試卷代號：1116國家開放大學2022年春季學期期末統一考試機電控制工程基礎試題2022年7月一、單項選擇題（每小題4分，共32分）1.系統的穩定性取決于(C)。 A.系統干擾的類型 B.系統干擾點的位置 C.系統閉環極點的分布 D.系統的輸入2.已知線性系統的輸入x(t)，輸出y(t)，傳遞函數G(s)，則正確的關系是(B)。 A.y(t)=x(t)·L-1[G(s)] B.y(s)=G(s)·X(s) C.X(s)=Y(s)·G(s) D.Y(s)=G(s)／X(s)3.PID調節中的“P”指的是(D)。 A.微分調節 B.積分調節 C.非線性調節 D.比例調節4.系統的傳遞函數G(s)=5s2(s+1)(s+4) A.5,2 B.5/4，2 C.5，4 D.5/4,45.某系統的傳遞函數是G(s)=12s+1e?τs A.比例、延時 B.慣性、超前 C.慣性、延時 D.慣性、比例6.一階系統的傳遞函數為G(s)=102s+1，其時間常數為(B A.2 B.0.5 C.10 D.0.17.某單位負反饋系統的開環傳遞函數為G(s)=2s2 A.O B.1 C.s D.1/s8.慣性環節的對數幅頻特性的高頻漸近線斜率為(D)。 A.-80dB/dec_ B.-60dB/dec_ C.-40dB/dec_ D.-20dB/dec_二、判斷（每小題3分，共30分） 9.線性定常系統的傳遞函數，是在零初始條件下，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。(√) 10.單位階躍函數的拉普拉斯變換結果是1。(×) 11.衡量二階系統動態性能優劣的兩個重要指標是超調量和調節時間。(√) 12.線性系統的穩態誤差取決于系統自身結構、參數以及外輸入。(√) 13.疊加性和齊次性是鑒別系統是否為線性系統的根據。(√) 14.勞斯穩定判據能判斷線性定常系統的穩定性。(×) 15.系統的傳遞函數為G(s)=5(s+1)s(s+2)，則該系統零點為0，極點為1 16.在經典控制理論中常用的控制系統數學模型有微分方程、傳遞函數、頻率特性等。(√) 17.頻率響應是線性系統在單位脈沖信號輸入下的穩態響應。(×)18.控制系統的三個基本要求是穩定、準確及快速。(√)三、綜合題（38分） 19.（15分）有一系統傳遞函數?(s)=Kks2+s+解：系統的閉環傳遞函數為?s=Kk與二階系統標準形式的傳遞函數?對比得：固有頻率ω(1)阻尼比由2ξωn(2)超調量δ(3)調整時間t 20.(13分)已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下G(s)=200 求：(1)試確定系統的型別和開環增益； (2)試求輸人為r(t)=1+lOt時，系統的穩態誤差。解：(1)該傳遞函數已經為標準形式，可見，系統型別為0，這是一個0型系統。開環增益K=200。(2)討論輸入信號rt=1+穩態誤差e21.(10分)已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下G(s)=K 求： (1)寫出系統的閉環傳遞函數。 (2)確定系統的閉環特征方程并確定使得閉環系統穩定的K的取值范圍。21.(10分）已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下GK求：(1)寫出系統的閉環傳遞函數。(2)確定系統的閉環特征方程并確定使得閉環系統穩定的K的取值范圍。解：(1)閉環傳遞函數為?s=K(2)閉環特征方程為：S若閉環系統穩定，應滿足K>0試卷代號：1116機電控制工程基礎試題（半開卷）2018年1月一、單項選擇題（共15分，每小題3分）1．反饋控制系統又稱為(A)。A.