开连接的功能，使用它们以后不需要调用TCON 和TDISCON 指令。

5.简述开放式用户通信的组态和编程的过程。

答：生成两块CPU，设置CPU 的IP 地址和子网掩码。启用双方的MB0 为时钟存储器字节。在网络视图中用拖拽的方法建立双方的连接。

可以用指令TCON 来建立连接，用指令TDISCON 来断开连接。指令TSEND 和TRCV 用于通过TCP 和ISO-on-TCP 协议发送和接收数据；指令TUSEND 和TURCV 用于通过UDP 协议发送和接收数据。

S7-1200/1500 还可以使用指令TSEND_C 和TRCV_C，通过TCP 和ISO-on-TCP 协议发送和接收数据。

6.UDP 协议通信有什么特点？

答：UDP 协议的通信双方使用“TADDR_Param”类型的数据块设置远程通信伙伴的IP 地址和端口号，在程序运行过程中修改通信伙伴的IP 地址和端口号，可以和不同的伙伴

通信。

7.怎样建立S7 连接？

答：生成通信双方的PLC 站点，单击工具栏上的“连接”按钮，设置连接类型为“S7 连接”。用拖拽的方法建立两个CPU 的PN 接口之间的S7 连接。

8.客户机和服务器在S7 通信中各有什么作用？

答：客户机是向服务器请求服务的设备，客户机调用GET/PUT 指令读、写服务器的存储区。服务器是通信中的被动方，用户不用编写服务器的S7 通信程序，S7 通信是由服务器的操作系统完成的。

9.S7-1200 作S7 通信的服务器时，在安全属性方面需要做什么设置？

答：选中服务器设备视图中的CPU，再选中巡视窗口中的“属性> 常规> 保护”，在“连接机制”区勾选“允许从远程伙伴（PLC、HMI、OPC、…）使用PUT/GET 通信访问”复选框。

10.简述S7-1200 作PROFINET 的IO 控制器的组态过程。

答：生成S7-1200 站点，在网络视图中生成IO 设备，组态好它们的IP 地址。组态IO 设备的设备名称。

右键单击CPU 的PN 接口，执行快捷菜单命令“添加IO 系统”，生成PROFINET IO 系统。

单击IO 设备方框内蓝色的“未分配”，再单击出现的小方框中的IO 控制器的PN 接口，IO 设备被分配给该IO 控制器的PN 接口。

11.怎样分配IO 设备的设备名称？

答：用以太网电缆连接好IO 控制器、IO 设备和计算机的以太网接口。如果IO 控制器和IO 设备的故障LED 亮，用右键单击网络视图中的IO 设备，执行快捷菜单命令“分配设备名称”。单击打开的对话框中的“更新列表”按钮，分配和下载各IO 设备的设备名称。下载的设备名称与组态的设备名称一致时，IO 设备上的错误LED 熄灭。

12.简述组态DP 智能从站的过程。

生成DP 主站和智能从站S7-1200 的CPU，用拖拽的方法生成DP 主站系统。

选中CM 1242-5 从站模块的DP 接口，然后选中下面的巡视窗口的“属性 > 常规 > 操作模式> 智能从站通信”，双击右边窗口“传输区”列表中的,在第一行生成“传输区

_1”。选中左边窗口中的“传输区_1”，在右边窗口定义主站（伙伴）发送数据、智能从站（本地）接收数据的I、Q 地址区。用同样的方法定义主站接收数据、智能从站发送数据的I、Q 地址区。

13.什么是偶校验？

答：偶校验用硬件保证发送方发送的每一个字符的数据位和奇偶校验位中“1”的个数为偶数。接收方对接收到的每一个字符的奇偶性进行校验，检查奇偶校验是否出错。

14.什么是半双工通信方式？

答：半双工方式用同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一时刻只能发送数据或只能接收数据。

15.Modbus 串行链路协议有什么特点？

答：Modbus 串行链路协议是一个主-从协议，采用请求-响应方式，总线上只有一个主站，主站发送带有从站地址的请求帧，具有该地址的从站接收到后发送响应帧进行应答。从站没有收到来自主站的请求时，不会发送数据，从站之间也不会互相通信。

16.通过USS 协议通信，S7-1200 最多可以控制多少台变频器？

答：每个CPU 最多可以连接3 个通信模块，建立3 个USS 网络。每个USS 网络最多支持16 个变频器，总共最多支持48 个变频器。

18.OB82 和OB86 的作用是什么？CPU 在什么时候调用它们？

答：具有诊断中断功能并启用了诊断中断的模块检测出其诊断状态发生变化（出现故障或有组件要求维护、故障消失或没有组件需要维护），操作系统将会分别调用一次OB82。

如果检测到DP 主站系统或PROFINET IO 系统发生故障、DP 从站或IO 设备发生故障，故障出现和故障消失时，操作系统将分别调用一次OB86。PROFINET 智能设备的部分子模块发生故障时，操作系统也会调用OB86。

