西安交通大学《机电传动控制与PLC》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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西安交通大学《机电传动控制与PLC》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共35个小题，每小题1分，共35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、假设一个电磁波在真空中传播，其频率为 10^9 Hz ，则该电磁波的波长为：（ ）
A. 0.3 m
B. 3 m
C. 30 m
D. 300 m

2、在电力系统的短路计算中，通常采用标幺值进行计算。标幺值的定义是实际值与基准值的比值。若选取基准容量为 100MVA，基准电压为平均额定电压，一台变压器的额定容量为 50MVA，短路电压百分数为 10%。则该变压器电抗的标幺值约为（ ）
A. 0.2 B. 0.1 C. 0.4 D. 0.5

3、某电气控制系统中，有一个由多个行程开关组成的位置控制电路。其中一个行程开关的触点粘连，无法正常断开，会对设备的运行产生什么影响？（ ）
A. 设备超程运行
B. 设备停止运行
C. 设备运行速度改变
D. 设备运行方向改变

4、在一个工厂的配电室中，需要安装配电柜和开关柜。以下哪个标准不是配电柜和开关柜的设计和安装标准？（ ）
A. GB7251.1
B. GB50054
C. GB50052
D. GB50057

5、数字电路中的比较器可以比较不同位数的二进制数。对于一个 8 位比较器，当两个输入分别为 10101010 和 01010101 时，输出结果是什么？（ ）
A. 相等
B. 大于
C. 小于
D. 不确定

6、数字电路中的移位寄存器可以实现数据的移位操作。对于一个 4 位右移寄存器，当输入数据为 1101，时钟脉冲到来时，寄存器中的数据会变成什么？（ ）
A. 1110
B. 1100
C. 1011
D. 0111

7、在一个电子设备的电源电路中，需要将交流电转换为直流电。以下哪种电路元件通常被用于这一转换过程？（ ）
A. 变压器
B. 二极管
C. 三极管
D. 电容器

8、在一个自动化生产线上的电气控制系统中，需要对物料的位置进行精确检测。可以使用接近开关来实现这一功能。接近开关分为电感式、电容式、霍尔式等不同类型。以下关于接近开关选择的描述，错误的是（ ）
A. 电感式接近开关适用于检测金属物体
B. 电容式接近开关可以检测非金属物体
C. 霍尔式接近开关对磁场敏感
D. 接近开关的检测距离越远越好

9、电气控制系统中，经常会遇到干扰问题。干扰源可能来自电源、空间电磁场、接地等。为了减少干扰对系统的影响，可以采取隔离措施，如光电隔离、磁隔离等。以下关于隔离措施的描述，错误的是（ ）
A. 光电隔离可以有效阻断电信号的传输
B. 磁隔离适用于高频信号的隔离
C. 隔离措施会增加系统的成本和复杂性
D. 隔离后系统的抗干扰能力一定能得到显著提高

10、在一个数字系统中，使用 ROM 存储一个 4 位的乘法表，其中输入为两个 2 位的二进制数，输出为 4 位的乘积。若输入为 10 和 11，那么 ROM 输出的对应数值应该是多少？（ ）
A. 110 B. 101 C. 011 D. 111

11、在一个电子设备的通信接口中，需要实现数据的串行传输和接收。以下哪种通信协议通常被用于串行通信？（ ）
A. RS232
B. RS485
C. USB
D. 以上都是

12、在数字电路中，一个计数器正在进行计数操作。若要增加计数器的计数范围，以下哪种方法通常是可行的？（ ）
A. 增加计数器的位数
B. 提高时钟频率
C. 更换不同型号的计数器芯片
D. 调整计数器的输入信号

13、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

14、在一个由与门、或门和非门构成的数字电路中，已知输入信号 A = 0 ，B = 1 ，C = 0 时，输出为 1 。若将输入信号 A 改为 1 ，B 改为 0 ，C 保持不变，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

15、已知一个集成稳压器的输入电压为 18V，输出电压为 12V，最大输出电流为 1.5A。若负载电阻为 10Ω，请问该稳压器是否能正常工作？（ ）
A. 能，输出功率足够
B. 能，输出电流未超过最大值
C. 不能，输出功率不足
D. 不能，输出电流超过最大值

