湖南吉利汽车职业技术学院《自动控制原理与系统》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《自动控制原理与系统》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、在电力系统的防雷保护中，避雷针和避雷线是常见的防雷装置。它们的作用是将雷电吸引到自身，并通过接地装置将雷电流引入大地。下列关于避雷针和避雷线保护范围计算方法的描述，错误的是（）A.保护范围的大小与避雷针和避雷线的高度成正比B.保护范围的形状通常是一个圆锥体或圆柱体C.计算保护范围时需要考虑被保护物体的高度D.保护范围的确定与雷电的强度和极性无关2、考虑一个使用计数器和译码器的数字电路。计数器从0开始计数，每来一个时钟脉冲加1，当计数值为7时，译码器输出一个特定的信号。若时钟频率为10kHz，经过1秒钟后，译码器是否会输出特定信号？（）A.会B.不会C.不确定D.以上都不对3、数字电路中的加法器可以通过不同的方式实现。对于一个行波进位加法器，它的主要缺点是什么？（）A.速度慢B.电路复杂C.功耗高D.占用空间大4、对于一个由三极管构成的射极输出器，已知三极管的β=80，集电极电阻RC=1kΩ，电源电压VCC=12V，发射极电阻RE=2kΩ。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.20ΩB.25ΩC.50ΩD.100Ω5、对于一个采用脉冲异步时序电路设计的计数器，当输入脉冲的频率过高时，可能会出现什么问题？（）A.计数错误B.电路损坏C.性能下降D.以上都有可能6、一个电气控制系统中，有一个由时间继电器控制的延时启动电路。设定时间继电器的延时时间为5秒，当输入信号接通后，经过8秒电动机仍未启动，可能的故障原因是？（）A.时间继电器损坏B.电动机故障C.控制线路断路D.以上都有可能7、在一个电力系统中，需要对继电保护装置进行校验和调试。以下哪个项目不是继电保护装置校验和调试的内容？（）A.动作电流校验B.动作时间校验C.灵敏度校验D.设备外观检查8、在某电气控制系统中，需要对一个直流电机进行调速。采用了PWM技术，PWM信号的占空比为70%，电源电压为24V，那么电机两端的平均电压是多少？（）A.16.8VB.18.2VC.19.6VD.20.4V9、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的远程控制。以下哪种通信方式可以用于电机的远程控制？（）A.有线通信B.无线通信C.蓝牙通信D.以上都是10、对于一个由三极管构成的分压式偏置共射放大电路，已知电源电压VCC=12V，基极电阻RB1=30kΩ，RB2=10kΩ，集电极电阻RC=2kΩ，发射极电阻RE=1kΩ，三极管的β=50。假设三极管处于放大状态，请问基极电流IB约为多少？（）A.20μAB.30μAC.40μAD.50μA11、在数字电路设计中，需要考虑电路的稳定性。以下哪种因素会影响电路的稳定性？（）A.电源电压的波动B.输入信号的噪声C.逻辑门的延迟D.以上都是12、在一个多级放大电路中，若要降低噪声，通常在首级采用的放大电路类型是：（）A.共射极B.共集电极C.共基极D.差分放大电路13、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^214、数字电路中的编码器可以将不同的输入状态编码为特定的二进制代码。对于一个8线-3线编码器，当有多个输入同时为高电平时，会出现什么情况？（）A.输出正确的编码B.输出随机的编码C.输出固定的编码D.电路出现故障15、在一个工厂的自动化生产线中，需要使用PLC（可编程逻辑控制器）进行控制。以下哪个特点不是PLC的优点？（）A.可靠性高B.编程简单C.处理速度快D.价格便宜16、在一个由理想运放组成的同相比例运算电路中，反馈电阻Rf=200kΩ，输入电阻Ri=20kΩ，输入电压为1V，那么输出电压约为多少？（）A.10VB.11VC.9VD.12V17、在一个模拟电子电路中，需要对微弱的信号进行放大。以下哪种放大器具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗？（）A.共射极放大器B.共基极放大器C.共集电极放大器D.差分放大器18、在一个集成运放构成的窗口比较器中，有两个参考电压分别为3V和6V。当输入电压从0逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压分别约为多少？（）A.3V和6VB.1.5V和4.5VC.4.5V和1.5VD.6V和3V19、在一个共射极放大电路中，若集电极电阻增大，而其他参数不变，以下关于其性能变化的描述，正确的是：（）A.电压放大倍数增大，输入电阻增大B.电压放大倍数减小，输入电阻减小C.