閉環控制系統B．開環控制系統C．按擾動補償的復合控制系統D．按給定補償的復合控制系統2．如果典型二階系統的單位階躍響應為衰減振蕩，則系統的阻尼比ξ(B)。A．ξ=B.1>ξ>oC．ξ≥1D．ξ<03．反映線性系統的穩態輸出和輸入的相位差隨頻率變化的關系是(D)。A.幅頻特性B．傳遞函數C．微分方程D．相頻特性4．在系統開環對數幅頻特性圖中，反映系統動態性能的是(B)。A.低頻段B．中頻段C高頻段D．無法反映5．開環傳遞函數為則實軸上的根軌跡區間為(C)。A．[-2，O]B．（一∞，O]C．（-∞，-2]D．[0，+∞）二、判斷題（共10分6.的轉折頻率為2(X)。7．二階系統在單位階躍函數作用下，當阻尼ξ∈>O時系統輸出為等幅振蕩(X)。8．線性定常系統的傳遞函數是零初始條件下輸出與輸入信號之比(X)。三、填空題（共30分，每空2分）9．閉環系統的傳遞函數為，則閉環特征方程式為S2+2s+1=010．某單位負反饋系統的開環傳遞函數為，則此系統為I型型系統，它在單位階躍函數輸入下的穩態誤差為__0_。線性定常連續時間系統穩定的充分必要條件是閉環特征方程的根均位于復平面的左半平面12．某系統的微分方程為其中c(t)為輸出，，(t)為輸入。則該系統的閉環傳遞函數φ(s)1s+1，單位階躍輸入下系統超調量為_0，調節時間為_4_(取2%的誤差帶t=4T)。13.傳遞函數分母多項式的根稱為系統的極點，分子多項式的根稱為系統的零點14.比例環節的傳遞函數為G(s)=K。15.在頻域中，通常用幅值裕量和相位裕量兩個量來表示系統的相對穩定性。16.PID調節中的“I”指的是_積分_控制器。17．單位斜坡函數的拉氏變換為1s218.系統開環對數幅頻特性的低頻段反映系統的穩態性能。四、（10分）19.設系統的結構圖如圖1所示，試求系統的閉環傳遞函數。五、（25分）20.已知單位負反饋系統的開環傳遞函數如下解答：(1)該傳遞函數已經為標準形式，可見，系統型別為0，這是一個0型系統。開環增益K=20。(10分)(2)討論輸入信號，r(t)=2+5t，即A=2，B=5（5分）穩態誤差+∞=∞（10分）六、（10分）21.單位負反饋系統的開環傳遞函數為，要求系統穩定，試確定參數K的取值范圍。解：系統特征方程為：使系統穩定的增益范圍為：O<K<120。（3務）試卷代號：1116機電控制工程基礎試題（半開卷）2018年7月一、單項選擇題（共15分，每小題3分）1．關于系統的傳遞函數，下述說法正確的是(C)。A．與輸入信號有關B．與輸出信號有關C．完全由系統的結構和參數決定D．和系統的結構和參數及輸入信號有關2．比例環節的相頻特性幣(∞)為(C)。A．90°B．-90°C．0°D．-180°3．一階系統的階躍響應特征為(D)。A.當時間常數T較大時有振蕩B．當時間常數T較小時有振蕩C．有振蕩D．無振蕩4．某二階系統阻尼比為0.2，則系統階躍響應為(C)。A.發散振蕩B．單調衰減C．衰減振蕩D．等幅振蕩5．令線性定常系統傳遞函數的分母多項式為零，則可得到系統的(B)。A.代數方程B．特征方程C．差分方程D．狀態方程二、判斷題（10分）6．o型系統（其開環增益為K）在單位階躍輸入下，系統的穩態誤差為10000K(錯7．一階系統的傳遞函數為Gs=58．線性系統穩定的充分必要條件是：系統特征方程的根（系統閉環傳遞函數的極點）全部具有負實部，也就是所有閉環傳遞函數的極點都位于s平面的左側(對)。三、填空題（共30分，每空2分）9．用頻蜮法分析控制系統時，最常用的典型輸入信號是正弦函數。10．穩定性、快速性和準確性是對自動控制系統性能的基本要求。11．反饋控制系統是根據輸入量和反饋量的偏差進行調節的控制系統。12.決定二階系統動態性能的兩個重要參數是阻尼比和無阻尼自振蕩角頻率（或ξωn13.