16、在一个电力系统中，需要对继电保护装置进行整定和校验。以下哪个参数不是继电保护装置的整定参数？（ ）
A. 动作电流
B. 动作时间
C. 灵敏度
D. 设备重量

17、数字电路中的数据分配器可以将输入数据分配到多个输出端口。对于一个 1 路 -4 路数据分配器，当控制信号为 10 时，输入数据会被分配到哪个输出端口？（ ）
A. 第一个输出端口
B. 第二个输出端口
C. 第三个输出端口
D. 第四个输出端口

18、在一个电力系统中，需要对电力设备进行状态评估。以下哪种方法不是电力设备状态评估的常用方法？（ ）
A. 基于可靠性的评估方法
B. 基于风险的评估方法
C. 基于经验的评估方法
D. 基于随机抽样的评估方法

19、在一个数字系统中，需要对一个模拟信号进行采样和保持，若采样频率为 100kHz，输入模拟信号的最高频率为 40kHz，根据采样定理，是否能无失真地恢复原信号？（ ）
A. 能 B. 不能 C. 不确定 D. 取决于其他因素

20、一个单相桥式整流电容滤波电路，输入交流电压的有效值为 10V，负载电阻为 1kΩ，电容为 100μF。请问输出电压的平均值约为多少？（ ）
A. 9V B. 10V C. 12V D. 14V

21、数字电路中的数据分配器可以将输入数据分配到不同的输出端口。对于一个 1 路 -8 路数据分配器，当控制信号为 111 时，输入数据会被分配到哪个输出端口？（ ）
A. 第一个输出端口
B. 第二个输出端口
C. 第七个输出端口
D. 第八个输出端口

22、一个电气控制系统中，有一个由电容和电阻组成的 RC 滤波电路，用于平滑直流电源的输出电压。若电容的值增大，滤波效果会如何变化？（ ）
A. 变好
B. 变差
C. 不变
D. 先变好后变差

23、有一个平行板电容器，两板间距为 d，极板面积为 S，中间填充了相对介电常数为 εr 的电介质。若将极板间距减小为原来的一半，同时电介质的相对介电常数增大为原来的 2 倍，电容器的电容变为：（ ）
A. 2C
B. 4C
C. C/2
D. C/4

24、在一个集成运放构成的迟滞比较器中，参考电压为±3V，反馈电阻为20kΩ，电阻为40kΩ。当输入电压从0逐渐增大时，输出电压发生翻转的阈值电压约为多少？（ ）
A. ±1V B. ±2V C. ±3V D. ±4V

25、一个LC并联谐振回路，已知电感L = 20μH，电容C = 0.02μF，若品质因数Q = 150，那么该回路的谐振频率和通频带约为多少？（ ）
A. 356kHz，2.37kHz
B. 356kHz，4.74kHz
C. 712kHz，2.37kHz
D. 712kHz，4.74kHz

26、在一个电气控制系统中，使用了一个光电编码器来测量电机的转速。若编码器的安装松动，会对测量结果产生什么影响？（ ）
A. 测量值偏小
B. 测量值偏大
C. 测量值不稳定
D. 测量值为零

27、在一个电子电路的故障诊断中，使用了万用表进行测量。以下哪个万用表功能对于检测电路故障最有用？（ ）
A. 电压测量
B. 电流测量
C. 电阻测量
D. 二极管测试

28、在一个电动汽车充电站中，需要为电动汽车提供快速充电服务。以下哪种充电方式可以实现最快的充电速度？（ ）
A. 交流充电
B. 直流充电
C. 无线充电
D. 换电模式

29、在一个电气控制系统中，使用了编码器来测量电机的转速和位置。编码器的分辨率为 1000 脉冲/转，电机转速为 1000r/min，若在 10 秒钟内接收到的脉冲数为 100000 个，那么电机的实际转速是多少？（ ）
A. 900r/min
B. 1000r/min
C. 1100r/min
D. 1200r/min

