机器学习练习题与答案

《机器学习》练习题与解答

1.小刚去应聘某互联网公司的算法工程师，面试官问他“回归和分类有什么相同点和不同点” 他说了以下言论，

请逐条判断是否准确。

1）回归和分类都是有监督学习问题 [单选题][

解析：这道题只有一个同学做错。本题考察有监督学习的概念。有监督学习是从标签化训练数 据集中推断出函数的机器学习任务。

有监督学习和无监督学习的区别是:

监督学习

-给定数据（X/JjX 諾』…和（X 屛） -对新的知预测其t -分类，回tn

非监督学习

-给定数据X]*—凡 -f{xx f[x,xp

-概率佔计，降维，聚类

机器学习算法的图谱如下:

必答题]

参考答案： 对。

机黑学习分类

.监督学习：例如用户盍击/购矣预测.房价预测

*无监督学习；便］如由P件/新闻聚类

*强化学习：例如动态糸统以及机器人桂制

在回归问题中，标签是连续值；在分类问题中，标签是离散值。具体差别请看周志华《机器学习》书中的例子，一看便懂：

若我们欲预测的处离故flu例如"好瓜"“坏瓜”,此类学习任务称为

“分类”似映曲怦tbiO;若欲预W的巫连级值、例血函瓜成熟度0卫乩0.37, 此类学习任务称为"

冋！RM （regrGflwionX

2.背景同上题。请判断

2）回归问题和分类问题都有可能发生过拟合［单选题］［必答题］

答案：对

解析：这题有两个同学做错。过拟合的英文名称是Over-fitting（过拟合）。为了说清楚“过”

拟合，首先说一下“拟合” 【拟合的几何意义】：

从几何意义上讲，拟合是给定了空间中的一些点，找到一个已知形式未知参数的连续曲线或曲 面来最大限度地逼近这些点。一个直观的例子，是下面的电阻和温度的例子。

求6『C 时的电阻&

我们知道 在物理学中，电阻和温度是线性的关系，也就是R=at+b 。现在我们有一系列关于“温 度”和“电阻”的测量值。一个最简单的思路，取两组测量值，解一个线性方程组，就可以求 出系数a 、b 了！但是理想是丰满的，现实是残酷的！由于测量误差等的存在，我们每次测量得 到的温度值和电阻值都是有误差的！因此，为了提高测量精度，我们会测量多次，得到多组的 值，这样就相当于得到二维平面上的多个点，我们的目标是寻找一条直线，让这条直线尽可能 地接近各个测量得到的点。

拟合的数学意义: 在数学的意义上，所谓拟合（fit ）是指已知某函数的若干离散函数值｛f1,f2,…,fn ｝（未必都是 准确值，有个别可能是近似甚至错误值），通过调整该函数中若干待定系数 f （入1,入2,…,入n ）, 使得该函数与已知点集的差别（最小二乘意义）最小。

【说说过拟合】 古人云“过犹不及”。所谓“过”拟合，顾名思义，就是在学习的集合（也就是训练集）上拟

已知热敏屯阻数据: 温度: 2(L5 32-7

imn)! 765 826

51』73.0 95.7 873 942 1032

设 R=aah ^|上为待定系数

合的很不错，但是有点过头了，什么意思？他能够在学过的数据上判断的很准，但是如果再扔 给它一系列新的没学习过的数据，它判断的非常差！比如古时候有个教书先生教小明写数字，

“一”字是一横，“二”字是两横，“三”字是三横。然后，小明说，老师你不用教我写数字 了，我都会写。老师很惊讶，那你说“万”字怎么写，结果小明在纸上写下了无数个“横”。。

通过五组数据，我们通过肉眼直观地看，可以初步判断房屋的价格和 size 之间是二次函数的 关系，也就是中

间这幅图所拟合的情况。而右边这幅图中，自作聪明地用了一个四次函数来拟 和这五组数据，虽然在已知的五个数据上都是

100%准确，却得出了“当房子的 size

大于某个

值时 房子的价格会随着房屋面积增大而越来越低”这样的荒谬结论！这样的是过拟合。左边 这个用一条直线来拟合

但是拟合的误差很大 也不置信，这叫“欠拟合”。

在周志华老师的书中，举的例子是这样的:

用台湾大学林轩田老师的话说，过拟合是“书呆子”，“钻牛角尖”。如果用过于复杂的模型 来刻画简单的问题，就有可能得到“聪明过头”的结果。比如下面预测房子的价格 size

(p rice)和

之间关系的问题（来源于

andrew ng 的 ppt )

fOn + "iJT + 弘工乂

发现了没有？周志华老师用的是“是不是树叶”这样的分类问题举例，

andrew ng 用的

“房价和房屋面积的关系”这样的回归问题举例。这说明，分类和回归都有可能过拟合。

背景同上题。请判断

一般来说，回归不用在分类问题上，但是也有特殊情况，比如logistic 回归可以用来解决

分类问题［单选题］［必答题］

答案：对

解析：Logistic 回归是一种非常高效的分类器。它不仅可以预测样本的类别，还可以计算出分 类的概率信息，在一线互联网公司中广泛的使用，比如应用于

CTR 预估这样的问题中。这里我

们不详细说明其原理，后续课程会讲到。很多人对它的名字会产生疑问，挂着“回归”的头， 卖的是“分类”的肉，别扭的慌。

其实我们不用纠结它到底是“回归”，还是“分类”，非得二选一。可以参考一下百度 百科关于

“logistic 回归”的词条

其中举了一个富士康员工“自杀的日期”与“累计自杀人数”之间关系的例子，并通过logistic 回归分析来拟合出一条曲线。这说明logistic 回归本身也有一定的解决“回归”问题的能力，

只是工业界都用它来解决分类问题。

it 轨合舷分类结更：

1S 为祐7渔有n 古J

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* T 爰邂廿

F （篠以为养色的枫定热畔＞

1

3. 3) 0/1 W

卄训咼「坤

过拟合r 纵含妁直观类比

4.背景同上题。请判断

4）对回归问题和分类问题的评价最常用的指标都是准确率和召回率［单选题］［必答题］

答案：错解析：本题有四个同学选错。这道题的用意是提醒大家注意，对回归问题的评价指标通常并不是准确率和召回率，从“房价与房屋面积之间关系预测”这个例子来说，一个已知数据点离预测的曲线之间的距离是多少时能够判定为“准确”，距离为多少时判定为“不准确”？没办法区别。准确率对于度量回归问题的效果其实并不适用。回归问题的误差一般通过“误差”来评估，比如RMS等。在滴滴大数据竞赛中用的是这样的一个指标