19.OB83 的作用是什么？

答：如果拔出或插入了已组态且未禁用的分布式I/O 模块或子模块，操作系统将调用拔出/插入中断组织块OB83。

20.怎样用博途诊断有故障的IO 设备和IO 设备中的模块？

答：在线时双击项目树CPU 文件夹中的“在线和诊断”，在工作区打开“在线和诊断”视图。单击工具栏上的“在线”按钮，进入在线模式。可以用诊断缓冲区诊断故障。

在线模式下打开网络视图，可以看到CPU 和IO 设备上的故障符号。双击有故障的设备，打开它的设备视图和设备概览，可以看到有故障的模块。双击故障模块，在“在线和诊断”工作区打开它的诊断视图。可以查看它的“诊断状态”和进行“通道诊断”。

21.怎样设置CPU 的实时时钟的时间值？

答：打开“在线和诊断”视图后，选中工作区左边窗口中的“设置时间”，可以在右边窗口设置PLC 的实时时钟。勾选复选框“从PG/PC 获取”，单击“应用”按钮，PLC 的实时时钟将会与计算机的实时时钟同步。未勾选该复选框时，可以手工设置CPU 的日期和时间，设置好后单击“应用”按钮确认。

22.怎样用S7-1200 的Web 服务器诊断故障？

答：选中PLC 的设备视图中的CPU，再选中巡视窗口中的“Web 服务器”。勾选“在此设备的所有模块上激活Web 服务器”复选框。单击“用户管理”表格最下面一行的“新增用户”，输入用户名和密码。单击“访问级别”列的按钮，用打开的对话框中的复选框为该用户授予多个附加权限。

将上述组态和程序下载到CPU，连接PC 和CPU 的以太网接口，打开IE 浏览器。输入CPU 的IP 地址，按回车键后出现CPU 的Web 页面。在起始页面输入用户名和密码。登陆成功后就可以用Web 服务器诊断故障了。

第7 章

1.什么是人机界面？它的英文缩写是什么？

答：人机界面是操作人员与控制系统之间进行对话和相互作用的专用设备。其英文缩写为HMI。

2.触摸屏有什么优点？

答：触摸屏使用直观方便，易于操作。画面上的按钮和指示灯可以取代相应的硬件元件，减少PLC 需要的I/O 点数，降低系统的成本，提高设备的性能和附加价值。

3.人机界面的内部变量和外部变量各有什么特点？

外部变量是PLC 的存储单元的映像，其值随PLC 程序的执行而改变。人机界面和PLC 都可以访问外部变量。内部变量存贮在人机界面的存储器中，与PLC 没有连接关系，只有人机界面能访问内部变量。内部变量用名称来区分，没有地址。

4.组态时怎样建立PLC 与HMI 之间的HMI 连接？

答：生成PLC 和HMI 站点，单击工具栏上的“连接”按钮，连接类型为默认的“HMI

连接”。用拖拽的方法连接PLC 和HMI 的以太网接口，生成“HMI_连接_1”。

5.在画面上组态一个指示灯，用来显示PLC 中Q0.0 的状态。

6.在画面上组态两个按钮，分别用来将PLC 中的Q0.0 置位和复位。

7.在画面上组态一个输出域，用5 位整数显示PLC 中MW10 的值。

8.在画面上组态一个输入/输出域，用5 位整数格式修改PLC 中MW10 的值。

5~8 题的答案见项目“7 章5-8 题”。

9.怎样组态具有点动功能的按钮？

答：选中画面上的按钮后，选中巡视窗口的“属性 > 事件 > 按下”，组态按下按钮时

置位某个位变量。用同样的方法设置在按钮释放时将同一位变量复位。

10.HMI 有哪几种仿真调试的方法？各有什么特点？

答：使用变量仿真器仿真的方法因为没有运行PLC 的用户程序，模拟系统与实际系统的

性能有很大的差异。

集成仿真用WinCC 的运行系统对HMI 设备仿真，用PLC 的仿真软件S7-PLCSIM 对PLC 仿真。不需要HMI 设备和PLC 的硬件，可以很好地模拟实际控制系统的功能。

连接硬件PLC 的HMI 仿真用计算机模拟HMI 设备的功能。这种仿真的效果与实际系统基本上相同。

11.怎样用HMI 的控制面板设置它的PN 接口的IP 地址？

答：HMI 通电后，单击装载对话框中的“Control Panel”按钮，打开控制面板。双击控制面板中的“Network and Dial-up Connections”（网络与拨号连接），打开网络连接对话框。双击网络连接对话框中的PN_X1 图标，打开“'PN_X1' Settings”对话框，用单选框选中“Specify an IP address”，由用户设置IP 地址。用屏幕键盘输入IP 地址和子网掩码。