線性定常系統的傳遞函數，是在零初始條件下，系統輸出信號的拉氏變換與輸入信號的拉氏變換的比。14.分析穩態誤差時，將系統分為0型系統、I型系統、II型系統…，這是按開環傳遞函數的積分環節數來分類的。15.單位反饋系統的開環傳遞函數為Gs30，-2，根軌跡的起點包括-3[-20]，在實軸上的根軌跡區間有[一16．二階系統的阻尼比ξ為零時，響應曲線為等幅振蕩。17．設系統的頻率特性為Gjω=P(ω)+jQ(ω)，則P(18.開環傳遞函數為G(s)的單位負反饋系統，其閉環特征方程為1+G(s)=0四、（10分）19.設系統的結構圖如圖1所示，試求系統的閉環傳遞函數φ解答：閉環傳遞函φs五、（25分）20.系統結構圖如圖2所示，試求(1)系統的閉環傳遞函數。(2)系統的阻尼比及無阻尼自振蕩角頻率。(3)計算系統的動態性能指標中的超調量σ%（寫出表達式即可）和調節時間tS(4)當輸入為r(t)=1時，系統的穩態誤差。解答：(1)閉環傳遞函數為φs(2)無阻尼自振蕩角頻率ωn=4，阻尼比(3)σts(4)這是一個Ⅰ型系統。穩態誤差ess六、（10分）21．解答：該系統開環增益K=30;有一個積分環節，低頻漸近線通過(1，20lg30)這點，斜率為-20dB/dec；右一個慣性環節，對應轉折頻率ω1系統對數幅頻特性漸近特性曲線如下所示。試卷代號：1116國家開放大學2019年春季學期期末統一考試機電控制工程基礎試題（半開卷）2019年7月一、選擇題（每小題4分，共32分）1.一階系統的傳遞函數為15s+1 A.0.5 B.5 C.2 D.12.已知線性系統的輸入為單位階躍函數，系統傳遞函數為G(s)，則輸出Y(s)的正確表達式是(B)。 A.y(t)=L-1G(s)2s B.Y(s)= C.X(s)=Y(s)·G(s) D.Y(s)=s·G(s)3.二階系統的兩個極點為位于s左半平面的共軛復根，則其在階躍輸入下的輸出響應表現為(A)。 A.衰減振蕩 B.單調上升并趨于穩態值 C.振蕩發散 D.等幅振蕩4.某二階系統的特征根為兩個純虛根，則該系統的單位階躍響應為(B)。 A.單調上升 B.等幅振蕩 C.衰減振蕩 D.振蕩發散5.傳遞函數G(s)一三表示(B)環節。 A.微分 B.積分 C.比例 D.滯后6.慣性環節的對數幅頻特性的高頻漸近線斜率為(A)。 A.-20dB/dec B.20dB/dec C.-40dB/dec D.40dB/dec7.在單位階躍輸入下，I型系統的給定穩態誤差為(A)。 A.O B.1 C.s D.1/s8.某系統的傳遞函數是G(s)一2se-rs，則該系統可看成由(D)環節串聯而成。 A.積分、延時 B.微分、延時 C.微分、積分 D.慣性、延時二、判斷題（每小題3分，共30分） 9.將被控量的全部或部分反饋回系統的輸入端，參與系統的控制，這種控制方式稱為反饋控制或閉環控制。(√) 10.單位階躍函數的拉普拉斯變換結果是1。(×) 11.對于負反饋結構的系統，其前向通道傳遞函數為G(s)，反饋通道的傳遞函數為H(s)，則系統的開環傳遞函數為G(s)H(s)，閉環傳遞函數為G（s） 12.兩個二階系統具有相同的超調量，這兩個系統也會具有不同的阻尼比。(×) 13.-階系統的時間常數越小，系統的響應速度越快。(√) 14.疊加性和齊次性是鑒別系統是否為線性系統的根據。(√) 15.傳遞函數分母多項式的根稱為系統的極點，分子多項式的根稱為系統的零點。(√) 16.比例環節的傳遞函數為G(s)=K。(√) 17.系統的傳遞函數為G(s)=5(S?1)S(S+2)，則該系統零點為1，極點為；0，- 18.在經典控制理論中常用的控制系統數學模型有微分方程、傳遞函數、頻率特性等。(√)三、綜合題（共38分） 19.（13分）典型的二階系統的單位階躍響應曲線如圖1所示，試確定系統的