以皿心乍为最笔的i羽介指标：

MAE=扌》［扌》|g如-叫I

很显然不是用的“准确率”来评定。

5.背景同上题。请判断

5）输出变量为有限个离散变量的预测问题是回归问题；

输出变量为连续变量的预测问题是分类问题；［单选题］［必答题］

答案：错

解析：说反了

6.向量x=［1,2,3,4,-9,0］的L1范数是多少［单选题］［必答题］

19 sqrt(111)

答案：19 解析：这题错了三个同学，其实很简单。请记住:

L0范数是指向量中非0的元素的个数。

L1范数是指向量中各个元素绝对值之和，也有个美称叫“稀疏规则算子” (Lasso regularizati on )。

L2范数是指向量各元素的平方和然后求平方根。

7.小明参加某公司的大数据竞赛，他的成绩在大赛排行榜上原本居于前二十，后来他保持特征不变，对原来的模型做了1天的调参，将自己的模型在自己本地测试集上的准确率提升了5% 然后他信心满满地将新模型的预测结果更新到了大赛官网上，结果懊恼地发现自己的新模型在大赛官方的测试集上准确率反而下降了。对此，他的朋友们展开了讨论，请将说法正确的选项打勾(不定项选择题)［多选题］［必答题］

□ 小芳：从机器学习理论的角度，这样的情况不应该发生，快去找大赛组委会反应

□ 小刚：你这个有可能是由于过拟合导致的

□ 小月：早就和你说过了，乖乖使用默认的参数就好了，调参是不可能有收益的

机械系统动力学

机械系统动力学报告 题目：电梯机械系统的动态特性分析 姓名： 专业： 学号：

电梯机械系统的动态特性分析 一、课题背景介绍 随着社会的快速发展，城市人口密度越来越大，高层建筑不断涌现，因此，现在对电梯的提出了更高的要求，随着科技的进步，在满足客观需求的基础上，电梯向着舒适性，高速，高效的方向发展。在电梯的发展过程中，安全性和功能性一直是电梯公司首要考虑的因素，其中舒适性也要包含在电梯的设计中，避免出现速度或者加速度出现突变，或者电梯运行过程中的振动引起人们的不适。因此，在电梯的设计过程中，对电梯进行动态特性分析是十分必要的。 二、在MATLAB中编程、绘图。 通过同组小伙伴的努力，已经得到了该系统的简化模型与运动方程。因此进行编程： 该系统的微分方程：[][][]{}[]Q x k x c x M= + ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ?? ? ? ，其中矩阵[M]、 [C]、[K]、[Q]都已知。 该系统的微分方程是一个二阶一元微分方程，在MATLAB中，提供有求解常微分方程数值解的函数，其中在MATLAB中常用的求微分方程数值解的有7个：ode45，ode23，ode113，ode15s，ode23s，ode23t，ode23tb 。 ode是MATLAB专门用于解微分方程的功能函数。该求解器有变步长（variable-step）和定步长（fixed-step）两种类型。不同类型有着不同的求解器，其中ode45求解器属于变步长的一种，采用Runge-Kutta

算法；和他采用相同算法的变步长求解器还有ode23。 ode45表示采用四阶，五阶Runge-Kutta单步算法,截断误差为(Δx)^3。解决的是Nonstiff(非刚性)常微分方程。 ode45是解决数值解问题的首选方法，若长时间没结果，应该就是刚性的，可换用ode23试试。 Ode45函数调用形式如下：[T,Y]=ode45(odefun,tspan,y0) 相关参数介绍如下： 通过以上的了解，并对该微分方程进行变换与降阶，得出程序。MATLAB程序： （1）建立M函数文件来定义方程组如下： function dy=func(t,y) dy=zeros(10,1); dy(1)=y(2); dy(2)=1/1660*(-0.006*y(2)+0.003*y(4)-0.0006*y(10)-1.27*10^7*y(1)+1.27*10^7*y (3)+2.54*10^6*y(9)); dy(3)=y(4); dy(4)=1/1600*(+0.03*y(2)-0.007*y(4)+0.003*y(6)+1.27*10^7*y(1)-7.274*10^8*y(3 )+1.27*10^7*y(5)); dy(5)=y(6);

化工工艺学考试卷

《化工工艺学》试题一 一、填空题（本题共20分，共10小题，每题各2分） 1、在合成氨烃类蒸汽转化的过程中，从热力学角度分析有三个副反应存在析炭的可能性， 这三个副反应的化学反应方程式分别为______________________、_______________-_______和______________________，而从动力学角度分析只有___________________才可能析炭。 2、按照用途的不同可将工业煤气分为四类，分别为：__________、__________、_______- __和__________。 3、煤中的水分主要分为三类，其中包括：游离水、__________和__________。 4、在合成氨CO变换工序阶段低温变换催化剂主要有__________和__________两种类型。 5、在合成氨原料气的净化过程中脱硫的方法主要分为：__________和__________两种类 型。 6、氨合成塔的内件主要由__________、__________和电加热器三个部分组成。 7、尿素的合成主要分两步进行分别为：___________________________________________- __（反应方程式）和____________________________________________（反应方程式）。 8、在以硫铁矿为原料生产硫酸过程中，硫铁矿在进入沸腾焙烧炉前需要达到的组成指标 O<8%。 为：S>20%、__________、__________、__________、__________和H 2 9、在沸腾炉焙烧硫铁矿时要稳定沸腾炉的炉温需要做到的三个稳定分别为：①稳定的空 气量、②__________和③_________________。 10、电解法生产烧碱的电解反应为_____________________________________（反应方程 式）。 二、简答题（本题共50分，共5小题，每题各10分） 1、简述烃类蒸汽转化过程中析炭的危害及防止析炭应采取的措施。 2、简述铁－铬系高温变换催化剂的组成（含量）及各组分的作用。 3、简述硫酸生产两转两吸工艺的优、缺点。 4、简述氨碱法生产纯碱的优、缺点。 5、写出转化率、产气率、选择性、收率及质量收率等衡量裂解结果指标的定义式。 《化工工艺学》试题二

机电一体化技术—考试题库及答案

------单选 滚珠丝杠螺母副结构类型有外循环插管式和_________等类型. 收藏 A. 内循环反向器式 B. 外循环反向器式 C. 内、外双循环 D. 内循环插管式 回答错误!正确答案： B PWM指的是________. 收藏 A. 计算机集成系统 B. 可编程控制器 C. 机器人 D. 脉宽调制 回答错误!正确答案： D 检测环节能够对输出进行测量,并转换成比较环节所需要的量纲,一般包括传感器和_______. 收藏 A. 转换电路 B. 调制电路 C. 控制电路 D. 逆变电路 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化的说法中正确的是________. 收藏 A. 机电一体化设计主要是指产品的设计,不需要系统论方面的知识 B. 机电一体化技术是由传统机械技术及电子技术两方面技术构成 C. 机电一体化是指机电一体化技术,而不包含机电一体化产品 D. 机电一体化技术是以机械为主体 回答错误!正确答案： D 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和_________等个五部分.