12.为了实现S7-1200 CPU 与HMI 的以太网通信，需要做哪些操作？

答：用HMI 的控制面板设置HMI 的IP 地址和子网掩码。

用“设置PG/PC 接口”对话框，设置应用程序访问点为实际使用的计算机网卡和通信协议。设置计算机的以太网卡的IP 地址。将程序和组态信息下载到PLC。将组态信息下载到HMI。用以太网电缆连接CPU和HMI的以太网接口。两台设备通电后，就可以验证通信是否成功了。

13.怎样实现PLC 和HMI 的集成仿真调试？

答：在Windows 7 的控制面板中打开“设置PG/PC 接口”对话框，单击选中“为使用的接口分配参数”列表框中的“S7-PLCSIM S7-1200/ S7-1500.TCPIP.1”，设置“应用程序访问点”为“S7ONLINE (STEP 7) -->S7-PLCSIM S7-1200/S7-1500.TCPIP.1”。

选中项目树中的PLC_1，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，打开S7-PLCSIM。将程序下载到仿真CPU。

选中项目树中的HMI_1 站点，单击工具栏上的“开始仿真”按钮，起动HMI 运行系统仿真器，就可以仿真了。

第8 章

1.为什么在模拟信号远传时应使用电流信号，而不是电压信号？

答：模拟量输入模块的电压输入端的输入阻抗很高，微小的干扰信号电流将在模块的输入阻抗上产生很高的干扰电压。远程传送的模拟量电压信号的抗干扰能力很差。

电流输出型变送器的内阻很大。模拟量输入模块的输入为电流时，输入阻抗低，线路上的干扰信号在模块的输入阻抗上产生的干扰电压很低。

2.怎样判别闭环控制中反馈的极性？

答：在调试时断开模拟量输出模块与执行机构之间的连线，如果控制器有积分环节，模拟量输出模块的输出电压或电流会向一个方向变化。这时如果假设接上执行机构，能减小误差，则为负反馈，反之为正反馈。

3.PID 控制为什么会得到广泛的使用？

答：这是因为PID 控制具有以下优点：

1）即使没有控制系统的数学模型，也能得到比较满意的控制效果。

2）程序设计简单，参数调整方便。

3）有较强的灵活性和适应性，可以采用P、PI、PD 和PID 等方式，S7-1200 的PID 指令还采用了一些改进的控制方式。

4.超调量反映了系统的什么特性？

答：超调量反映了系统的相对稳定性，超调量越小，动态稳定性越好。

5.PID_Compact 指令采用了哪些改进的控制算法？

答：PID_Compact 指令具有抗积分饱和的功能，并且能够对比例作用和微分作用进行加权运算。微分部分有一阶惯性滤波环节。

6.增大增益对系统的动态性能有什么影响？

答：增大增益可能增大超调量或使系统不稳定，还会减小上升时间。

7.PID 输出中的积分部分有什么作用？

答：PID 输出中的积分部分可消除稳态误差。

8.增大积分时间对系统的性能有什么影响？

增大积分时间减小了积分的滞后作用，可减小超调量。积分时间过大消除误差的速度慢。

9.PID 输出中的微分部分有什么作用？

答：适当的微分控制作用可以使超调量减小，调节时间缩短。如果微分作用太强（T D 太大），将会使响应曲线变化迟缓，超调量反而可能增大。

10.如果闭环响应的超调量过大，应调节哪些参数，怎样调节？

答：应减小控制器的增益或增大积分时间。可以加入微分作用，反复调节增益、积分时间和微分时间，直到满足要求。

第三章 流体静力学 【3-2】 图3-35所示为一直煤气管，为求管中静止煤气的密度，在高度差 H =20m 的两个截面装U 形管测压计，内装水。已知管外空气的密度ρa =1.28kg/m3，测压计读数h 1=100mm ，h 2=115mm 。与水相比，U 形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。 图3-35 习题3-2示意图 【解】 1air 1O H 1gas 2 p gh p +=ρ 2air 2O H 2gas 2 p gh p +=ρ 2gas gas 1gas p gH p +=ρ 2air air 1air p gH p +=ρ 2gas gas 1air 1O H 2 p gH p gh +=+ρρ gH gh p p air 2O H 1air 2gas 2ρρ-=- gH gh gH gh air 2O H gas 1O H 2 2 ρρρρ-+= H H h h gas air 2O H 1O H 2 2 ρρρρ=+- () 3air 21O H gas kg/m 53.028.120 115 .01.010002 =+-?=+-=ρρρH h h 【3-10】 试按复式水银测压计（图3-43）的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已知：H =3m ，h 1=1.4m ，h 2=2.5m ，h 3=1.2m ，h 4=2.3m ，水银的密度ρHg =13600kg/m 3。

