试卷代号：1116 座位号口 国家开放大学（中央广播电视大学）2016年春季学期“开放本科”期末考试 机电控制工程基础试题（半开卷）】 2016年7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 1.一阶系统的传递函数为5，十则其时间常数为( )。 A.0.5 B.5 C.2 D.1 2.已知线性系统的输人为单位阶跃函数，系统传递函数为G(s),则输出Y(s)的正确表达 式是()。 AY-1-] B.Y(s)=G(s) C.X(s)=Y(s)·G(s) D.Y(s)=s·G(s) 3.二阶系统的两个极点为位于5左半平面的共轭复根，则其在阶跃输人下的输出响应表 现为( )。 A.衰减振荡 B.单调上升并趋于稳态值 C.振荡发散 D.等辐振荡 424
试卷代号 :1116 座位号rn 国家开放大学(中央广播电视大学)2016 年春季学期"开放本科"期末考试 机电控制工程基础 试题(半开卷) 2016 E 一、单项选择题{每小题 分，共 15 分} 1.一阶系统的传递函数为 则其时间常数为( )。 5s+1 ' A. O. 5 B.5 C.2 D.1 2. 已知线性系统的输人为单位阶跃函数，系统传递函数为 G(s) 则输出 Y(s) 的正确表达 式是( )。 s)= 叫年] G(s) B. Y(s)= 一一一s C. X(s)=Y(s) • G(s) D. Y(s)=s • G(s) 3. 二阶系统的两个极点为位于 左半平面的共辄复根，则其在阶跃输入下的输出响应表 现为( )。 A. 衰减振荡 B. 单调上升并趋于稳态值 C. 振荡发散 D.等幅振荡 424
得 分 评卷人 二、判断题（共10分） 4.劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。（)(3分) 5.某二阶系统的特征根为两个共轭纯虚根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振 荡。()(3分) 6.一个线性定常系统是稳定的，则其闭环极点均位于s平面的左半平面。()(4分) 得 分 评卷人 三、填空题（每小题3分，共30分） 7.在零初始条件下， 之比称为线性系统（或元件）的传递函数。 8.三种基本的控制方式包括 和复合控制。 9.对于负反馈结构的系统，其前向通道传递函数为G(s),反馈通道的传递函数为H(s), 则系统的开环传递函数为 ,闭环传递函数为 10.系统的传递函数为 2(s+1) (s十3)，则该系统零点为 ,极点为 11,某环节的传递函数为，十3，此为一个 环节。 12.惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越 13.某环节的传递函数为25，则它的幅频特性的数学表达式是 ,相频特性的数学 表达式是 14.频率特性包括 特性和特性。 15.单位脉冲函数的拉氏变换为」 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。 425
|得分|评卷人| | 二、判断题{共 10 分) 4. 劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。( )(3 分) 5. 某二阶系统的特征根为两个共辄纯虚根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振 荡。( ) (3 分) 6. 一个线性定常系统是稳定的，则其闭环极点均位于 平面的左半平面。( )(4 分〉 三、填空题{每小题 分，共 30 分) 7. 在零初始条件下， 之比称为线性系统(或元件)的传递函数。 8. 三种基本的控制方式包括 和复合控制。 9. 对于负反馈结构的系统，其前向通道传递函数为 G(s) 反馈通道的传递函数为 H(s) , 则系统的开环传递函数为 ，闭环传递函数为 2(s 十1) 10. 系统的传递函数为-一一一则该系统零点为 ，极点为 s(s+3) , 1.某环节的传递函数为-L ，此为一个 环节。 s+3 一一一一一 12. 惯性环节的时间常数越小，系统的快速性越一一一一- 13. 某环节的传递函数为 2s 则它的幅频特性的数学表达式是 ，相频特性的数学 表达式是 14. 频率特性包括一一一一一特性和一一一一一特性。 15. 单位脉冲函数的拉氏变换为 16. 若一个动态环节的传递函数乘以叭，说明对该系统串联了一个一一一-环节。 425