收藏 A. 换向结构 B. 检测环节 C. 存储电路 D. 转换电路 回答错误!正确答案： B 电压跟随器的输出电压________输入电压. 收藏 A. 大于等于 B. 大于 C. 小于 D. 等于 回答错误!正确答案： D 滚珠丝杠螺母副结构类型有两类:外循环插管式和________. 收藏 A. 内循环反向 B. 内循环插管式 C. 外循环反向器式 D. 内、外双循环 回答错误!正确答案： A 受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称________. 收藏 A. 伺服系统 B. 工业机器人 C. 顺序控制系统 D. 数控机床 回答错误!正确答案： A 下列关于机电一体化系统的伺服系统稳定性说法中错误的是________. 收藏 A.

《化工工艺学》考试试卷

《化工工艺学》考试试卷 一、选择题（20分,每题2分） 1、下列哪一项不是天然气转化合成气时副反应析碳的危害 A、降低催化剂活性 B、使催化剂崩解 C、堵塞床层，增加阻力 D、使反应局部温度下降 2、下列油品中，沸程最低的是 A、汽油 B、煤油 C、柴油 D、润滑油 3、合成氨反应是 A、放热、体积减小反应 B、放热、体积增大反应 C、吸热、体积减小反应 D、吸热、体积增大反应 4、天然气转化合成气使用的催化剂活性组分为 A、Ag B、Fe C、Ni D、Co 5、对CO变换反应，下列说法正确的是 A、高温和高水碳比有利于平衡右移 B、变换反应是可逆放热反应 C、变换过程采用单反应器 D、压力对平衡和反应速度都无影响 6、乙烯环氧化制环氧乙烷工艺的催化剂的活性组分是 A、Cu B、Ag C、Al2O3 D、Fe 7、乙烯环氧化反应中致稳气成分为 A、N2，CO2 B、Ar，CO2 C、O2，H2O D、N2，CH4 8、关于脱氢反应中下面哪一项是错误的 A、催化剂活性组分为Fe B、需要高温低压操作 C、用水蒸气作稀释剂 D、吸热反应 9、气相烷基化法制乙苯的催化剂为 A、铁系催化剂 B、镍系催化剂 C、膦羰基钴催化剂 D、ZSM-5分子筛催化剂 10、下列哪项不是磺化反应的特点

A、亲电取代 B、饱和烃比芳环易磺化 C、可逆反应 D、HSO3+阳离子为真正的磺化剂 1、化工生产过程一般可概括为原料预处理、化学反应和三大步骤。 ( A ) A、产品分离及精制； B、工艺条件优化； C、设备与安装工程； D、产品方案设计 2、化学工业的主要原料包括煤、石油、天然气和。 ( C ) A、金属矿； B、化学矿； C、化学中间体； D、工业盐 3、化工中常见的三烯指乙烯、丙烯和，三苯指苯、甲苯和。 ( A ) A、丁二烯和二甲苯； B、丁二烯和乙苯； C、丁烯和二甲苯； D、丁烯和乙苯 4、为了充分利用宝贵的石油资源，要对石油进行一次加工和二次加工。一次加工方法为常 压蒸馏和减压蒸馏；二次加工主要方法有等。 ( A ) A、催化重整、催化裂化、加氢裂化和焦化 B、催化重整、催化裂化、催化转化 C、催化重整、催化裂化、延迟焦化 D、催化重整、催化裂化、延迟焦化 5、合成氨反应方程式为H2+3N2→2NH3，该反应是一个、、体积缩小的反应。 ( D ) A、不可逆、吸热； B、不可逆、放热； C、可逆、吸热； D、可逆、放热 6、侯氏制碱法的主要产品是。 ( C ) A、NaHCO3和NH4Cl； B、Na2CO3和NaCl； C、Na2CO3和NH4Cl； D、Na2CO3和NaHCO3 7、烷烃热裂解主要反应为。 ( B ) A、加氢反应和断链反应 B、脱氢反应和断链反应 C、脱氢反应和重组反应 D、加氢反应和重组反应 8、转化率是针对而言的；选择性是针对而言的；收率等于转化率与选择性 之积。 ( D ) A、目的产物、中间产物 B、反应物、中间产物 C、目的产物、反应物 D、反应物、目的产物 9、下列哪种方法不能提高汽油辛烷值：。 ( B ) A、降低烯烃含量 B、降低芳烃含量； C、提高氧含量； D、添加甲基叔丁基醚 10、下列关于合成氨的熔铁催化剂Fe3O4-Al2O3-K2O说法错误的是：。( A ) A、Fe3O4是活性组分 B、Al2O3是结构型助催化剂 C、K2O是电子型助催化剂 D、使用前需升温活化 二、填空题（30分,每空2分） 1、煤高温干馏的产物、、、。 2、四大基本有机化工原料分别是、、、。 3、化工中常见的三烯指、、；三苯指、、。 4、为将重质油转化为轻质油及化工产品，石油二次加工方式有、、、。