图3-43 习题3-10示意图 【解】 ()p h H g p +-=1O H 12 ρ ()212Hg 1p h h g p +-=ρ ()232O H 32p h h g p +-=ρ ()a 34Hg 3p h h g p +-=ρ ()()212Hg 1O H 2 p h h g p h H g +-=+-ρρ ()()a 34Hg 232O H 2 p h h g p h h g +-=+-ρρ ()()a 3412Hg 321O H 2 p h h h h g p h h h H g +-+-=+-+-ρρ ()()()()() Pa 14.3663101013252.15.24.13807.910004.15.22.13.2807.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ ()()()()()Pa 366300.683 1013252.15.24.1380665.910004.15.22.13.280665.913600a 321O H 1234Hg 2=+-+-??--+-??=+-+---+-=p h h h H g h h h h g p ρρ 【3-15】 图3-48所示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h =2m ，加速度a =4.9m/s 2。试确定：（1）容器底部的流体绝对静压强；（2）加速度为何值时容器底部所受压强为大气压强？（3）加速度为何值时容器底部的绝对静压强等于零？ 图3-48 习题3-15示意图 【解】 0=x f ，0=y f ，g a f z -=

《数学模型》作业解答 第七章（ 2008 年 12 月 4 日） 1．对于节蛛网模型讨论下列问题： （ 1）因为一个时段上市的商品不能立即售完，其数量也会影响到下一时段的价格，所以第 k 1时段的价格y k 1由第k 1 和第 k 时段的数量x k 1和x k决定，如果仍设x k 1仍只取

决于 y k ，给出稳定平衡的条件，并与节的结果进行比较 . （ 2）若除了 y k 1 由 x k 1 和 x k 决定之外， x k 1 也由前两个时段的价格 析稳定平衡的条件是否还会放宽 . 解：（ 1）由题设条件可得需求函数、供应函数分别为： y k 1 f x k 1 x k ) ( 2 x k 1 h( y k ) 在 P 0 (x 0 , y 0 ) 点附近用直线来近似曲线 f , h ，得到 y k 1 y 0 ( x k 1 x k x 0 ), 2 x k 1 x 0 ( y k y 0 ) , 由（ 2）得 x k 2 x 0 ( y k 1 y 0 ) （ 1）代入（ 3）得 x k 2 x 0 ( x k 1x k x 0 ) 2 2x k 2 x k 1 x k 2x 0 2 x 0 对应齐次方程的特征方程为 2 2 ( ) 2 8 特征根为 1, 2 4 y k 和 y k 1 确定 . 试分 (1) ( 2) (3) 当 8 时，则有特征根在单位圆外，设 8 ，则

1,2 ( ) 2 ( ) 2 8 42 2 4 1,2 1 2 即平衡稳定的条件为 2与 P 207 的结果一致 . （ 2）此时需求函数、供应函数在 P 0 (x 0 , y 0 ) 处附近的直线近似表达式分别为： y k 1 y 0 ( x k 1 x k x 0 ), ( 4) 2 x k 1 x 0 ( y k y k 1 y 0 ) , ( 5) 2 由（ 5）得， (x x 0 ) β(y y y k 1 y 0 ) ( 6 ) 2 k 3 k 2 将（ 4）代入（ 6），得 2( x k 3 x 0 ) ( x k 2 x k 1 x 0 ) ( x k 1 x k x 0 ) 2 2 4 x k 3x k 2 2 x k 1 x k 4 x 0 4 x 0 对应齐次方程的特征方程为 4 3 2 2 0 (7) 代数方程（ 7 ）无正实根，且 αβ , , 2 4 不是（ 7）的根 . 设（ 7）的三个非零根分 别为 1, 2, 3，则 1 2 3 4 1 2 2 3 3 1 2 1 2 3 4 对（ 7）作变换： , 则 12 3 q 0, p 其中 p 1 (2 2 2 ), q 1(833 2 2 ) 4 12 4 123 6

《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

离散数学辅助教材 概念分析结构思想与推理证明 第一部分 集合论

离散数学习题解答 习题一（第一章集合） 1. 列出下述集合的全部元素： 1）A={x | x ∈N∧x是偶数∧x＜15} 2）B={x|x∈N∧4+x=3} 3）C={x|x是十进制的数字} [解] 1）A={2，4，6，8，10，12，14} 2）B= 3）C={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9} 2. 用谓词法表示下列集合： 1）{奇整数集合} 2）{小于7的非负整数集合} 3）{3，5，7，11，13，17，19，23，29} [解] 1）{n n∈I∧(?m∈I)(n=2m+1)}； 2）{n n∈I∧n≥0∧n2∧p

