2026年工程硕士考试电气信息学应用技能题库

2026年工程硕士考试电气信息学应用技能题库一、单选题（共10题，每题2分）1.题干：在电力系统中，为了提高功率因数，通常采用以下哪种方法？A.并联电容器B.串联电容器C.改变负载的功率因数角D.增加电源的电压答案：A解析：提高功率因数的方法通常是在负载端并联电容器，以补偿感性负载的无功功率，从而减少线路电流。串联电容器适用于改善电压波形，但会导致功率因数降低；改变负载的功率因数角需要调整负载特性；增加电源电压并不能直接提高功率因数。2.题干：在PLC控制系统中，以下哪种指令用于实现两个输入信号与的关系？A.OR指令B.AND指令C.XOR指令D.NOT指令答案：B解析：AND指令用于实现逻辑与运算，即只有当两个输入信号同时为“1”时，输出才为“1”。OR指令实现或运算，XOR指令实现异或运算，NOT指令实现非运算。3.题干：在电机控制中，变频器（VFD）的主要作用是什么？A.提高电机效率B.减少电机温升C.调节电机转速D.延长电机寿命答案：C解析：变频器通过改变供电频率来调节电机的转速，广泛应用于工业自动化领域。虽然变频器也能间接提高电机效率、减少温升和延长寿命，但其核心功能是调速。4.题干：在单片机系统中，以下哪种中断优先级最高？A.定时器中断B.串口中断C.外部中断0D.串口中断和外部中断0的优先级相同答案：C解析：在许多单片机（如8051系列）中，外部中断0的优先级最高，其次是定时器中断，最后是串口中断。部分单片机允许用户重新配置中断优先级。5.题干：在数字信号处理中，以下哪种滤波器适用于消除高频噪声？A.低通滤波器B.高通滤波器C.带通滤波器D.带阻滤波器答案：A解析：低通滤波器允许低频信号通过，抑制高频信号，因此适用于消除高频噪声。高通滤波器相反，带通和带阻滤波器分别用于选择特定频率范围的信号。6.题干：在电力电子电路中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）的主要优势是什么？A.高输入阻抗B.高开关频率C.高电压和电流承受能力D.低导通损耗答案：C解析：IGBT结合了MOSFET和BJT的优点，具有高电压、大电流承受能力，适用于中高功率场合。MOSFET输入阻抗高，BJT电流增益高，IGBT则兼顾两者。7.题干：在机器人控制中，以下哪种传感器用于检测物体的距离？A.温度传感器B.光电传感器C.超声波传感器D.红外传感器答案：C解析：超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离，精度较高，适用于机器人避障等应用。光电传感器用于检测光线变化，温度传感器用于测量温度，红外传感器用于检测热源或人体。8.题干：在电力系统中，继电保护装置的主要作用是什么？A.提高系统稳定性B.自动调节电压C.快速切除故障线路D.增加系统功率答案：C解析：继电保护装置通过检测故障信号（如电流、电压异常）并快速断开故障线路，防止事故扩大，保障系统安全。其他选项并非其核心功能。9.题干：在通信系统中，以下哪种编码方式抗干扰能力最强？A.AM（调幅）B.FM（调频）C.PSK（相移键控）D.FSK（频移键控）答案：B解析：FM信号频率随调制信号变化，抗干扰能力强，适用于噪声环境。AM信号易受噪声影响，PSK和FSK虽然抗干扰能力较好，但FM在强干扰下表现更优。10.题干：在电机控制中，以下哪种方法用于提高电机的启动转矩？A.减小电源电压B.增加电源电压C.改变电机接线方式（如从三角形改为星形）D.使用变频器调节答案：B解析：增加电源电压可以提高电机的启动转矩，但需注意电机额定电压限制。减小电压会降低转矩，改变接线方式（如三角形改为星形）会降低转矩，变频器可通过软启动提高转矩，但核心仍是电压调节。二、多选题（共5题，每题3分）1.题干：在PLC控制系统中，以下哪些指令属于逻辑运算指令？A.AND指令B.OR指令C.NOT指令D.MOV指令（数据传送）E.JMP指令（跳转）答案：A,B,C解析：逻辑运算指令包括AND（与）、OR（或）、NOT（非），用于布尔运算。MOV指令为数据传送指令，JMP指令为跳转指令，不属于逻辑运算。2.题干：在电力系统中，以下哪些因素会导致功率因数降低？A.电感性负载B.整流电路C.电容性负载D.并联电容器补偿E.电力谐波答案：A,B,E解析：电感性负载（如电机）和无功功率（如整流电路、谐波）会导致功率因数降低。电容性负载相反，可提高功率因数；并联电容器是补偿措施，不影响功率因数降低本身。3.题干：在单片机系统中，以下哪些属于中断源？A.定时器中断B.串口中断C.外部中断D.键盘扫描中断E.硬件复位答案：A,B,C,D解析：中断源包括定时器、串口、外部中断、键盘等。硬件复位不属于中断，而是系统初始化过程。4.题干：在数字信号处理中，以下哪些滤波器属于FIR滤波器？A.线性相位滤波器B.非因果滤波器C.因果滤波器D.