韶关学院《控制工程基础与信号处理》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《控制工程基础与信号处理》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个电气控制系统中，使用了一个电压互感器来测量高电压。电压互感器的变比为10000:100，测量仪表显示的电压为90V，实际电压是多少？（）A.9000VB.900VC.90000VD.900000V2、在一个集成运放构成的方波发生电路中，若要改变方波的占空比，可以通过调整：（）A.电容的充电和放电电阻B.运放的电源电压C.输入电压D.反馈电阻3、某电气控制系统中，有一个由多个电阻串联组成的分压电路。其中一个电阻开路，会对输出电压产生什么影响？（）A.输出电压升高B.输出电压降低C.输出电压不变D.输出电压为零4、一个边长为L的正方形线圈，通有电流I，放在均匀磁场B中。若线圈平面与磁场方向平行，线圈所受的磁力矩大小为：（）A.0B.BIL^2C.2BIL^2D.√2BIL^25、在一个由多个逻辑门组成的数字电路中，已知输入信号A、B、C的值分别为1、0、1，若该电路实现的逻辑功能为当A和C中有一个为1且B为0时输出为1，否则输出为0。以下哪种逻辑门组合可以实现该功能？（）A.与门和或门B.或门和非门C.与非门和或门D.与门和非门6、某电气控制系统用于控制一台起重机的升降和行走。起重机的升降电机采用了绕线式异步电动机，通过外接电阻进行调速。当外接电阻增大时，电机的转速会如何变化？（）A.升高B.降低C.不变D.先升高后降低7、在一个由或非门和与非门组成的数字电路中，已知输入信号A=1，B=0，C=1时，输出为0。若将输入信号A改为0，B改为1，C改为0，那么此时的输出最有可能是（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对8、在一个无线通信设备中，需要对信号进行放大和处理。以下哪种电子元件通常被用于信号放大？（）A.电阻B.电容C.电感D.晶体管9、在一个电气控制系统的设计中，需要选择合适的电源。电源的类型包括交流电源和直流电源，它们各有优缺点。交流电源通常易于获取，但电压波动较大；直流电源稳定性好，但成本较高。以下关于电源选择的考虑因素，错误的是（）A.负载的特性和要求B.系统的成本预算C.电源的安装和维护难度D.电源的外观和尺寸10、在一个集成运放构成的压控电流源电路中，输出电流的大小主要取决于：（）A.输入电压B.反馈电阻C.运放的增益D.负载电阻11、在一个差分放大电路中，两输入端的信号分别为ui1=8mV，ui2=4mV，差模增益Ad=80，共模抑制比KCMR=800。请问输出电压uo约为多少？（）A.320mVB.360mVC.400mVD.440mV12、一个共集电极放大电路，输入电阻约为2kΩ，输出电阻约为200Ω，电压增益约为0.98。若输入信号源内阻为1kΩ，负载电阻为2kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（）A.0.49B.0.96C.0.98D.0.9913、某电力系统发生故障，短路电流的周期分量在经过一定时间后逐渐衰减为零，而短路电流的非周期分量则按指数规律衰减。下列关于短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的描述，正确的是（）A.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻B.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗C.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗D.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻14、一个正弦波振荡器由集成运放、电阻和电容组成，若要产生频率为2kHz的正弦波，电容值为0.01μF，那么反馈电阻的值大约应为多少？（）A.79.6kΩB.159.2kΩC.318.4kΩD.636.8kΩ15、某电气控制系统用于控制一个印刷机的运行，印刷机的速度由调速电机控制。在印刷过程中，速度出现波动，且波动频率较高。可能的原因是？（）A.调速电机故障B.电源电压不稳定C.控制系统的反馈环节故障D.以上都有可能16、在一个电气设备的调速系统中，采用了闭环控制。闭环控制通过反馈实际输出值与设定值进行比较，从而调整控制量，使输出值更接近设定值。与开环控制相比，闭环控制具有更高的控制精度和稳定性，但也存在一些问题。以下关于闭环控制的描述，错误的是（）A.系统结构复杂，成本较高B.对反馈环节的精度要求高C.可能会出现系统振荡D.适用于对控制精度要求不高的场合17、有一个半径为R的导体球，带有电荷量Q，其周围充满了相对介电常数为εr的均匀介质。则球外一点距离球心为r（r>R）处的电势为：（）A.Q/(4πεr)B.Q/(4πεrεr)C.Q/(4πε0r)D.Q/(4πε0rεr)18、在一个电气控制系统中，需要对一台三相异步电动机进行正反转控制，采用接触器联锁的方式。若要实现电机从正转切换到反转，必须先按下停止按钮，待电机完全停止后再按下反转启动按钮。以下关于这种控制方式的描述，正确的是（）A.提高了系统的可靠性B.