7）真。因为{a，b}是集合{a，b，{{a，b}}}的子集； 8）假。因为{a,b}不是集合{a，b，{{a，b}}}的元素。 4. 对任意集合A，B，C，确定下列命题的真假性： 1）如果A∈B∧B∈C，则A∈C。 2）如果A∈B∧B∈C，则A∈C。 3）如果A B∧B∈C，则A∈C。 [解] 1）假。例如A={a}，B={a，b}，C={{a}，{b}}，从而A∈B∧B∈C但A∈C。 2）假。例如A={a}，B={a，{a}}，C={{a}，{{a}}}，从而A∈B∧B∈C，但、A ∈C。 3）假。例如A={a}，B={a，b}，C={{a}，a，b}，从而ACB∧B∈．C，但A∈C。5．对任意集合A，B，C，确定下列命题的真假性： 1）如果A∈B∧B C，则A∈C。 2）如果A∈B∧B C，则A C。 3）如果A B∧B∈C，则A∈C。 3）如果A B∧B∈C，则A C。 [解] 1）真。因为B C x（x∈B x∈C），因此A∈B A∈C。 2）假。例如A={a}，B={{a}，{b}}，C={{a}，{b}，{c}}从而A∈B∧B C，但A C。 3）假。例如A={a}，B={{a，b}}，C={{a，{a，b}}，从而A B∧B∈C，但A C。 4）假。例如A={a}，B={{a，b}}，C={{a，b}，b}，从而A B∧B∈C，但A C。 6．求下列集合的幂集： 1）{a，b，c} 2）{a，{b，c}} 3）{} 4）{，{}} 5）{{a，b}，{a，a，b}，{a，b，a，b}} [解] 1）{，{a}，{b}，{c}，{a，b}，{a，c}，{b，c}，{a，b，c}} 2）{，{a}，{{b，c}}，{a，{a，b}}} 3）{，{}} 4）{，{}，{{}}，{，{}}}

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。

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

第一章静力学基础 一、是非题 1．力有两种作用效果，即力可以使物体的运动状态发生变化，也可以使物体发生变形。 （） 2．在理论力学中只研究力的外效应。（） 3．两端用光滑铰链连接的构件是二力构件。（）4．作用在一个刚体上的任意两个力成平衡的必要与充分条件是：两个力的作用线相同，大小相等，方向相反。（）5．作用于刚体的力可沿其作用线移动而不改变其对刚体的运动效应。（） 6．三力平衡定理指出：三力汇交于一点，则这三个力必然互相平衡。（） 7．平面汇交力系平衡时，力多边形各力应首尾相接，但在作图时力的顺序可以不同。 （）8．约束力的方向总是与约束所能阻止的被约束物体的运动方向一致的。（） 二、选择题 1．若作用在A点的两个大小不等的力 1和2，沿同一直线但方向相反。则 其合力可以表示为。 ①1－2； ②2－1； ③1＋2； 2．作用在一个刚体上的两个力A、B，满足A=－B的条件，则该二力可能是 。 ①作用力和反作用力或一对平衡的力；②一对平衡的力或一个力偶。 ③一对平衡的力或一个力和一个力偶；④作用力和反作用力或一个力偶。 3．三力平衡定理是。 ①共面不平行的三个力互相平衡必汇交于一点； ②共面三力若平衡，必汇交于一点； ③三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。 4．已知F 1、F 2、F 3、F4为作用于刚体上的平面共点力系，其力矢 关系如图所示为平行四边形，由此。 ①力系可合成为一个力偶； ②力系可合成为一个力； ③力系简化为一个力和一个力偶； ④力系的合力为零，力系平衡。 5．在下述原理、法则、定理中，只适用于刚体的有。 ①二力平衡原理；②力的平行四边形法则； ③加减平衡力系原理；④力的可传性原理； ⑤作用与反作用定理。 三、填空题

第一章质点力学 第一章习题解答 由题可知示意图如题1.1.1图: 设开始计时的时刻速度为,由题可知枪弹作匀减速运动设减速度大小为. 则有: 由以上两式得 再由此式得 证明完毕. 解由题可知,以灯塔为坐标原点建立直角坐标如题1.2.1图. 设船经过小时向东经过灯塔,则向北行驶的船经过小时经过灯塔任意时刻船的坐标 ， 船坐标， 则船间距离的平方 即 对时间求导 船相距最近，即，所以 即午后45分钟时两船相距最近最近距离 km 解如题1.3.2图 由题分析可知，点的坐标为 又由于在中，有（正弦定理）所以 联立以上各式运用

