国家开放大学：2014年秋季学期“开放本科”机械制造专业机电控制工程基础期末试题（半开卷）

试卷代号：1116 座位■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年秋季学期“开放本科”期末考试 机电控制工程基础 试题（半开卷） 2015年1月 题 号 二 三 四 五 六 总分 分 数 得 分 评卷人 一、选择题（每小题5分，共15分） 1,某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为 A.单调上升 B.等幅振荡 C.衰减振荡 D.振荡发散 2.PI校正为 校正。 A.滞后 B.超前 C.滞后超前 D.超前滞后 3.开环函数Gx(s)对数幅频特性和对数相频特性如 图1所示，当K增大时，」 A.L(w)向上平移，p(w)不变 B.L(w)向上平移，p(w)向上平移 C.L(u)向下平移，e(w)不变 D.L(w)向下平移，p(w)向下平移 图1 505

试卷代号 :1116 座位号OJ 国家开放大学(中央广播电视大学)2014 年秋季学期"开放本科"期末考试 机电控制工程基础 试题{半开卷) 2015 五二十叫 一、选择题(每小题 分，共 15 分) 1.某二阶系统的特征根为两个纯虚根，则该系统的单位阶跃响应为一一一一。 A. 单调上升 B. 等幅振荡 c.衰减振荡 D. 振荡发散 2. PI 校正为 校正。 A. 滞后 B. 超前 C. 滞后超前 D. 超前滞后 3. 开环函数 (S) 对数幅频特性和对数相频特性如 所示，当 增大时， A. L< ω) 向上平移，科ω) 不变 B.L(ω) 向上平移，伊(ω) 向上平移 C.L(ω) 向下平移， ψ(ω) 不变 D.L(ω) 向下平移， ψ(ω) 向下平移 ~{OωJ '" 505

得分 评卷人 二、判断题（共10分） 4.微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。() 5.适合于应用传递函数描述的系统可以是线性系统，也可以是非线性系统。() 6.I型系统可以无静差地跟踪单位斜坡输人信号。() 得 分 评卷人 三、填空题（每小题3分，共30分）】 1 7.系统的闭环传递函数为G()=F十25十则闭环特征方程为 8。系统根轨迹起始于 ,终止于 2 9.某单位负反馈系统的开环传递函数为G()一5（十2），侧此系统为 型系统，它 在单位阶跃函数输人下的稳态误差为 10.一阶系统的传递函数为G()一2子，其时间常数为 11.若二阶系统的阻尼比为1，则该系统的两个极点位于 上。 12.负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s)= 1 5十1，反馈通道的传递函数为 H()=2十市，则该系统的开环传递函数为 1 ,闭环传递函数为 13.频率特性是线性系统在 输入作用下的稳态响应。 14.线性系统的稳态误差取决于 和 0 15.惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越 5 16.系统的开环传递函数为(s十2则该系统有 个极点，有 条根轨迹分支。 506

得分|评卷人| | 二、判断题(共 10 分) 4. 微分环节的幅频特性，其幅值与频率成正比关系。( ) 5. 适合于应用传递函数描述的系统可以是线性系统，也可以是非线性系统。( ) 6. 型系统可以元静差地跟踪单位斜坡输入信号。( ) 三、填空题{每小题 分，共 30 分) 7. 系统的闭环传递函数为 G(s)= 一一，则闭环特征方程为 52 +2s 8. 系统根轨迹起始于 ，终止于 2 9. 某单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)= 一一一一则此系统为 型系统，它 s(s 2) , 在单位阶跃函数输入下的稳态误差为 10. 一阶系统的传递函数为 G(s)= 一旦一，其时间常数为 2s 1.若二阶系统的阻尼比为 ，则该系统的两个极点位于 上。 12. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为 Gb)=-L ' 反馈通道的传递函数为 Hb)=-i2s+1 一，则该系统的开环传递函数为一一一一一.----------------------，闭环传递函数为 13. 频率特性是线性系统在 输入作用下的稳态响应。 14. 线性系统的稳态误差取决于 15. 惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越 16. 系统的开环传递函数为 一则该系统有 个极点，有 条根轨迹分支。 s(5+2) 一一一一 506