30、考虑一个计数器电路，其计数范围是从 0 到 15，采用 4 位二进制编码。当计数器处于状态 1010 时，再输入一个时钟脉冲，计数器将变为多少？（ ）
A. 1011 B. 0000 C. 1010 D. 0001

31、对于一个RC桥式正弦波振荡电路，已知R = 20kΩ，C = 0.02μF，若要保证起振，放大器的电压增益至少应为多少？（ ）
A. 1/3 B. 1/2 C. 3 D. 2

32、在一个电子设备的电源电路中，需要防止电源反接。以下哪种电子元件可以用于防止电源反接？（ ）
A. 二极管
B. 保险丝
C. 继电器
D. 三极管

33、考虑一个均匀介质中的平面电磁波，电场强度 E 和磁场强度 H 相互垂直，且 E 的振幅是 H 振幅的 c 倍，其中 c 为光速。若 E 的方向沿 x 轴，H 的方向沿 y 轴，则波的传播方向为：（ ）
A. z 轴正方向
B. z 轴负方向
C. x 轴正方向
D. x 轴负方向

34、在一个电气控制系统中，有一个由熔断器和断路器组成的短路保护电路。当发生短路故障时，熔断器熔断，但断路器没有跳闸，可能的原因是？（ ）
A. 熔断器选型不当
B. 断路器故障
C. 短路电流未达到断路器跳闸值
D. 以上都有可能

35、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

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、以下关于数字信号的特点，哪些描述是准确的？（ ）
A. 只有离散的数值 B. 抗干扰能力强 C. 便于存储和处理 D. 传输过程中容易失真

2、在数字电路的低功耗设计中，以下哪些策略是可行的？（ ）
A. 动态电压频率调整 B. 电源门控 C. 体偏置技术 D. 睡眠模式

3、以下关于数字电路中的 CPLD （复杂可编程逻辑器件）的特点，正确的有（ ）
A. 集成度较高
B. 编程灵活
C. 具有丰富的宏单元
D. 适合大规模数字系统设计

4、直流调速系统中，反馈环节的作用包括哪些？
A. 稳定转速
B. 改善动态性能
C. 提高精度
D. 扩大调速范围

5、电力系统中的无功功率补偿装置包括（ ）
A. 并联电容器
B. 同步调相机
C. 静止无功补偿器
D. 串联电抗器

6、在电力系统的自动化系统中，以下哪些功能是常见的？（ ）
A. 数据采集与监控
B. 自动发电控制
C. 自动电压控制
D. 故障诊断与处理

7、在工厂的配电室中，以下哪些设备需要进行定期维护和检测？（ ）
A. 高压开关柜
B. 变压器
C. 低压配电柜
D. 电力电缆

8、在电力电子设备的控制中，以下哪些技术可以实现精确的控制？（ ）
A. 数字信号处理技术
B. 模糊控制技术
C. 神经网络控制技术
D. 传统的 PID 控制技术

9、在电气设备的绝缘配合中，需要考虑以下哪些因素？（ ）
A. 设备的额定电压
B. 过电压类型和水平
C. 环境条件
D. 设备的绝缘性能

10、在数字系统的设计过程中，需要考虑的性能指标包括（ ）
A. 速度
B. 功耗
C. 成本
D. 可扩展性

三、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）解释静电场的高斯定理，并举例说明其应用。

2、（本题5分）分析图中所示的数字电路，判断其是否存在竞争冒险现象，若有，采取什么措施消除。

3、（本题5分）用硬件描述语言设计一个异步清零的计数器。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某工厂的电气设备自动化控制系统在运行中出现了通讯中断的问题。分析可能的原因，如网络故障、设备故障等，并提出解决办法。

2、（本题10分）一个城市的路灯系统存在照明不均匀和能耗高的问题。分析原因，如灯具布局不合理、控制方式落后等，并提出改进方案。

3、（本题10分）新能源发电系统中的储能系统安全管理是关键问题之一。请分析储能系统安全管理的方法和技术，阐述其在新能源发电系统中的重要性和应用。

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