由此可得 得 得 化简整理可得 此即为点的轨道方程. （2）要求点的速度，分别求导 其中 又因为 对两边分别求导 故有． 所以 如题1.4.1图所示，解 绕点以匀角速度转动，在上滑动，因此点有一个垂直杆的速度分量点速度 又因为所以点加速度 由题可知，变加速度表示为解 由加速度的微分形式我们可知 代入得 对等式两边同时积分 ：可得（为常数） ，故代入初始条件：时， 即 又因为 所以 对等式两边同时积分，可得： 解由题可知质点的位矢速度 ① 沿垂直于位矢速度 即又因为， 即

（取位矢方向，垂直位矢方向）所以 故 即沿位矢方向加速度 垂直位矢方向加速度 对③求导 对④求导 把③④⑦⑧代入⑤⑥式中可得 由题可知解 ①②对①求导 ③ 对③求导 ④ 对②求导 ⑤ 对⑤求导 ⑥ 对于加速度，我们有如下关系见题1.7.1图 即 ⑦--⑧ 对⑦⑧俩式分别作如下处理：⑦，⑧ 即得 ⑨--⑩ ⑨+⑩得 ⑾ 把④⑥代入⑾得 同理可得 解以焦点为坐标原点，运动如题1.8.1图所示]则点坐标 对两式分别求导 故 如图所示的椭圆的极坐标表示法为

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。

土力学 第二章 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。 解：3/84.17 .2154 .3249.72cm g V m =-==ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、某原状土样的密度为1.85g/cm 3，含水量为34%，土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先推导公式然后求解）。 解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m += S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= W S W S S S d d m V ρρ?=?=∴1 ()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 111 11=+?+-?=++-= +++???? ? ? - = +-++=+???? ???-++= ∴ρωρω ρωρω ρρωρρ ω ρρρωρW S d 有 （2）()3 '/87.0187.1cm g V V V V V V V m V V m W sat W V S sat W V W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-= ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =?=?=ργ

第3章 3-1 试用直杆公式求图示圆弧型曲梁B 点水平位移。EI 为常数。 解 由图（a ）、（b ）可知结构在单位力和荷载作用下的内力都是对称的，所以可只对一半进行积分然后乘以2来得到位移。 令内侧受拉为正，则 ()P P sin 0,21cos 2 M R F M R θ πθθ?=??? ∈???=-?? ?? 代入公式，得 ()()P P 203P P 2 d 2d 2sin 1cos d ? 22Bx MM MM s s EI EI F F R R R R EI EI π π ?θθθ==?=?-=→∑???

* 3-2 图示柱的A 端抗弯刚度为EI ，B 端为EI /2，刚度沿柱长线性变化。试求B 端水平位移。 解 以左侧受拉为正，则 []30P 0,6M x x l q x M l ?=?∈?= ?? 代入公式，得 3400P 001d d 630l l Bx q x q l MM s x x EI EI l EI ?==???=?? q 0习题3-2 图 l （b ）

3-3 试求图示结构考虑弯曲变形和剪切变形的挠度曲线方程。截面为矩形，k =。 解 令上侧受拉为正，则单位力和荷载作用下的弯矩和剪力表达式分别为 []Q 2 P QP ,10,,2 M x F x l ql M qlx F ql ?==?∈? =- =?? 代入公式，得 ()Q QP P 00242 00d d 1 1.2 1.2d 1d 212l l By l l kF F MM x x EI GA ql ql ql x qlx x ql x EI GA EI GA ?=+??=-+??=+↓ ?? ?? ??? 习题3-3 图 22 ql 22 ql （b ） （a ）

第11章 数模与模数转换器 习题与参考答案 【题11-1】 反相运算放大器如图题11-1所示，其输入电压为10mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-1 解：输出电压为： mV mV V R R V IN F O 10010101 =?=-= 【题11-2】 同相运算放大器如图题11-2所示，其输入电压为10 mV ，试计算其输出电压V O 。 图题11-2 解：mV mV V R R V IN F O 110101111 =?=+=）（ 【题11-3】 图题11-3所示的是权电阻D/A 转换器与其输入数字信号列表，若数字1代表5V ，数字0代表0V ，试计算D/A 转换器输出电压V O 。 11-3 【题11-4】 试计算图题11-4所示电路的输出电压V O 。 图题11-4 解：由图可知，D 3~D 0=0101 因此输出电压为：V V V V O 5625.151650101254 === ）（ 【题11-5】 8位输出电压型R/2R 电阻网络D/A 转换器的参考电压为5V ，若数字输入为，该转换器输出电压V O 是多少？

