国家开放大学：2015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：0992 座位号■ 国家开放大学（中央广播电视大学）2015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） 2016年1月 题 号 二 三 四 五 六 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、单项选择题（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.系统的根轨迹( A.起始于开环极点，终止于开环零点 B.起始于闭环极点，终止于闭环零点 C.起始于闭环零点，终止于闭环极点 D.起始于开环零点，终止于开环极点 3.PI校正为( )校正。 A.滞后 B.超前 C.滞后超前 D.超前滞后 得 分 评卷人 二、判断题（共10分） 4.一阶系统阶跃响应的快速性与其时间常数有关。时间常数T越大，响应速度 越慢。()(3分) 77

试卷代号 :0992 座位号 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 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) 2016 |题号|一|二|三|四|五|六|总分| !分数 |得分|评卷人| 11 一、单项选择题{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( )。 A. 单调上升 B. 等幅振荡 衰减振荡 D. 振荡发散 2. 系统的根轨迹)。 A. 起始于开环极点，终止于开环零点 B. 起始于闭环极点，终止于闭环零点 起始于闭环零点，终止于闭环极点 D. 起始于开环零点，终止于开环极点 3. PI 校正为)校正。 A. 捕后 c.滞后超前 二、判断题(共 10 分) B. 超前 D. 超前滞后 4. 一阶系统阶跃响应的快速性与其时间常数有关。时间常数 越大，响应速度 越慢。( )(3 分) 77

5.一个线性定常系统是稳定的，则其开环极点、闭环极点均位于5平面的左半 平面。()(3分) K 6.开环传递函数为G()=。(g十D,其根轨迹分支数为1。（)4分) 得 分 评卷人 三、填空题（每小题3分，共30分）】 7.负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s), 则该系统的开环传递函数为 ,闭环传递函数为 8.函数f(t)=2t的拉氏变换为 9.单位负反馈结构的系统，其开环传递函数 内（十2），则该系统为 K 型系统。 10.线性系统的稳态误差取决于 和 11.单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)= 2 (十，系统的开环极点为 ,闭 环极点为 12.在零初始条件下， 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。 13.三种基本的控制方式有 、闭环控制和 s+3 14.传递函数G()=5s+2)8+2云的零点为 ,极点为 K 15.系统的开环传递函数为，（十2），则该系统有 个极点，有 条根轨迹分 支。 16.若一个动态环节的传递函数乘以1/s,说明对该系统串联了一个 环节。 78

5. 一个线性定常系统是稳定的，则其开环极点、闭环极点均位于 平面的左半 平面。( )(3 分) K 6. 开环传递函数为 G(s)= 一一一一其根轨迹分支数为 10 ( )(4 分) S2(S+1)' 得分|评卷人| | 三、填空题{每小题 分，共 30 分) 7. 负反馈结构的系统，其前向通道上的传递函数为 G(s) 反馈通道的传递函数为 H(s) • 则该系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 8. 函数 f(t)=2t 的拉氏变换为-一一一一 K 9. 单位负反馈结构的系统，其开环传递函数为一一一一则该系统为 型系统。 s (5+2) , 一一一一一 10. 线性系统的稳态误差取决于 2 1.单位负反馈系统的开环传递函数为 G(s)= 一一一一系统的开环极点为 ，闭 s(s+1) , 环极点为 支。 78 12. 在零初始条件下， 之比称为线性系统(或元件〉的传递函数。 13. 三种基本的控制方式有 、闭环控制和 5+3 14. 传递函数 G(s)= F:I町、刊'们的零点为 ，极点为 K 15. 系统的开环传递函数为一一一一则该茅统有 5(s+2) 一一一个极点，有 条根轨迹分 16. 若一个动态环节的传递函数乘以 1/ 说明对该系统串联了一个 环节

