东北农业大学《自动控制基础》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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东北农业大学《自动控制基础》
2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、有一个矩形波导，横截面的长和宽分别为 a 和 b，其中 a > b 。当电磁波在其中传播时，能够传播的最低频率对应的模式是：（ ）
A. TE10
B. TE01
C. TM10
D. TM01

2、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. 30Ω B. 50Ω C. 75Ω D. 100Ω

3、在一个数字系统中，使用锁存器来存储数据，若锁存器的使能信号在数据变化期间发生跳变，可能会导致什么问题？（ ）
A. 数据丢失 B. 数据错误 C. 电路故障 D. 以上都有可能

4、数字电路中的触发器是一种具有记忆功能的电路元件。对于一个 D 触发器，当时钟上升沿到来时，输出 Q 会跟随输入 D 的变化。如果输入 D 一直保持高电平，经过多个时钟周期后，输出 Q 会是什么状态？（ ）
A. 高电平
B. 低电平
C. 不确定
D. 保持上一个状态

5、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 2V 和 4V。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. 2V 和 4V
B. 1V 和 3V
C. 3V 和 1V
D. 4V 和 2V

6、在一个数字电路中，使用 4 选 1 数据选择器实现逻辑函数 F = AB + BC。已知数据选择器的输入为 I0 到 I3，选择控制端为 S1 和 S0，那么应该如何连接输入和控制端才能实现该函数？（ ）
A. 具体连接方式较为复杂
B. 连接方式取决于其他因素
C. 按照特定规律连接
D. 无法通过该数据选择器实现

7、有一个数字电路用于将 8 位二进制数转换为格雷码。当输入的二进制数为 10101100 时，经过电路转换后的格雷码输出应该是（ ）
A. 11111000
B. 11101100
C. 10001000
D. 11001100

8、在一个 RC 低通滤波电路中，当输入信号的频率高于截止频率时，输出电压的幅度将：（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 变为零

9、数字电路中的数据选择器可以根据输入的控制信号选择不同的输入数据进行输出。对于一个 4 选 1 数据选择器，当控制信号为 11 时，会选择哪个输入数据进行输出？（ ）
A. 第一个输入数据
B. 第二个输入数据
C. 第三个输入数据
D. 第四个输入数据

10、电气控制中，常常需要对电机进行制动。常见的制动方式有机械制动、电气制动等。机械制动通过机械装置来实现制动，电气制动则通过改变电机的电气参数来实现制动。以下关于制动方式选择的描述，正确的是（ ）
A. 机械制动响应速度快，适用于紧急制动
B. 电气制动制动效果好，适用于所有场合
C. 对于频繁启动和制动的系统，应优先选择机械制动
D. 电气制动比机械制动更节能

11、在一个数字电子电路中，需要实现数据的编码和解码。以下哪种编码方式具有较高的编码效率？（ ）
A. 二进制编码
B. 格雷码
C. 汉明码
D. 循环码

12、在一个由或门和与门组成的数字电路中，有四个输入信号 A、B、C、D 。已知当 A = 1 ，B = 0 ，C = 1 ，D = 0 时，输出为 1 。现在保持 A 和 C 不变，将 B 改为 1 ，D 改为 1 ，那么新的输出结果最有可能是（ ）
A. 0 B. 1 C. 取决于其他因素 D. 无法判断

13、一个 4 位的并行加法器，若输入为 1010 和 0101，那么其进位输出 C4 是多少？（ ）
A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 可能为 0 也可能为 1

14、数字电路中的比较器可以比较两个输入信号的大小。对于一个 4 位比较器，当两个输入均为 1010 时，输出结果是什么？（ ）
A. 相等
B. 大于
C. 小于
D. 不确定

15、在一个电力系统中，需要对电力设备进行预防性试验。以下哪种试验不属于预防性试验？（ ）
A. 交接试验
B. 大修试验
C. 故障诊断试验
D. 定期试验

二、多选题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）
1、在工厂的电气自动化系统中，以下哪些设备可以实现数据采集和监控？（ ）
A. 传感器
B. 变送器
C. 数据采集卡
D. 监控软件