解：V V V V O 988.21532565100110012 58≈== ）（ 【题11-6】 试计算图题11-6所示电路的输出电压V O 。 图题11-6 解：V V V D D V V n n REF O 5625.1516501012 5~240==-=-=）（）（ 【题11-7】 试分析图题11-7所示电路的工作原理。若是输入电压V IN =，D 3～D 0是多少？ 图题11-7 解：D3=1时，V V V O 6221234== ，D3=0时，V O =0。 D2=1时，V V V O 3221224== ，D2=0时，V O =0。 D1=1时，V V V O 5.1221214== ，D1=0时，V O =0。 D0=1时，V V V O 75.0221204 ==，D0=0时，V O =0 由此可知：输入电压为，D3~D0=1101，这时V O =6V++=，大于输入电压V IN =，比较器输出低电平，使与非门74LS00封锁时钟脉冲CLK ，74LS293停止计数。 【题11-8】 满度电压为5V 的8位D/A 转换器，其台阶电压是多少？分辨率是多少？ 解：台阶电压为mV mV V STEP 5.192/50008== 分辨率为：%39.00039.05000/5.195000/===mV V STEP

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

材料力学答案 第二章 2-1试画图示各杆的轴力图。 题2-1图 解：各杆的轴力图如图2-1所示。 图2-1 2-2试画图示各杆的轴力图，并指出轴力的最大值。图a与b所示分布载荷均沿杆轴均匀分布，集度为q。 题2-2图 (a)解：由图2-2a(1)可知， =2 ( ) F- x qx qa N 轴力图如图2-2a(2)所示，

qa F 2max ,N = 图2-2a (b)解：由图2-2b(2)可知， qa F =R qa F x F ==R 1N )( 22R 2N 2)()(qx qa a x q F x F -=--= 轴力图如图2-2b(2)所示， qa F =max N, 图2-2b 2-3 图示轴向受拉等截面杆，横截面面积A =500mm 2 ，载荷F =50kN 。试求图示斜截面m -m 上的正应力与切应力，以及杆内的最大正应力与最大切应力。 题2-3图 解：该拉杆横截面上的正应力为 100MPa Pa 1000.1m 10500N 10508263=?=??==－A F σ 斜截面m -m 的方位角， 50-=α故有

MPa 3.41)50(cos MPa 100cos 22=-?== ασσα MPa 2.49)100sin(MPa 502sin 2 -=-?== αστα 杆内的最大正应力与最大切应力分别为 MPa 100max ==σσ MPa 502 max ==στ 2-5 某材料的应力-应变曲线如图所示，图中还同时画出了低应变区的详图。试确定材料的弹性模量E 、比例极限p σ、屈服极限s σ、强度极限b σ与伸长率δ，并判断该材料属于何种类型（塑性或脆性材料）。 题2-5 解：由题图可以近似确定所求各量。 220GPa Pa 102200.001Pa 10220ΔΔ96=?=?≈=εσE MPa 220p ≈σ, MPa 240s ≈σ MPa 440b ≈σ, %7.29≈δ 该材料属于塑性材料。 2-7 一圆截面杆，材料的应力-应变曲线如题2-6图所示。若杆径d =10mm ，杆长 l =200mm ，杆端承受轴向拉力F = 20kN 作用，试计算拉力作用时与卸去后杆的轴向变形。

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 =??=?=-

2004-2005学年第二学期期末考试 D 2002级计算机科学与技术专业《数据库原理与应用》课程试题 一、选择题（15分，每空1分）: 1 .数据库系统中，物理数据独立性（ physical data independenee ）是指 _ 。 A. 数据库与数据库管理系统的相互独立 B. 应用程序与DBMS 的相互独立 C. 应用程序与存储在磁盘上数据库的物理模式是相互独立的 D. 应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立 2. _____________________ 数据库系统的特点是 、数据独立、减少数据冗余、避免数据不一 致和加强了数据保护。 A. 数据共享 B .数据存储 C.数据应用 D .数据保密 3. 数据库管理系统能实现对数据库中数据的查 询、 插入、修改和删除等操作的数据库语言称为 A. 数据定义语言（DDL ） B .数据管理语言 C.数据操纵语言（DML ） D .数据控制语言 4. 在关系代数的专门关系运算中，从表中取出满足条件的属性的操作称为①；从表中选出满足某种 条件的元组的操作称为②;_将两个关系中具有共同属性值的元组连接到一起构成新表的操作称为③。 A. 选择 B .投影 C.连接 D.扫描 5. _________________________ 关系模型中，一个候选码 。 A .可由多个任意属性组成 B. 至多由一个属性组成 C. 可由一个或多个其值能唯一标识该关系模式中任何元组的属性组成 D. 必须由多个属性组成 7.数据库中只存放视图的 __________ 。 A .操作 B .对应的数据 C. 定义 D.限制 9.数据库管理系统通常提供授权功能来控制不同用户访问数据的权限, O A. 可靠性 B. —致性 C.完整性 D .安全性 6. SQL 语言是 语言。 A .层次数据库 C .关系数据库 B. 网络数据库 D .非数据库 &关系数据库规范化是为解决关系数据库中 问题而引人的。 A .数据冗余 B. 提高查询速度 C.减少数据操作的复杂性 D .保证数据的安全性和完整性 这主要是为了实现数据库的

