1116机电控制工程基础-国家开放大学2020年1月至2020年7月期末考试试题及答案（202001-202007共2套）

1、试卷代号：1116 座位号口口国家开放大学2 0 1 9年秋季学期期末统一考试机电控制工程基础试题（半开卷） 2020年1月一、选择题（每小题4分，共32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3PI校正为( )校正。 A滞后 B超前 C. 滞后超前 D超前滞后4-系统的传递函数G(s)=5s2s+1(s+4)，其系统的增益和型次为()。 A5，2 B5/4，2

2、 C5，4 D5/4，45某系统的传递函数是G(s) =12s+1e-s，则该系统可看成由( )环节串联而成。 A比例、延时 B惯性、超前 C. 惯性、延时 D惯性、比例6对于单位负反馈系统，其开环传递函数为G(s)，则闭环传递函数为( )。 A10G(s)1+G(s) B2G(s)1-G(s) cG(s)1-G(s) DG(s)1+G(s)7某单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=2s2s+2，则此系统在单位阶跃函数输入下的稳态误差为( )。 A0 B1 Cs D1s8频率特性是线性系统在( )输入作用下的稳态响应。 A三角信号 B正弦信号 C. 脉冲信号 D阶跃信号二、判断题（每小题3分

3、，共30分） 9叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。( ) 10劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。( ) 11微分环节传递函数为5s，则它的幅频特性的数学表达式是5，相频特性的数学表达式是-90。( ) 12线性定常连续时间系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均位于复平面的左半平面。( ) 13某系统的微分方程为主导dc(t)dt+c(t)=r(t)，其中c(t)为输出，r(t)为输入。则该系统的闭环传递函数(s)=1s+1。( ) 14某二阶系统的特征根为两个具有负实部的共轭复根，则该系统的单位阶跃响应曲线表现为等幅振荡。( ) 15线性系统的传递函数完全由系统的结构和参

4、数决定。( ) 160型系统（其开环增益为K）在单位阶跃输入下，系统的稳态误差为11+K。( ) 17. 2e-1的拉氏变换为12s+1。( )18单位脉冲函数的拉氏变换为1s2。( )三、综合题（共38分）19(15分)已知系统闭环传递函数为： (s)=10.25s2+0.707s+1求系统的、n。及性能指标%、ts(5%)。20(10分)某系统结构图如图所示，试根据频率特性的物理意义，写出系统闭环传递函数及相应的频率特性表达式。21(13分)已知系统的特征方程如下，试判别系统的稳定性。D(s) =s5十2s4 +S3 +3s2 +4s+5=0试卷代号：1116机电控制工程基础试题答案及评分

5、标准（半开卷）2020年1月一、选择题（每小题4分，共32分） 1.B 2.A 3.A 4.B 5.C 6.D 7.A 8.B二、判断题（每小题3分，共30分） 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.三、综合题（38分）19.(15分)已知系统闭环传递函数为：S=10.25S2+0.707S+1 求系统的、n。及性能指标叮%、tSc (5%)。 解：=0. 707 （3分） n=2 （4分） % = 4.3% （4分） tS(5%)=2.1(s) （4分）20.（10分）某系统结构图如图所示，试根据频率特性的物理意义，写出系统闭环传递函数及相应的频率特性表

6、达式。解：阁环悖递函数S=C(s)R(s)=1s+2 （4分） 频率特性表达式为j=1j+2 （3分） 幅频特性A()=14+2，相频特性=-arctan2 （3分）21.（13分）系统的特征方程为S5+2S4+S3+3S2+4S+5=0 试判断系统的稳定性。 解：计算劳斯表中各元素的数值，并排列成下表 S5 1 1 4 S4 2 3 5 S3 -1 3 0 S2 9 5 0 (5分) S1 32 s0 5 由上表可以看出，第一列各数值的符号改变了两次，由+2变成-1，又由-1改变成+9。因此该系统有两个正实部的根，系统是不稳定的。 （8分）试卷代号：1116国家开放大学2 0 2 0年春季学