机械电子学试题参考答案

机械电子 一、 1、机械电子学的共性相关技术有六项，分别是 机器感知技术 ， 伺服驱动技术 ， 信息处理技术， 精密机械技术 自动控制技术 ， 系统总体技术 2、执行元件种类： 电动 、 液压 、 气压 3、精密机械技术主要实现机电一体化产品的 主功能 和 构造功能 4、机电一体化系统广泛使用 电传动方式 ，对于低速重负荷系统则采用 电液伺服传动系统 ，在某些自动线上则使用 气压传动 。 5、选用步进电机时应考虑的问题有 转矩与惯量的匹配条件 、 步距角的选择与精度 。 6、一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫 脉冲当量 7、设计过程被描述成一种映射过程。即通过选择适当的设计参数，将在功能域中的功能要求，映射到物理空间中的设计参数，这个映射过程需要遵循设计的两个基本公理，即 独立性公理 ， 信息公理 8、在串行通信中，一般通信速率越高，传输距离越 近 二、 1、步进电机具有哪些特点？ 答：步进电机的工作状态不易受各种干扰因素的影响，只要干扰的大小未引起“丢步”现象就不影响其正常工作；步进电机步距角有误差，转子转过一定步数以后会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差为“0”，不会长期积累；易于直接与微机系统接口，构成开环位置伺服系统。 2、步进电机的选用应注意哪些问题？ 答：（1）转矩和惯量的匹配，为了使步进电机具有良好的起动能力及较快的响应速度，通常推荐 5 .0max ≤T T el 及 4 ≤m el J J 。 （2）步距角的选择和精度，因步距角的选择是由电脉冲当量等因素决定的，步进电机的步距角精度将会影响开环系统的精度。 3、同步带传动有哪些特点？ 答：同步带传动的特点与分类 1）传动比准确，同步带是啮合传动，工作时无滑动。 2）传动效率高，效率可达98%。与V 带相比，可节能10%以上。 3）传动平稳，能吸收振动，噪声小。 4）使用范围广，传动比可达10，且带轮直径比V 带小得多，也不需要 大的张紧力，结构紧凑。高速还达50m/s ，传递功率达300kW 。 5）维护保养方便，能在高温、灰尘、水及腐蚀介质的恶劣环境中工作，不需润滑。 6）安装要求高。要求二带轮轴线平行。同步带在与二带轮轴线垂直的平面内运

化学工艺学试题

化学工艺学：是研究由化工原料加工成化工产品的化学生产过程的一门科学，内容包括生产方法的评估，过程原理的阐述，工艺流程的组织和设备的选用和设计。 焙烧：是将矿石，精矿在空气，氯气，氢气，甲烷，一氧化碳和二氧化碳等气流中，不加或配加一定的物料，加热至低于炉料的熔点，发生氧化，还原或其他化学变化的单元过程煅烧：是在低于熔点的适当温度下加热物料使其分解，并除去所含结晶水二氧化碳或三氧化硫等挥发性物质的过程 平衡转化率：可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数 浸取：应用溶剂将固体原料中可溶组分提取出来的单元过程 烷基化：指利用取代反应或加成反应，在有机化合物分子中的N、O、S、C等原子上引入烷基（R--）或芳香基的反应。 羰基合成：指由烯烃，CO和H2在催化作用下合成比原料烯烃多一个碳原子醛的反应。 煤干馏：煤在隔绝空气条件下受强热而发生的复杂系列物化反应过程。 水煤气：以水蒸气为气化剂制得的煤气（CO+H2） 精细化学品：对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能，特定用途，小批量生产的高附加值系列产品。 高分子化合物：指相对分子质量高达104~106的化合物 原子经济性：指化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用到的所有原料尽可能多的转化到产物中。=目的产物分子量/所有产物分子量 环境因子：=废物质量/目标产物质量 1.化学工业的主要原料：化学矿，煤，石油，天然气 2.化工生产过程一般可概括为原料预处理，化学反应，产品分离及精制。 3.三烯：乙烯，丙烯，丁二烯。三苯：苯，甲苯，二甲苯。 4.石油一次加工方法为：预处理，常减压蒸馏。二次加工方法：催化裂化，加氢裂化，催化重整，焦化等。石油中的化合物可分为：烷烃，环烷烃，芳香烃。 5.天然气制合成气的方法：蒸汽转化法，部分氧化法。主要反应为：CH4+H2O-----?CO+3H2 和CH4+0.5O2-----?CO+2H2 CH4+CO2----?2CO+2H2 6.硫酸生产的原料有：硫磺，硫铁矿，有色金属冶炼炉气，石膏。 7.工业废气脱硫，高硫含量用湿法脱硫，低硫含量用干法脱硫。 8.硝酸生产的原料：氨，空气，水。 9.浓硝酸生产方法：直接法，间接法，超共沸酸精馏法。 10.氨的主要用途：生产化肥，生产硝酸。平衡氨浓度与温度，压力，氢氮比，惰性气体浓 度有关。温度降低或压力升高时，都能使平衡氨浓度增大。 11.合成氨反应方程式：N2+3H2?-----?2NH3 300--600℃ 8--45MPa，催化剂。 12.甲烷化反应：CO+3H2＝＝CH4+H2O 13.变换反应：CO+H2O===CO2+H2 14.氯在氯碱厂主要用于生产：液氨，盐酸。氯碱厂主要产品有：烧碱，盐酸，液氨。 15.食盐水电解阳极产物是：Cl2，阴极产物是：NaCl，H2 16.氯碱工业三种电解槽：隔膜，离子交换膜，汞阴极法。 17.汽提法生产尿素工艺中，常用气提气有：CO2和NH3 18.铬铁矿焙烧方法：有钙焙烧，无钙焙烧。有钙焙烧的主要废物是：铬渣。含有致癌物：六价铬。常见铬盐产品：重铬酸钾，重铬酸钠，铬酐，铬绿（Cr2O3）。 19.索尔维制碱法主要原料：NH3，CaCO3，NaCl。主要产品：Na2CO3，CaCl2 侯氏制碱法：NH3，CO2，NaCl 。主要产品：Na2Co3，NH4Cl