电压放大倍数增大，输入电阻不变D.电压放大倍数减小，输入电阻不变20、已知一个数字系统的时钟频率为200MHz，若要通过一个计数器产生一个周期为10μs的方波信号，计数器的模值应该是多少？（）A.2000B.20000C.200000D.200000021、在一个电气控制系统中，有一个直流电源，其输出电压为12V，负载电阻为6Ω。若电源内阻为2Ω，计算电源的输出功率是多少？（）A.8WB.12WC.16WD.20W22、在电动力学中，假设存在一个静电场，其电势分布为φ=x^2+y^2-z^2。则在点(1,1,1)处的电场强度大小为：（）A.2√3B.2C.4D.4√323、在电动力学中，对于一个静电场，若已知其电势分布函数φ(x,y,z)，则电场强度可以通过以下哪个公式计算得到：（）A.E=-∇φB.E=∇φC.E=-∂φ/∂tD.E=∂φ/∂t24、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为800Ω，后级的输入电阻为8kΩ，若前级的电压增益为30，后级的电压增益为60，那么总的电压增益约为多少？（）A.1800B.2400C.3600D.480025、在一个LC串联谐振电路中，当外加信号频率低于谐振频率时，电路的阻抗呈现为：（）A.电容性B.电感性C.纯电阻，且阻值最大D.纯电阻，且阻值最小26、数字电路中的移位寄存器可以实现不同方向的移位操作。对于一个双向移位寄存器，当控制信号为左移时，输入数据为1101，时钟脉冲到来时，寄存器中的数据会变成什么？（）A.1110B.1100C.1011D.011127、在一个集成运放构成的滞回比较器中，参考电压VREF=3V，反馈电阻R2=10kΩ，电阻R1=20kΩ。当输入电压从0逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压约为多少？（）A.1V和5VB.2V和4VC.3V和3VD.4V和2V28、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电路不属于电机正反转控制电路？（）A.接触器互锁电路B.按钮互锁电路C.接触器和按钮双重互锁电路D.电阻分压电路29、在一个电力系统中，需要对电能进行计量和计费。以下哪种电能表不属于常用的电能表类型？（）A.机械式电能表B.电子式电能表C.智能电能表D.电流表30、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8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、以下关于数字电路中的PLD（可编程逻辑器件）的发展趋势，正确的有（）A.集成度越来越高B.性能不断提升C.成本逐渐降低D.应用范围不断扩大2、电气控制系统中，继电器的作用主要有哪些？A.信号转换B.增加触点数量C.扩大控制范围D.实现逻辑控制3、在电力系统的自动化系统中，以下哪些通信协议是常用的？（）A.ModbusB.ProfibusC.IEC61850D.DNP34、在数字电路的时序优化中，以下哪些方法是有效的？（）A.调整逻辑门的延迟B.优化时钟树C.减少关键路径的延迟D.增加流水线级数5、以下关于电力系统短路故障的描述，正确的是（）A.短路故障会产生很大的短路电流B.短路故障可能导致电力设备损坏C.三相短路是最严重的短路类型D.短路故障会引起电网电压下降6、在研究电磁场的能量和动量时，以下哪些结论是正确的（）A.电磁场具有能量和动量B.能量和动量守恒C.与电磁波的传播有关D.与电荷和电流无关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、对于数字电路中的译码器，以下哪些说法是准确的？（）A.能将输入的编码转换为特定的输出信号B.常见的有二进制译码器和显示译码器C.可以用于地址译码D.输出信号的数量是固定的9、对于数字电路中的加法器，以下描述正确的是（）A.可以实现二进制数的相加B.有半加器和全加器之分C.可以通过级联实现多位加法D.其速度和位数有关10、在工厂的电气设备安装中，以下哪些要求需要满足？（）A.符合电气安装规范B.保证设备的接地良好C.确保设备的安装牢固D.考虑设备的维护和检修方便三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析如何在数字系统中进行时钟管理。2、（本题5分）推导真空中电磁波的波动方程。3、（本题5分）用FPGA实现一个简单的计数器。4、（本题5分）研究场效应管的跨导特性及其对电路性能的影响。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某工厂的电气设备在运行过程中出现电机启动困难现象。请分析电机启动困难的原因，如电源电压不足、电机故障、负载过大等，并提出解决方法