得分 评卷人 四、(15分) 17.已知某最小相位系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如图2所示。要求写出对应 的传递函数。 (dB) 40 -20dB/dec 0 02 ① 40dB/dec 得 分 评卷人 五、(15分) 图2 18.如图3所示系统，求该系统的开环传递函数和闭环传递函数G(s)= C(s) R(s) R(s) E(s) C(s) G(s) Gx(s) H(s) 图3 得 分 评卷人 六、(15分) K 19.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)-5(5十3C5十5，要求系统稳定，试确定参 数K的取值范围。 507

|得分|评卷人| | 四、(1 分} 17. 已知某最小相位系统传递函数的近似对数幅频特性曲线如图 所示。要求写出对应 的传递函数。 (dB) 40 五、 (15 分) 18. 如图 所示系统，求该系统的开环传递函数和闭环传递函数 G(s)= 豆豆主 R(s) |得分|评卷人| | 六、(1 分} K 19. 单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s) =;<s十 3)(s+ 日'要求系统稳定，试确定参 的取值范围。 507

试卷代号：1116 国家开放大学（中央广播电视大学）2014年秋季学期“开放本科”期末考试 机电控制工程基础试题答案及评分标准（半开卷） (供参考) 2015年1月 一、选择题（每小题5分，共15分） 1.B 2.A 3.A 二、判断题(10分) 4.正确 (3分) 5.错误 (3分) 6.错误 (4分) 三、填空题（每小题3分，共30分） 7.s2+2s+1=0 8.开环极点 开环零点 9.I型0 10.2 11.负实轴 12.(s+1)(2s+1) 2s+1 2s2+3s+2 13.正弦信号 14.系统结构参数 外输入 15.好 16.2 四、(15分) 17.解：依图可写出：G(s)= K (5+1)(三+1) 山2 其中参数：201gK=L(u)=40db,K=100 (8分) 508

试卷代号 :1116 国家开放大学(中央广播电视大学 )2014 年秋季学期"开放本科"期末考试 机电控制工程基础 试题答案及评分标准(半开卷) 一、选择题{每小题 分，共 15 分) 1. B 2.A 二、判断题(1 分} 4. 正确 (3 分) 5. 错误 (3 分〉 6. 错误 (4 分) 三、填空题{每小题 分，共 30 分) 7. s2+2s+1=0 8. 开环极点 开环零点 9. 10.2 1.负实轴 2s+l 12 一一一一一一一一 . <S+1) (2s+ 1) 25 3s 13. 正弦信号 14. 系统结构参数 外输入 15. 16.2 2 四、(1 分) 17. 解:依图可写出 :G(s) = (供参考) K (~+l)(~+l) Wj W2 其中参数 :201gK=L( =40db , K= 100 508 2015 3. A (8 分)

则：G(s)= 100 (7分) (Ls+1)(1s+1) W2 五、(15分)】 18.解(1)开环传递函数为：G1(s)G2(s)H(s) (7分) G1(s)G2(s) 《2)闭环传递函数G()=81+COC0H0 (8分) 六、(15分) 19.解：系统特征方程为：D(s)=s3+8s2十15s十K=0 Routh: 53 1 15 52 8 K 120-K →K0 (8分) 使系统稳定的增益范围为：0<K<120。 (7分) 509

100 :G(s)=---; (~s+ l) (~s+ l) 血Ji W2 五、 (15 分} 18. 解(1)开环传递函数为 :G) (S)G2 (s) H(s) C(s) G) (S)G2 (s) (2) 闭环传递函数以s)= 一::-:- =-:目~、- ，、 R(s) 六、(l 分) 19. 解:系统特征方程为 :Ð(s) =S3 +8s 15s+K=0 Routh: S3 1 15 S2 8 K s 120-K 8 SO K (7 分) (7 分) (8 分) =争 K K>O (8 分) 使系统稳定的增益范围为 :0<K<120. (7 分) 509