机械电子学试题库答案

《机械电子学》试题库答案 一、填空题 1、从功能上讲，机电一体化系统可以分为五大组成部分，即 机械结构 、 执行机构 、 驱动部件 、 信息检测部件 、 信息处理和控制单元 。 2、机械电子系统的特点是动力传动和逻辑功能互相分离、动力或能量传递的路是电源—伺服控制单元—机电换能器—执行机构 、信息传递的路是 计算机—接口—伺服控制单元 。 3、机电一体化系统广泛使用 电传动方式 ，对于低速重负荷系统则采用 电液伺服传动系统 ，在某些自动线上则使用 气压传动 。 4、所谓伺服机构是一种以 位移 为控制量的 闭环 控制系统。 5、数字IC 在机械电子装置中的作用，有 实现各种逻辑 、 实现信息的存储 、 实现数字量的运算 、 实现电路之间的参数匹配 、 提供基准波形 。 6、8.数字IC 的主要参数有 ON V 开关电压 、 O H V 输出高电压 、 OL V 输低电压 与 IH IL I I 和输入漏电流输入短路电流 、 与带负荷能力扇出系数O N 、 噪声容限和抗干扰能力 。 7、从功能上讲，机电一体化系统可分为五大组成部分：即机械结构、执行机构、驱动部件、信息检测部件、信息处理和控制单元。 8、所谓伺服机构是一种以位移为控制量的闭环控制系统。 9、接口的主要作用有：变换、放大、传递。 10、机电一体化系统对执行元件的基本要求是惯性小动力大、体积小重量轻、便于维修安装、易于微机控制。 11、机械电子学的共性相关技术有六项，分别是 机器感知技术，伺服驱动技术，信息处理技术，精密机械技术，自动控制技术，系统总体技术。 12、执行元件种类包括：电动、液压、气压。 13、机电一体化系统广泛使用电传动方式，对于低速重负荷系统则采用电液伺服传动系统，在某些自动线上则使用气压传动。 14、选用步进电机时应考虑的问题有转矩与惯量的匹配条件、步距角的选择与精度。 15、一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫脉冲当量。 16、设计过程被描述成一种映射过程。即通过选择适当的设计参数，将在功能域中的功能要求，映射到物理空间中的设计参数，这个映射过程需要遵循设计的两个基本公理，即独立性公理，信息公理。 17、在串行通信中，一般通信速率越高，传输距离越近。 18、微型计算机应用分为两大类： 检测控制类 、 数据处理类 。

化学工艺学复习试题和答案

1、基本有机化学工业的任务是什么？ 指生产有机小分子化合物的工业部门。进行的主要反应有裂解、氧化还原、加氢-脱氢、水解-水合和羰基化等。产品有低级烯烃、醇、酸、脂和芳烃等 2、天然气中的甲烷化工利用主要有哪三条途径？ ●经转化先制成合成气，或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化学 品； ●经部分氧化制乙炔； ●直接制造化工产品，如制造炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛。 3、催化裂化条件下，主要发生的化学反应？ ●烷烃的的裂解，产物以C3、C4和中等大小的分子居多 ●异构化、芳构化、环烷化，使裂解产物中异构烷烃、环烷烃和芳香烃的含量增多； ●氢转移反应（即烯烃还原成饱和烃），使催化汽油中容易聚合的二烯烃类大为减少 ●聚合、缩合反应 4、催化重整过程所发生的化学反应主要有那几类？ 六环环烷烃的脱氢；五元环烷烃异构化再脱氢；烷烃环化再脱氢；烷烃异构化；加氢裂化 5、加氢裂化过程发生的主要反应有哪些？ 加氢裂化是催化裂化技术的改进，在临氢条件下进行催化裂化，可抑制催化裂化时的发生的脱氢缩合反应，避免焦炭的生成。主要反应有加氢精制、加氢裂化。加氢精制，以除去原料中的硫、氮、氧等杂质，和二烯烃，以改善加氢裂化所得的油料的质量；加氢裂化，在裂化活性较高的催化剂上进行裂化反应和异构化反应，最大限度的生产汽油和中间馏分油 6、基本有机化学工业中有关煤的化学加工方法有哪些？ 焦化-气化-液化；热解-气化-发电；气化-合成-燃料；液化-燃料-气化；液化-加氢气化 7、什么叫烃类热裂解法？ 烃类热裂解：轻质烃类在高温（850°C）下受热分解生成分子量较小的烃类以制取乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品的化学过程。 8、烷烃热裂解的一次反应主要有哪些？ 脱氢反应：R-CH2-CH3 R-CH=CH2+H2 断链反应：R-CH2-CH2-R’R-CH2=CH2+R’H 9简述在烷烃热裂解中，烷烃脱氢和断链难易的规律？ ●同碳原子数的烷烃，C-H键能大于C-C键能，固断链比脱氢容易 ●烷烃的相对稳定性随碳链的增加而降低 ●脱氢难易与烷烃的分子结构有关，叔氢最易脱去，仲氢次之 ●带支链的C-H键或C-C键，较直链的键能小 ●低分子烷烃的C-C键在分子两端断裂比在分子链中央断裂容易，较大分子量的烷烃反之。 10、环烷烃热裂解的规律是什么？ 环烷烃热裂解易得芳烃，含环烷烃较多的原料，裂解产物中丁二烯、芳烃的收率较高，乙烯较低，单环烷烃生成乙烯、丁二烯、单环芳烃 多环烷烃生成C4以上烯烃、单环芳烃 11、芳烃热裂解的反应类型？ 芳烃不易裂解为烯烃，主要发生侧链断链脱Ｈ及脱H缩合反应。芳烃的一次反应中，芳烃经脱氢缩合转化为稠环芳烃，再转化为焦炭。固有：脱Ｈ缩合、断侧链反应，脱氢反应、开环脱氢。 12、简述各类烃类热裂解的规律？ 烷烃：正构烷烃最利于乙烯、丙烯的生成，且烯烃的分子量越小，总产率越高。异构烷烃的烯烃总产率低于同碳原子数的正构烷烃； 烯烃：大分子烯烃裂解为乙烯和丙烯；烯烃能脱氢生成炔烃、二烯烃，进而生成芳烃； 环烷烃：环烷烃生成芳烃的反应优于生成单烯烃的反应； 芳烃：无烷基的芳烃基本上不易裂解为烯烃，有烷基的芳烃，主要是烷基发生断和脱氢反应，芳环不开裂，可脱氢缩合为多环

机电一体化试题及答案

填空题 1. 机电一体化技术的内涵是微电子技术和机械技术渗透过程中形成的一个新概念。 2. 机电一体化系统（产品）是机械和微电子技术的有机结合。 3. 工业三大要素是物质、能量、信息；机电一体化工程研究所追求的三大目标是：省能源、省资源、智能化。 4. 机电一体化研究的核心技术是接口问题。 5. 机电一体化系统（产品）构成的五大部分（或子系统）是：机械系统、电子信息处理系统、动力系统、传感检测系统、执行元件系统。 6. 机电一体化接口按输入/输出功能分类机械接口、物理接口、信息接口、环境接口。 7. 机电一体化系统（产品）按设计类型分为：开放性设计、适应性设计、变异性设计。 8. 机电一体化系统（产品）按机电融合程度分为：机电互补法、机电结合（融合）法、机电组合法。 9. 机电一体化技术是在机械的主功能、动力功能、信息与控制功能基础上引入微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。 10.机电一体化系统实现三大功能应具有的两大重要特征（转换作用方式）： 以能源转换为主和以信息转换为主。 11. 丝杠螺母机构的基本传动形式有：螺母固定丝杆转动并移动、丝杆转动螺母移动、螺母转动丝杆移动、丝杆固定螺母转动并移动