降低了操作的复杂性C.增加了系统的响应速度D.减少了接触器的使用数量19、某电气控制系统中，有一个由运算放大器组成的比较器电路。当输入信号超过设定阈值时，输出电平发生翻转。若运算放大器的供电电压不稳定，会对比较结果产生什么影响？（）A.比较结果提前翻转B.比较结果延迟翻转C.比较结果不变D.比较结果错误20、在一个数字电路设计项目中，需要选择合适的逻辑门。以下哪种逻辑门的输出只取决于当前的输入？（）A.组合逻辑门B.时序逻辑门C.与门D.或门21、在一个工业生产线上的电气控制系统中，有一个PLC控制的输送装置。PLC的输入信号包括各种传感器的检测信号，输出信号控制电机的启停和速度。如果其中一个传感器出现故障，导致输入信号错误，而PLC程序没有相应的错误处理机制，那么系统可能会出现什么情况？（）A.停止运行B.继续正常运行C.运行速度改变D.出现不可预测的动作22、数字电路中的数据选择器可以根据多个控制信号选择不同的输入数据。对于一个16选1数据选择器，需要几个控制信号？（）A.1个B.2个C.3个D.4个23、对于一个由三极管构成的射极输出器，已知三极管的β=100，集电极电阻RC=3kΩ，电源电压VCC=20V，发射极电阻RE=3kΩ。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的输出电阻约为多少？（）A.30ΩB.50ΩC.75ΩD.100Ω24、考虑一个用于实现加法运算的数字电路，输入为两个4位二进制数。当输入分别为0101和1010时，电路输出为1111。若输入变为1001和0110，那么电路的输出最有可能是（）A.1111B.1011C.1110D.100025、一个电气控制系统中，有一台直流电动机，其电枢电阻为1Ω，电枢电压为220V，电枢电流为20A。若忽略电枢电感，计算电动机的电磁转矩是多少？（）A.200N·mB.400N·mC.600N·mD.800N·m26、某电气控制系统用于控制电梯的运行，电梯的上升和下降由电动机通过曳引轮和钢丝绳实现。若电动机的制动装置出现故障，无法正常制动，在电梯满载上升时突然断电，会发生什么危险情况？（）A.电梯缓慢下降B.电梯急速下降C.电梯停在原处D.电梯上升到顶部27、在一个数字电路中，使用555定时器构成一个多谐振荡器，若外接电阻和电容的值分别为10kΩ和0.1μF，那么其输出信号的频率大约是多少？（）A.1.4kHzB.14kHzC.140kHzD.1.4MHz28、某电气控制系统中，有一个由接触器、继电器和行程开关组成的自动往复运动控制电路。当行程开关损坏，无法正常动作时，设备会出现什么情况？（）A.停止运动B.单向运动C.持续往复运动D.运动速度加快29、某集成运放的开环增益为100dB，共模抑制比为80dB。若输入一个共模电压为1V的信号，差模电压为10mV的信号，请问输出电压约为多少？（）A.1VB.10VC.100VD.1000V30、在电力市场中，电价是影响电力供需平衡的重要因素。峰谷电价是一种根据负荷曲线制定的差别电价政策。下列关于峰谷电价作用的描述，错误的是（）A.引导用户合理安排用电时间，削峰填谷B.提高电力系统的设备利用率C.增加电力企业的销售收入D.降低电力系统的运行成本二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）1、在电子电路的电源设计中，以下哪些因素需要考虑？（）A.输出电压稳定性B.输出电流能力C.效率D.纹波电压2、在电力电子技术中，以下哪些器件常用于功率变换？（）A.晶闸管B.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）C.功率场效应管（MOSFET）D.二极管3、电力系统中的一次设备包括（）A.发电机B.变压器C.断路器D.电流互感器4、在模拟乘法器的性能优化中，以下哪些方面可以改进？（）A.提高输入动态范围B.降低非线性失真C.增加工作频率范围D.减小温度漂移5、对于数字系统中的传感器接口电路，以下哪些功能是常见的？（）A.信号放大B.信号滤波C.模数转换D.数据缓存6、对于电动力学中的超导现象，以下描述恰当的有（）A.电阻为零B.内部磁场为零C.存在临界温度和临界磁场D.电流密度无限大7、交流调速系统中，矢量控制的基本思想是什么？A.等效直流电机控制B.坐标变换C.磁场定向D.转矩直接控制8、对于电动力学中的滞后势，以下特点描述准确的有（）A.考虑了电磁作用的推迟效应B.与源的过去状态有关C.可以用于计算时变场D.只适用于稳恒场9、在数字电子技术中，以下哪些属于常见的逻辑门？（）A.与门B.或门C.非门D.与非门10、在电力电子设备的散热设计中，以下哪些因素需要考虑？（）A.设备的功率损耗B.散热方式和材料C.环境温度和通风条件D.设备的尺寸和重量三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析图中所示的异步时序电路，确定其状态转换图。2、（本题5分）推导磁偶极辐射的电磁场表达式。3、（本题5分）化简逻辑函数F(A,B,C,D)=Σm(0,4,5,6,9,10,13,14)，并用与非-与非表达式表示。4、（本题5分）分析计数器在数字系统中的应用，如分频、定时和计数。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某电力系统的接地故障检测和定位面临挑战。请分