7、期期末统一考试机电控制工程基础 试题 2020年7月一、单项选择题（每小题4分，共32分）1系统的稳定性取决于( )。 A系统干扰的类型 B系统干扰点的位置 C系统闭环极点的分布 D系统的输入2已知线性系统的输入x(t)，输出y(t)，传递函数G(s)，则正确的关系是( )。 Ayt=x(t)L-1G(s) BYs=G(s)X(s) CXs=Y(s)G(s) DYs=G(s)/X(s)3 PI校正为( )校正。 A滞后 B超前 C滞后超前 D超前滞4系统的传递函数Gs=5s2(s+1)(s+4)其系统的增益和型次为( )。 A5，2 B5/4，2 C5，4 D5/4，4 5某系统的传递函数是G

8、s=12s+1e-s，则该系统可看成由( )环节串联而成。 A比例、延时 B惯性、超前 C惯性、延时 D惯性、比例 6函数f(t) =2t的拉氏变换为( )。 A 2s2 B2s C2s+1 D2s3 7单位负反馈结构的系统，其开环传递函数为Ks(s+2)，根轨迹分支数为( )。 A1 B2 C3 D4 8惯性环节的对数幅频特性的高频淅近线斜率为( )。 A-80dB/dec B-60dB/dec C-40dB/dec D-20dB/dec二、判断题（每小题3分，共30分） 9将被控量的全部或部分反馈回系统的输入端，参与系统的控制，这种控制方式称为反馈控制或闭环控制。( ) 10单位阶跃函数的

9、拉普拉斯变换结果是1。( ) 11两个二阶系统具有相同的超调量，这两个系统也会具有不同的阻尼比。( ) 12一阶系统的时间常数越小，系统的响应速度越快。( ) 13叠加性和齐次性是鉴别系统是否为线性系统的根据。( ) 14劳斯稳定判据能判断线性定常系统的稳定性。( ) 15系统的传递函数为Gs=5（s-1）s(s+2)，则该系统零点为1，极点为0，-2( ) 16在经典控制理论中常用的控制系统数学模型有微分方程、传递函数、频率特性等。 ( ) 17频率响应是线性系统在正弦输入下的稳态响应。( ) 18控制系统的三个基本要求是稳定、准确及快速。( )三、综合题（38分） 19（15分）设单位负反

10、馈系统的开环传递函数为Gk=25s(s+6)，求(1)系统的阻尼比和无阻尼自然频率n。；(2)系统在单位阶跃函数输入下的超调量%及调整时间ts（取5%的误差带）。20（10分）系统的特征方程为s5+2s4+s3+3s2+4s+5=0试用劳斯判据判断系统的稳定性。21(13分)已知单位负反馈系统的开环传递函数如下Gs=200(0.2s+1)(0.1s+1)求：(1)试确定系统的型别和开环增益；(2)试求输入为r(t) =l+10t时，系统的稳态误差。试卷代号：1116国家开放大学2 0 2 0年春季学期期末统一考试机电控制工程基础 试题答案及评分标准（供参考） 2020年7月一、单项选择题（每小

11、题4分，共32分） 1C 2B 3A 4B 5C 6A 7B 8D二、判断题（每小题3分，共30分） 9 10. 11 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.三、综合题（38分） 19（15分）设单位负反馈系统的开环传递函数为Gks=25s(s+6)，求 (1)系统的阻尼比和无阻尼自然频率n (2)系统在单位阶跃函数输入下的超调量%及调整时间ts（取5%的误差带）。 解：(1)系统闭环传递函数为 GB s=25s(s+6)+125s(s+6)=25ss+6+25=25s2+6s+25 （5分） 与标准形式对比，可知 2n=6，n2=25 故n=5，=0.6 （5分） (2)%=e-1-2100%=e-0.61-0.62100%=9. 5% ts=3n=1 （5分） 20.（10分）系统的特征方程为 s2+2s4+S3+3s2+4s十5=0 试用劳斯判据判断系统的稳定性。 解：计算劳斯表中各元素的数值，并排列成下表 s5 1 1 4 s4 2 3 5 s3 -1 3 0 s2 950 （5分） s1 32 s0 5 由上表可以看出，第一列各数值的符号改变了两次，由+2变成-1，又由-1改变成+9。因此该系统有两个正实部的根，系统是不稳定的。 （5分） 21（13分）已知单位负反馈系统的开环传递函数如下 Gs=20