四种形式。 12. 滚珠丝杠副按螺纹滚道截面形状分为单圆弧和双圆弧两类；按滚珠的循环方式分为内循环和外循环两类。 13. 滚珠丝杠副轴向间隙调整与预紧的基本方法有：双螺母螺纹预紧调整、双螺母齿差预紧调整、双螺母垫片调整预紧、弹簧自动调整预紧四种方式。 14. 滚珠丝杠副常选择的支承方式有：单推—单推式、双推—双推式、双推—简支式、双推—自由式。 15. 机电一体化系统（产品）常用齿轮传动形式有定轴轮系、行星轮系和谐波轮系三种形式。 16. 在机电一体化系统机械传动中，常用的传动比分配原则有：重量最轻原则、转动惯量最小原则、传动精度最优原则等。 17. 常用导轨副的截面形式有：三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨四种形式。 18. 导轨刚度主要指：结构刚度、接触刚度和局部刚度。 19. 机电一体化系统（产品）中，常可选择的执行元件：电磁式、液压式、气压式和其他形式的执行元件。 20. 电动机的工作特性分为恒转矩工作和恒功率两个阶段，其转折点的转速和功率分别称为：额定转速和额定功率；伺服电动机用于调速控制时，应该工作在恒转矩阶段。 21. 步进电机按转子结构形式可分为：反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机三种。 22. 步进电机的工作方式有：单拍工作方式和倍拍工作方式。 23. 步进电机的开环控制精度主要由步进电机的结构形式和工作

化学工艺学复习思考题

化学工艺学复习思考题 第一章 1. 何谓化学工艺？ H2 2. 化学工业的特点是什么？ H6 3. 化学工业的原料资源是从何而来？ H8-9 4. 化学工业的主要产品有哪几类？ H10-14 第二章 1．名词解释：石油（H3）、天然气、干气、湿气（ H7）、煤、煤干馏、煤气化、煤液化（H8）、化工生产工艺流程、工艺流程图（H12-13）、生产能 力、生产强度、时空收率、转化率、选择性、收率（H14-16）、单程转化率、 全程转化率、一次转化率、总转化率、平衡转化率、一次收率、平衡产率、 总收率（H17-22）、催化剂（H32）、 2．石油组成？石油中的化合物可以分为哪三类？ H3 3．熟悉原油常、减压蒸馏工艺流程？ H4-5 4．试比较馏分油的化学加工（二次加工）中催化重整、催化裂化、催化加氢裂化、烃类热裂解所采用原料、生成的产物、催化剂及流程特点区别？ H6+书P15-19 5．煤的加工路线有哪三种？ 6．化工生产过程有哪三步？原理预处理、化学反应、产品分离及精制 H11 7．何谓对于多反应体系，为什么要同时考虑转化率和选择性两个指标？（H14-22） 8．物料衡算及热量衡算。衡算的一般步骤 H42

9．催化剂有哪些基本特征？它在化工生产中起到什么作用？在生产中如何正确使用催化剂？（H32） 10．哪些反应条件对化学平衡和反应速率有较大影响？H27-30 第三章 1．名词解释：热泵绝热精馏 2．根据热力学反应标准自由焓和化学键如何判断不同烃类的裂解反应难易程度、可能发生的裂解位置及裂解产物；解释烷烃、环烷烃及芳烃裂解反应规律，造成裂解过程结焦生炭的主要反应是哪些？书54-61 3．在原料确定的情况下，从裂解过程的热力学和动力学出发，为了获得最佳裂解效果，应选择什么样的工艺参数（停留时间、温度、压力……）,为什么？ 书66-70 4．提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最大限度提高裂解温度？书72-73 5．为了降低分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量确定的原则是什么？ H14, H18 6．试讨论影响热裂解的主要因素有哪些？裂解原料，裂解温度和停留时间、烃分压、裂解深度书71-78 7．裂解气出口的急冷操作目的是什么？可采取的方法有几种，你认为哪种好。 为什么？H23-24 8．了解裂解炉的清焦原理，什么情况下需清焦？可采取的方法有几种？ H26 9．裂解气进行预分离的目的和任务是什么？裂解气要严格控制的杂质有哪些？ 这些杂质存在的害处？用什么方法除掉这些杂质，这些处理方法的原理是什

机电一体化期末考试试题及答案

1.什么是“机电一体化”？以打夯机为例，内含机械与电器，问这是不是机电 一体化产品？ 答：机电一体化又称机械电子工程，是机械工程与自动化的一种，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics 的后半部分组合而成。 打夯机不属于机电一体化产品。因为打夯机只是普通的机械加电器，它属于硬连接或者称为机械连接只能应用在就地或者小范围场合使用，不能满足大面积和远程控制。而机电一体化就不一样了，它不光有硬连接、机械连接还有软连接。机电一体化属于同时运用机械、电子、仪表、计算机和自动控制等多种技术为一体的一种复合技术。它不光可以就地操作，小范围应用，还可以大面积使用操作，远程监测、控制。 2.机电一体化的技术构成是什么？ 答：机械技术、微电子技术、信息技术 3.产品实现机电一体化后，可以取得那些成效？ 答：产品实现机电一体化后可以取得的成效：产品性能提高、功能增强、结构简化、可靠性提高、节约能源、改善操作、提高灵活性等。 4.数字量传感具有哪三种类型？他们有什么区别？ 数字传感器按结构可分成三种类型： 1.直接式数字量传感器——其分辨率决定于数字量传感器的位数。 被测物理量→数字编码器→信息提取装置→数字量输出 2.周期计数式数字传感器 它的结构示意图如下图1所示。此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言，仅由周期信号发生器的性质决定。例如，光栅当长1mm有100条刻线时，其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言，还要考虑到电子细分数。如在100倍电子细分数下，此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构，结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路，而且周期计数器还具有可逆性质。 图1 周期计数式数字量传感器的结构方框图 3.频率式数字传感器 其结构示意图如下图2所示。按振荡器的形式，可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者，按被测量的作甩点，又分作用在石