得 分 评卷人 四、(15分) 17.典型的二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图1所示，试确定系统的闭环传递函数。 h(t) 0 0.1 图1 得分 评卷人 五、(15分) 18.某单位负反馈系统的开环传递函数为 K G(s)= s(s+1)(s+5) (1)要求该系统的闭环传递函数； (2)若要求闭环系统稳定，试确定K的取值范围。 得 分 评卷人 六、(15分) 16 19.已知单位负反馈系统开环传函为G(s)一：(g十2)计算系统的阻尼比、无阻尼自振 荡角频率仙.及超调量与调节时间t,(5%)。 426
|得分|评卷人| | 四、{1 分} 17. 典型的二阶系统的单位阶跃响应曲线如下图 所示，试确定系统的闭环传递函数。 t |得分|评卷人| | 五、 (15 分) 18. 某单位负反馈系统的开环传递函数为 + Fhu G cd (1)要求该系统的闭环传递函数; (2) 若要求闭环系统稳定，试确定 的取值范围。 六、(1 分} 19. 已知单位负反馈系统开环传函为 Gb =-11 5 (5 2) 一计算系统的阻尼比已无阻尼自振 , 荡角频率的及超调量与调节时间 (5%) 426
试卷代号：1116 国家开放大学（中央广播电视大学）2016年春季学期“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7月 一、单项选择题（每小题5分，共15分） 1.B 2.B 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.输出量的拉氏变换 输人量的拉氏变换 8.开环控制 闭环控制 G(s) 9.G(s)H(s) 1+G(s)H(s) 10.-1 0,-3 11.惯性 12.好 13.2w 90° 14.幅频 相频 15.1 16.积分 四、(15分) 17.解由系统阶跃响应曲线有 h(∞)=3 tp=0.1 a%=(4一3)/3=33.3% 427
试卷代号 :1116 国家开放大学(中央广播电视大学 )2016 年春季学期"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} 1. B 2. B 3.A 二、判断题{共 10 分) 4. .J (3 分) 5. .J (3 分) 6. .J (4 分) 三、填空题{每小题 分，共 30 分} 7. 输出量的拉氏变换 输人量的拉氏变换 8. 开环控制 闭环控制 9. G(s)H(s) 10. -1 ，一 1.惯性 12. 13.2ω90 14. 幅频 相频 15.1 16. 积分 四、(1 分} G(s) G(s)H(s) 17. 解由系统阶跃响应曲线有 (h )=3 ~tp=O.l Lσ%=(4 3)/3=33.3% 2016 427
to= π一=0.1 =0.33 由 √1-w 联立求解得 (10分) wn=33.28 g%=e制-=33.3% 则系统闭环传递函数为 w员 1107.5 p(s)=,2+26w.3+w8-g2+21.96s+1107.5 (5分) 五、(15分)】 18.(1)闭环传递函数为 C(s) K K R(5)5(5+1)(5+5)+Kg3+6s2+55+K (7分) (2)应用劳斯稳定判据得， 0<K<30 (8分) 六、(15分) 16 19.系统闭环传递函数为：+2s十16，和标准传递函数相比较得： ￡=0.25 (3分) @n-4 (4分) g%=e-e×100% (4分) t,(5%)=3(s) (4分) 428
lπ | 一斤=万 =0. 1 (~=O. 33 由斗 .1 1;的 联立求解得 ω=33.28 lσ %=e-e"/ ./l T=33.3%wv (1 分) 则系统闭环传递函数为 ω1 cp(s) 一一一一」 S2 +2Çw ωi 1107.5 s2+21.96s+1107.5 (5 分) 五、(1 分) 18. (1)闭环传递函数为 C(s) K R(s) s(s+1) (s+5)+K K S3 +6s 2 +5s (7 分) (2) 应用劳斯稳定判据得， 0<K<30 (8 分) 六、(1 分} 16 19. 系统闭环传递函数为 :s2+2s+16' 和标准传递函数相比较得 e=0.25 (3 分) ω.=4 (4 分) %C =-qa × nu nu % (4 分) (4 分) 428