长冲激响应滤波器E.短冲激响应滤波器答案：A,D,E解析：FIR滤波器具有线性相位、长冲激响应和有限冲激响应（短响应）特性。因果滤波器是通用概念，非因果滤波器不适用于实时处理。5.题干：在电力电子电路中，以下哪些元件属于功率半导体？A.IGBTB.MOSFETC.二极管D.晶闸管（SCR）E.电阻答案：A,B,C,D解析：功率半导体包括IGBT、MOSFET、二极管、晶闸管等，用于大功率控制。电阻属于被动元件，不属于功率半导体。三、判断题（共10题，每题1分）1.题干：功率因数越低，电力系统的线路损耗越大。答案：正确解析：功率因数低意味着无功功率占比高，线路电流增大，导致损耗增加。2.题干：PLC编程通常使用梯形图或指令表语言。答案：正确解析：梯形图和指令表是PLC的两种主流编程语言。3.题干：变频器只能用于交流电机控制。答案：错误解析：变频器主要控制交流电机，但部分类型也可用于直流电机（如调压调频）。4.题干：单片机的中断服务程序可以嵌套。答案：正确解析：部分单片机（如8051）支持中断嵌套，高优先级中断可以中断低优先级中断服务程序。5.题干：低通滤波器可以用于去除信号中的低频噪声。答案：错误解析：低通滤波器抑制高频噪声，保留低频信号；去除低频噪声应使用高通滤波器。6.题干：IGBT的开关速度比MOSFET慢。答案：正确解析：IGBT结合了MOSFET和BJT特性，开关速度介于两者之间，通常比MOSFET慢。7.题干：继电保护装置的整定时间越短越好。答案：正确解析：整定时间短可以快速切除故障，减少损失，但需平衡误动风险。8.题干：FM信号的带宽大于AM信号。答案：正确解析：FM信号带宽与调制频率相关，通常大于AM信号。9.题干：电机启动转矩与电源电压成正比。答案：正确解析：根据电机电磁力公式，转矩与电压平方成正比。10.题干：FIR滤波器一定是因果滤波器。答案：正确解析：FIR滤波器当前输出仅取决于当前及过去的输入，满足因果性要求。四、简答题（共5题，每题5分）1.题干：简述PLC控制系统中，输入/输出模块的作用。答案：输入模块用于采集传感器信号（如开关、按钮、传感器信号），输出模块用于控制执行器（如继电器、接触器、电机驱动）。两者是PLC与外部设备的数据接口，实现自动化控制。2.题干：简述电力系统中功率因数提高的方法及其原理。答案：方法：并联电容器。原理：电容器提供无功功率，补偿感性负载的滞后无功，减少线路电流，从而提高功率因数。需根据负载特性合理选型，避免过补偿。3.题干：简述单片机中断系统的基本工作原理。答案：中断系统允许外部或内部事件（如定时器溢出、按键按下）暂停主程序执行，转而执行中断服务程序，处理完后再返回主程序。核心包括中断请求、优先级判断、中断响应和返回。4.题干：简述数字信号处理中滤波器的分类及其特点。答案：分类：低通（保留低频）、高通（保留高频）、带通（保留特定频段）、带阻（抑制特定频段）。特点：FIR滤波器线性相位、长冲激响应；IIR滤波器非线性相位、短冲激响应，但可实现高选择性。5.题干：简述电力电子电路中，IGBT与MOSFET的区别。答案：IGBT结合MOSFET和BJT优点，高电压、大电流，适合中高功率场合；MOSFET输入阻抗高、开关快，但耐压和电流较低，适合低压或高频应用。IGBT开关速度慢于MOSFET。五、计算题（共3题，每题10分）1.题干：某电力系统负载功率为100kW，功率因数为0.7，现并联一个100kVar电容器，求并联后系统的功率因数。答案：原无功功率：Q₁=P×tan(acos(0.7))≈100×1.02=102kVar并联电容器后总无功：Q₂=Q₁-Qc=102-100=2kVar新功率因数：cos(φ₂)=P/√(P²+Q₂²)=100/√(100²+2²)≈0.998解析：电容器补偿无功，减少线路电流，提高功率因数。2.题干：某单片机系统采用8051单片机，时钟频率为12MHz，求定时器初值（T0）配置为1ms的编程步骤。答案：定时器计数频率：1.2MHz（12MHz/12分频）定时器计数：1000us/1.2us≈8338051定时器为8位，最大值255，需预置初值：256-833≈223（0xDF）编程：MOVTH0,0xDF；MOVTL0,0xDF解析：定时器初值计算公式：初值=65536-(定时时间×定时器频率)。3.题干：某滤波器传递函数为H(s)=10/(s+2)(s+5)，求其单位冲激响应。答案：H(s)=10/[(s+2)(s+5)]→部分分式展开：H(s)=A/(s+2)+B/(s+5)解得A=5,B=-5→h(t)=5e^(-2t)-5e^(-5t)解析：单位冲激响应是传递函数的拉普拉斯逆变换。六、论述题（共2题，每题15分）1.题干：论述PLC在工业自动化控制系统中的优势及其应用场景。答案：优势：可靠性高、编程简单（梯形图直观）、模块化设计、易于扩展、抗干扰能力强。应用场景：生产线控制（如装配、包装）、设备自动化