研究生《机械系统动力学》试卷及答案

太原理工大学研究生试题 姓名： 学号： 专业班级： 机械工程2014级 课程名称: 《机械系统动力学》 考试时间: 120分钟 考试日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 1 圆柱型仪表悬浮在液体中，如图1所示。仪表质量为m ，液体的比重为ρ，液体的粘性阻尼系数为r ，试导出仪表在液体中竖直方向自由振动方程式，并求固有频率。（10分） 2 系统如图2所示，试计算系统微幅摆动的固有频率，假定OA 是均质刚性杆，质量为m 。（10分） 3 图3所示的悬臂梁，单位长度质量为ρ，试用雷利法计算横向振动的周期。假定梁的 变形曲线为?? ? ?? -=x L y y M 2cos 1π（y M 为自由端的挠度）。（10分） 4 如图4所示的系统，试推导质量m 微幅振动的方程式并求解θ(t)。（10分） 5 一简支梁如图5所示，在跨中央有重量W 为4900N 电机，在W 的作用下，梁的静挠度δst=，粘性阻尼使自由振动10周后振幅减小为初始值的一半，电机n=600rpm 时，转子不平衡质量产生的离心惯性力Q=1960N ，梁的分布质量略去不计，试求系统稳态受迫振动的振幅。（15分） 6 如图6所示的扭转摆，弹簧杆的刚度系数为K ，圆盘的转动惯量为J ，试求系统的固有频率。(15分) 7如图7一提升机，通过刚度系数m N K /1057823?=的钢丝绳和天轮（定滑轮）提升货载。货载重量N W 147000=，以s m v /025.0=的速度等速下降。求提升机突然制动时的钢丝绳最大张力。(15分) 8某振动系统如图8所示，试用拉个朗日法写出动能、势能和能量散失函数。(15分) 太原理工大学研究生试题纸

化学工艺学考试试卷2答案

阅卷须知：阅卷用红色墨水笔书写，得分用阿拉伯数字写在每小题题号前，用正分表示，不得分则在题号前写0；大题得分登录在对应题号前的得分栏内；统一命题的课程应 集体阅卷，流水作业；阅卷后要进行复核，发现漏评、漏记或总分统计错误应及时更正； 对评定分数或统分记录进行修改时，修改人必须签名。 题号一二三四总分得分 阅卷人 复核人 一、填空题（每空2分，共21分） 1、选择性是指体系中转化成目的产物的某反应物量与参加所有反应而转化的该反应 物总量之比。 2、化学工艺学是以过程为研究目的，是将化学工程学的先进技术运用到具体生产过 程中，以化工产品为目标的过程技术。 3、由反应方程式CH 4+H 2 O=CO+3H 2 表示的反应，常被称为天然气蒸汽转化 反应。 4、由煤制合成气生产方法有：固定床间歇式气化法、固定床连续式气化法、流化床 连续式气化法、气流床连续式气化法。 5、具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应。使用催化剂加速链的引发， 称为催化自氧化。 6、烯烃甲酰化是指在双键两端的C原子上分别加上一个氢和一个甲酰基制备多一个碳原子的醛或醇。 7、工业上氯乙烯的生产方法有乙炔法、联合法和烯炔法、平衡氧氯化法。 得分

8、影响加氢反应的因素有温度、压力和反应物中H 的用量。二、名词解释（每小题4分，共20分） 1、转化率 转化率指某一反应物参加反应而转化的数量占该反应物起始量的分率或百分率，用X 表示错误!未找到引用源。； 2、族组成 PONA 值，适用于表征石脑油、轻柴油等轻质馏分油的化学特性 3、C 1化工 凡包含一个碳原子的化合物参与反应的化学称为C 1化学，涉及C 1化学反应的工艺过程和技术称为C 1化工。 4、催化加氢 指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气加成。 5、选择性氧化 烃类及其衍生物中少量H 原子或C 与氧化剂发生作用，而其他H 和C 不与氧化剂反应的过程。 三、简答题（每小题5分，共35分）1、裂解气进行预分离的目的和任务是什么？ 目的和任务：①经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度，从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩机的功耗。（1分）②裂解气经预分馏处理，尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷。 （1分）③在裂解气的预分馏过程中将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，用以再发生稀释蒸汽，从而大大减少污水 排放量。（2分）④在裂解气的预分馏过程中继续回收裂解气低能位热量。 （1分）2、简述芳烃馏分的分离方法 沸点接近形成共沸物，蒸馏法、溶剂萃取法。（3分） 从宽馏分中分离苯、甲苯、二甲苯用萃取蒸馏法（2分） 3、天然气-水蒸气转化法制合成气过程为什么天然气要预先脱硫才能进行转化？用哪些方法较好？ 预先脱硫是为了避免蒸汽转化催化剂中毒。（2分）脱硫方法有干法和湿法。干法分为吸附法和催化转化法。湿法分为化学吸收法、物理吸收法、物理 -化学吸收法和湿式氧化法。（3分） 4、非均相催化氧化的特点是什么？ 反应温度较高，有利于能量的回收和节能（ 1分）得分得分

机械动力学的发展简史及其对机械设计的影响

机械动力学的发展简史及其对机械设计的影响 摘要：机械动力学是研究机械在运转过程中的受力、机械中各构件的质量与机械运动之间的相互关系，是现代机械设计的理论基础，同时也研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。本文主要简单介绍了机械动力学的发展史，并在其基础上探讨了机械动力学的研究内容及其对机械设计的影响，以更好地指导我们以后的机械设计工作。 关键词：机械动力学，机械设计 ABSTRACT:Mechanical dynamics is the study of machinery in the running process of stress, mechanical components in quality and the relationship between mechanical movement,it is the modern mechanical design theory foundation, at the same time also study the mechanical operation process of energy balance and distribution relationship. This paper briefly introduces the history of mechanical dynamics, and on the basis of the mechanical dynamics discussed the research contents and the influence of mechanical design, in order to better guide our future mechanical design work. Kewwords: Mechanical dynamics Mechanical design