《电机学》各章练习题与自测题参考答案 第1章 思考题与习题参考答案 1.1 变压器是怎样实现变压的?为什么能够改变电压，而不能改变频率? 答：变压器是根据电磁感应原理实现变压的。变压器的原、副绕组交链同一个主磁通，根据电磁感应定律dt d N e φ =可知，原、副绕组的感应电动势（即电压）与匝数成正比，所以当原、副绕组匝数21N N ≠时，副边电压就不等于原边电压，从而实现了变压。因为原、副绕组电动势的频率与主磁通 的频率相同，而主磁通的频率又与原边电压的频率相同，因此副边电压的频率就与原边电压的频率相同，所以，变压器能够改变电压，不能改变频率。 1.2变压器一次绕组若接在直流电源上，二次侧会有稳定的直流电压吗，为什么? 答：若一次绕组接直流电源，则铁心中将产生恒定的直流磁通，绕组中不会产生感应电动势，所以二次侧不会有稳定的直流电压。 1.3变压器铁心的作用是什么?为什么要用0.35mm 厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成? 答：变压器铁心的主要作用是形成主磁路，同时也是绕组的机械骨架。采用导磁性能好硅钢片材料是为了提高磁路的导磁性能和减小铁心中的磁滞损耗，而用薄的（0.35mm 厚）表面绝缘的硅钢片叠成是为了减小铁心中的涡流损耗（涡流损耗与硅钢片厚度成正比）。 1.4 变压器有哪些主要部件，其功能是什么? 答：变压器的主要部件是器身，即铁心和绕组。铁心构成变压器的主磁路，也是绕组的机械骨架；绕组构成变压器的电路，用来输入和输出电能。除了器身外，变压器还有一些附属器件，如绝缘套管、变压器油、油箱及各种保护装置等。 1.5 变压器二次额定电压是怎样定义的? 答：变压器一次绕组加额定电压，二次绕组空载时的端电压定义为变压器二次额定电压。 1.6 双绕组变压器一、二次侧的额定容量为什么按相等进行设计? 答：变压器传递电能时，内部损耗很小，其效率很高（达95%以上），二次绕组容量几乎接近一次绕组容量，所以双绕组变压器的一次、二次额定容量按相等设计。 1.7 变压器油的作用是什么？ 答：变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，起绝缘和冷却作用。

数模转换器和模数转换器 1 常见的数模转换器有那几种？其各自的特点是什么？ 解数模转换器可分为二进制权电阻网络数模转换器和T型电阻网络数模转换器（包括倒T型电阻网络数模转换器）两大类。权电阻网络数模转换器的优点是电路结构简单，可适用于各种有权码，缺点是电阻阻值范围太宽，品种较多，要在很宽的阻值范围内保证每个电阻都有很高的精度是极其困难的，因此在集成数模转换器中很少采用权电阻网络。T形电阻网络数模转换器的优点是它只需R和2R两种阻值的电阻，这对选用高精度电阻和提高转换器的精度都是有利的。 2 某个数模转换器，要求10位二进制数能代表0～50V，试问此二进制数的最低位代表几伏？ 分析数模转换器输入二进制数的最低位代表最小输出电压。数模转换器最小输出电压（对应的输入二进制数只有最低位为1）与最大输出电压（对应的输入二进制数的所有位全为1）的比值为数模转换器的分辨率。 解由于该数模转换器是10位数模转换器，根据数模转换器分辨率的定义，最小输出电压u omin与最大输出电压u omax的比值为： 由于V，所以此10位二进制数的最低位所代表的电压值为： （V）

3 在如图1所示的电路中，若，，其最大输出电压u o是多少？ 图1 T型电阻网络数模转换器 分析数模转换器的最大输出电压是输入二进制数的所有位全为1时所对应的输出电压。 解如图1所示电路是4位T型电阻网络数模转换器，当时，其输出电压u o为： 显然，当d3、d2、d1、d0全为1时输出电压u o最大，为： （V） 4 一个8位的T型电阻网络数模转换器，设，，试求d7～d0分别为11111111、11000000、00000001时的输出电压u o。 分析当时，8位T型电阻网络数模转换器数的输出电压u o为：

《电机学》 课后习题答案 华中科技大学辜承林主编

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。