2、在正弦波振荡器的起振过程中，以下哪些因素会影响起振速度？（ ）
A. 放大电路的增益 B. 选频网络的品质因数 C. 反馈网络的参数 D. 电源电压的稳定性

3、以下关于数字电路中的加法器，哪些描述是正确的？（ ）
A. 可以实现两个数的相加 B. 有半加器和全加器之分 C. 是计算机运算的基础 D. 可以级联实现多位加法

4、在电力系统的继电保护整定计算中，需要考虑的因素有（ ）
A. 电力系统的运行方式
B. 故障类型和位置
C. 保护装置的动作特性
D. 灵敏度要求

5、在功率放大器的输出匹配中，以下哪些目的是为了实现？（ ）
A. 最大功率输出 B. 提高效率 C. 减小失真 D. 增加带宽

6、在电力系统的经济运行中，需要考虑的成本有（ ）
A. 发电成本
B. 输电成本
C. 配电成本
D. 停电损失成本

7、在放大器的频率补偿中，以下哪些方法可以采用？（ ）
A. 滞后补偿 B. 超前补偿 C. 滞后-超前补偿 D. 不进行补偿

8、以下关于静电场中的导体，说法准确的有（ ）
A. 导体内电场为零 B. 导体表面是等势面 C. 电荷分布在导体表面 D. 导体内部有净电荷

9、以下关于电磁波的量子特性，表述准确的有（ ）
A. 电磁波具有粒子性 B. 能量以光子形式存在 C. 解释了光电效应 D. 与经典电动力学矛盾
试题 正确的有（ ）
A. 存在截止频率 B. 模式多样 C. 传播特性与波导尺寸有关 D. 能量不会损耗

10、以下关于电力市场交易模式的描述，正确的有（ ）
A. 中长期交易
B. 现货交易
C. 辅助服务交易
D. 期货交易

11、对于可编程逻辑器件（PLD），以下哪些类型是常见的？（ ）
A. CPLD
B. FPGA
C. GAL
D. PAL

12、在模拟电路的故障诊断中，以下哪些方法是常用的？（ ）
A. 直观检查法 B. 测量法 C. 替换法 D. 信号注入法

13、在 RC 低通滤波器中，以下哪些参数会影响其滤波效果？（ ）
A. 电阻值 B. 电容值 C. 输入信号的频率 D. 输出信号的幅度

14、以下哪些因素会影响交流电动机的转速？
A. 电源频率
B. 磁极对数
C. 转差率
D. 负载大小

15、在电源滤波电路中，以下哪些元件可以用于滤波？（ ）
A. 电容 B. 电感 C. 电阻 D. 二极管

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）简述PLC（可编程逻辑控制器）在电气控制中的优势。

2、（本题5分）设计一个同步十进制计数器，并画出其逻辑电路图。

3、（本题5分）解释在模拟电路中电容和电感的寄生效应及其对电路性能的影响。

4、（本题5分）说明磁偶极子的场分布特点。

5、（本题5分）简述电力系统中的电力项目投资评估的方法和指标。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一个工业自动化生产线的自动化控制系统需要实现高效、稳定的生产过程控制。请分析如何进行自动化控制系统的设计和优化，包括控制器选型、控制策略、系统集成等方面，并说明在实际应用中应注意的问题。

2、（本题10分）某地区的配电网存在电能质量问题，如谐波含量超标、电压波动频繁等，对敏感用户设备造成了影响。请分析产生这些电能质量问题的源头，如非线性负载、冲击性负荷等，并提出针对性的治理措施，如安装有源滤波器、动态电压恢复器等。

3、（本题10分）在一个工厂的电气控制系统中，交流接触器频繁出现触头烧蚀和粘连的现象。请分析可能的原因，如负载类型和大小不匹配、接触器质量问题、操作频率过高、电源电压波动等，并说明如何选择合适的交流接触器、优化控制电路以及采取保护措施来延长其使用寿命。

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