机电一体化系统设计试题及答案

机电一体化系统设计试题 课程代码：02245 一、单项选择题(本大题共14小题，每小题1分，共14分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.受控变量是机械运动的一种反馈控制系统称( ) A.顺序控制系统 B.伺服系统 C.数控机床 D.工业机器人 2.齿轮传动的总等效惯量随传动级数( ) A.增加而减小 B.增加而增加 C.减小而减小 D.变化而不变 3.滚珠丝杠螺母副结构类型有两类：外循环插管式和( ) A.内循环插管式 B.外循环反向器式 C.内、外双循环 D.内循环反向器式 4.某光栅的条纹密度是100条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是( ) A.100mm B.20mm C.10mm D.0.1mm 5.直流测速发电机输出的是与转速( ) A.成正比的交流电压 B.成反比的交流电压 C.成正比的直流电压 D.成反比的直流电压 6.电压跟随器的输出电压( )输入电压。 A.大于 B.大于等于 C.等于 D.小于 7.某4极交流感应电动机，电源频率为50Hz，当转差率为0.02时，其转速为( ) A.1450［r/min］ B.1470［r/min］ C.735［r/min］ D.2940［r/min］ 8.右图称( ) A.直流伺服电动机调节特性 B.直流伺服电动机机械特性 C.直流伺服电动机动态特性 D.直流伺服电动机调速特性 9.计算步进电动机转速的公式为( ) A. B.T sm cos C. D. 180°- 10.一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整 时间t s( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.不定 11.已知f(t)=a+bt，则它的拉氏变换式为( ) A.+b B. C. D. 12.连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的( )使得它们同步协调到达目标点。 A.位置和加速度 B.速度和加速度 C.位置和速度 D.位置和方向 13.图示利用继电器触点实现的逻辑函数为( ) A.(A+)2(+B) B.A2+2B C.(A+B)2(+) D.A2B+2 14.累计式定时器工作时有( ) A.1个条件 B.2个条件 C.3个条件 D.4个条件 二、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)

机械系统动力学试题

机械系统动力学试题 一、 简答题： 1．机械振动系统的固有频率与哪些因素有关？关系如何？ 2．简述机械振动系统的实际阻尼、临界阻尼、阻尼比的联系与区别。 3．简述无阻尼单自由度系统共振的能量集聚过程。 4. 简述线性多自由度系统动力响应分析方法。 5. 如何设计参数，使减振器效果最佳？ 二、 计算题： 1、 单自由度系统质量Kg m 10=, m s N c /20?=, m N k /4000=, m x 01.00=, 00=? x ,根据下列条件求系统的总响应。 （a ） 作用在系统的外激励为t F t F ωcos )(0=,其中N F 1000=， s rad /10=ω。 （b ） 0)(=t F 时的自由振动。 2、 质量为m 的发电转子，它的转动惯量J 0的确定采用试验方法：在转子径向R 1的地方附加一小质量m 1。试验装置如图2所示，记录其振动周期。 a ）求发电机转子J 0。 b ）并证明R 的微小变化在R 1=（m/m 1+1）·R 时有最小影响。 3、 如图3所示扭转振动系统，忽略阻尼的影响 J J J J ===321，K K K ==21 （1）写出其刚度矩阵； （2）写出系统自由振动运动微分方程； （2）求出系统的固有频率； （3）在图示运动平面上，绘出与固有频率对应的振型图。 1 θ（图2）

（图3） 4、求汽车俯仰振动（角运动）和跳振（上下垂直振动）的频率以及振 动中心（节点）的位置（如图4）。参数如下：质量m=1000kg，回转半径r=0.9m，前轴距重心的距离l1=0.1m,后轴距重心的距离l2=1.5m,前弹簧刚度k1=18kN/m,后弹簧刚度k2=22kN/m （图4） 5、如5图所示锻锤作用在工件上的冲击力可以近似为矩形脉冲。已知 工件，铁锤与框架的质量为m1=200 Mg，基础质量为m2=250Mg，弹簧垫的刚度为k1=150MN/m，土壤的刚度为k2=75MN/m.假定各质量的初始位移与速度均为零，求系统的振动规律。

机械动力学简史

机械动力学简史 一.动力学简介 机械动力学作为机械原理的重要组成部分，主要研究机械在运转过程中的受力，机械中各部分构件的质量和构件之间机械运动的相互关系，是现代机械设计的重要理论基础。 一般来说，机械动力学的研究内容包括六个方面：（1）在已知外力作用下求机械系统的真实运动规律；（2）分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；（3）研究回转构件和机构平衡的理论和方法；（4）研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系；（5）机械振动的分析研究；（6）机构分析和机构综合。其主要研究方向是机械在力的作用下的运动和机械在运动过程中产生的力，并且从力和相互作用的角度对机械进行设计和改进的学科。 二.动力学的前期发展 人类的发展过程中，很重要的一个进步特征就是工具的使用和制造。从石器时代的各种石制工具开始，机械的形式开始发展起来。从简单的工具形式，到包含各类零件、部件的较为先进的机械，这中间的发展过程经历了不断的改进与反复，也经历了在国家内部与国家之间的传播过程。 机械的发展过程也经历了从人自身的体力，到利用畜力、风力和水力等，材料的类型也从自然中自有的，过渡到简单的人造材料。整个发展过程最终形成了包含动力、传动和工作等部分的完整机械。 人类从石器时代进入青铜时代、铁器时代，用以吹旺炉火的鼓风器的发展起了重要作用。有足够强大的鼓风器，才能使冶金炉获得足够高的炉温，才能从矿石中炼得金属。中国在公元前1000～前900年就已有了冶铸用的鼓风器，并渐从人力鼓风发展到畜力和水力鼓风。早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世纪之后方有理论阐述。手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史，但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成就。 近代的机械动力学，在动力以及机械结构本身来说，具有各方面的重大突破。动力在整个生产过程中占据关键地位。随着机械的改进，对于金属和矿石的需求量增加，人类开始在原有的人力和畜力的基础上，利用水力和风力对机械进行驱动，但是这也造成了很多工厂的选址的限制，并不具有很大的推广性。而后来稍晚出现的纽科门大气式蒸汽机，虽然也可以驱使一些机械，但是其燃料的利用率很低，对于燃料的需求量太大，这也使得这种蒸汽机只能应用于煤矿附近。 瓦特发明的具有分开的凝汽器的蒸汽机以及具有回转力的蒸汽机，不仅降低了燃料的消耗量，也很大程度上扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重，应用很不方便。 19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化已离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。 发电站初期应用蒸汽机为原动机。20世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机，也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发展。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随时启动的原动机。它先被fuqu用以驱动没有电力供应的陆上工作机械，以后又用于汽车、移动机