得分 评卷人 四、(15分) 17.典型的二阶系统的两个极点为51.2=一1土j,要求： (1)确定系统无阻尼自然频率和阻尼比； (2)确定该系统的传递函数。 得 分 评卷人 五、(15分) 18.一阶系统结构图如图1所示。要求 (1)确定闭环系统的传递函数及其时间常数； (2)若要求调节时间t,=0.2s,待定参数应满足的要求。（取5%的误差带，t,=4T) R() C(s) 图1 得分 评卷人 六、(15分) 19.已知系统的特征方程如下，试判别系统的稳定性。 D(s)=s5+25+2s3+4s2+11s+10=0 79

户严 四、{l 分) 17. 典型的二阶系统的两个极点为 sl.2=-1 J' 要求 (1)确定系统元阻尼自然频率和阻启比; (2) 确定该系统的传递函数。 五、(1 分) 18. 一阶系统结构图如图 所示。要求 (1)确定闭环系统的传递函数及其时间常数: (2) 若要求调节时间 =0.28 待定参数应满足的要求。(取 5% 的误差带 =4T) ←曰 C(.s) 六、 (15 分} 19. 已知系统的特征方程如下，试判别系统的稳定性。 Ð(s) =S5 +2SI +253 +45 l1 10=0 79

试卷代号：0992 国家开放大学（中央广播电视大学）2015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) 2016年1月 一、单项选择题（每小题5分，共15分） 1.B 2.A 3.A 二、判断题（共10分） 4./(3分) 5.×(3分) 6.×(4分) 三、填空题（每小题3分，共30分）】 7.G(s)H(s) G(s) 1+G(s)H(s) 9.1 10.系统自身结构与参数 外输入 11.0,-1 12.输出量的拉氏变换 输人量的拉氏变换 13.开环控制 复合控制 14.-3 0,一2，-0.25 15.22 16.积分 80

试卷代号 :0992 国家开放大学(中央广播电视大学 )2015 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) 一、单项选择题{每小题 分，共 15 分) l. B 2. A 二、判断题{共 10 分} 4. v' (3 分) 5. X (3 分) 6. X (4 分) 三、填空题{每小题 分，共 30 分} 7. G(s)H(s) 8.JL s- 9. 1 G(s) G(s)H(s) 3.A 10. 系统自身结构与参数 外输入 80 11. ，一 1 I .Jf "2 )τ 12. 输出量的拉氏变换 输入量的拉氏变换 13. 开环控制 复合控制 14. -3 ，一 ，一 0.25 15.2 2 16. 积分 2016

四、(15分)】 17.解由闭环极点的分布，可知 (5wn=1 wn√1-E=1 联立求解得 2 (7分) (wa=√2 系统闭环传递函数为 w品 2 9(s）=,72+26an5+2-2+2s+2 (8分) 五、(15分) 18.解(1)由结构图写出闭环系统传递函数 K 1 p(s)= K K2 14KK:s+KK2 (4分) 5 R,+1 则，系统的时间参数为T一K1K 1 (4分) (2)取5%的误差带，可令调节时间.=4T=K1K2 4 =0.2,得：K1K2=20 (7分) 六、(15分)】 19.解：(1)D(s)=s5+2s+2s3+4s2+11s+10=0 Routh: 5 1 2 11 s 2 4 10 s3 6 s2 4e-12/e 10 s 6 10 (10分) 第一列元素变号两次，有2个正根，不稳定。 (5分) 81

四、(1 分} 17. 解由闭环极点的分布，可知 (7 分) (s) 月二二平Zfπ (8 分) 五、 (15 分) 18. 解(1)由结构图写出闭环系统传递函数 Kl 1 Kl Kz (s) →云工=汗EY--一一 (4 分) 1+ 一一一 1 1\. 2 +1 s K1Kz 则，系统的时间参数为 T=-l (4 分) K1Kz 4 (2) 5% 的误差带，可令调节时间 =4T= K1Kz =0.2 ，得 :K1Kz =20 (7 分) 六、(1 分} 19. (1 )Ð(s) =S5 +2S4 +2S 3 +4s 11s+10=0 Routh: S5 l 2 11 S4 2 4 10 53 ε 6 S2 4ε-12/ε 10 Sl 6 SO 10 第一列元素变号两次，有 个正根，不稳定。 (1 分) (5 分〉 81