浙江农林大学暨阳学院《经典控制理论与应用》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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浙江农林大学暨阳学院
《经典控制理论与应用》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

批阅人

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、对于一个由 D 触发器组成的异步时序电路，已知 D 输入端的信号在每个时钟周期的上升沿变化。若当前触发器的输出为 0，D 输入为 1，那么在下一个时钟上升沿到来时，输出将变为多少？（ ）
A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 可能为 0 也可能为 1

2、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

3、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

4、某数字系统采用 8 位二进制补码表示有符号整数，若要表示的数值范围为 -128 到 127，那么当输入为 10011010 时，其对应的十进制数值是多少？（ ）
A. -102 B. -22 C. 154 D. 22

5、在一个电力系统中，需要对电力设备进行节能改造。以下哪种措施不是电力设备节能改造的常用措施？（ ）
A. 采用高效节能设备
B. 优化设备运行方式
C. 增加设备数量
D. 提高设备的功率因数

6、假设一个带电粒子在均匀磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为 r ，磁感应强度为 B ，粒子的电荷量为 q ，质量为 m 。则粒子运动的角速度为：（ ）
A. qB / (mr)
B. qB / (m)
C. qBr / m
D. qBm / r

7、对于一个集成运放构成的精密整流电路，当输入为正半周时，二极管的工作状态是：（ ）
A. 导通
B. 截止
C. 半导通
D. 不确定

8、在一个数字电路中，使用了锁存器来存储数据。当时钟信号为高电平时，输入数据为 1010 。时钟信号变为低电平后，锁存器输出的数据最有可能是（ ）
A. 1010 B. 0101 C. 不确定 D. 以上都不对

9、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. 320mV B. 360mV C. 400mV D. 440mV

10、某工厂的电气控制系统中使用了 PLC（可编程逻辑控制器）进行自动化控制。在一个生产流程中，需要根据多个传感器的信号来控制一系列执行机构的动作。当其中一个传感器发生故障时，PLC 能够自动切换到备用控制模式，以保证生产继续进行。以下关于这种 PLC 控制的说法，正确的是（ ）
A. 降低了系统的稳定性
B. 增加了系统的维护成本
C. 提高了系统的容错能力
D. 减少了系统的控制精度

11、电气控制系统中，为了提高功率因数，常常使用无功补偿装置。无功补偿装置可以减少无功功率的传输，提高电网的效率。以下关于无功补偿装置的描述，错误的是（ ）
A. 可以降低电网的损耗
B. 会增加系统的复杂性
C. 对有功功率的传输没有影响
D. 适用于所有类型的电气系统

12、对于一个乙类互补对称功率放大电路，已知电源电压为 ±15V，负载电阻为 8Ω，三极管的饱和压降为 1V。假设输入信号为正弦波，那么该电路的最大输出功率约为多少？（ ）
A. 14.06W B. 11.25W C. 7.03W D. 5.625W

13、在一个由理想运放构成的积分运算电路中，输入电压为正弦波，频率为 50Hz，幅度为 1V，电容为 1μF，电阻为 100kΩ。经过 100ms 后，输出电压约为多少？（ ）
A. -0.314V
B. -0.628V
C. 0.314V
D. 0.628V

14、对于一个由理想运放构成的加法运算电路，有三个输入电压分别为2V、3V、4V，对应的输入电阻分别为20kΩ、30kΩ、40kΩ，那么输出电压约为多少？（ ）
A. 9V B. 8V C. 7V D. 6V

15、在电动力学中，对于一个线性介质，其极化强度 P 与电场强度 E 的关系为 P = ε0χeE ，其中 χe 为电极化率。若已知极化强度和电场强度的大小，介质的相对介电常数 εr 为：（ ）
A. 1 + χe
B. 1 - χe
C. χe
D. 1 / χe

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、在集成运放的保护电路中，以下哪些保护措施是常见的？（ ）
A. 输入过压保护 B. 输出过流保护 C. 电源极性接反保护 D. 输出短路保护

2、在电力变压器的运行中，以下哪些因素会影响其效率（ ）
A. 负载大小
B. 铁芯材质
C. 绕组电阻
D. 冷却方式

3、在电气控制系统的安装与调试过程中，需要注意哪些事项？
A. 按照设计图纸施工
B. 进行电气绝缘测试
C. 检查接线是否正确
D. 进行系统调试和试运

4、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

5、电力系统中的电力市场主体包括（ ）
A. 发电企业
B. 输电企业
C. 售电企业
D. 电力用户

6、电力系统中的配电网结构包括（ ）
A. 放射式
B. 环网式
C. 树干式
D. 链式

7、在电气控制系统中，常用的电气图形符号应符合哪些标准？
A. 国家标准
B. 行业标准
C. 国际标准
D. 企业标准

8、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

9、在数字电路的可靠性设计中，需要注意（ ）
A. 减少噪声的影响
B. 提高电源的稳定性
C. 进行电磁兼容性设计
D. 增加备份电路

10、在电气控制系统中，电气互锁和机械互锁的区别主要体现在哪些方面？
A. 实现方式
B. 可靠性
C. 成本
D. 操作便捷性

11、在数字电路中，以下哪些技术可以提高电路的集成度？（ ）
A. 芯片制造工艺的改进 B. 采用先进的封装技术 C. 优化电路设计 D. 减少外部引脚数量

12、在数字电路的抗干扰设计中，以下哪些方法是有效的？（ ）
A. 滤波 B. 屏蔽 C. 接地 D. 采用差分信号传输

13、以下关于译码器的说法，正确的有（ ）
A. 可以将输入的二进制代码转换为对应的输出信号
B. 常用于地址译码和显示译码
C. 有二进制译码器、二 - 十进制译码器等类型
D. 输出信号的数量与输入代码的位数有关

14、可编程控制器（PLC）的特点包括以下哪些方面？
A. 可靠性高
B. 编程简单
C. 功能强大
D. 通用性好

15、在模拟信号的数字化过程中，以下哪些步骤是包含的？（ ）
A. 采样 B. 量化 C. 编码 D. 调制

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）解释静磁场能量的表达式及其推导过程。

2、（本题5分）分析电力系统中的电力安全管理体系和措施。

3、（本题5分）解释电力系统中的备用容量确定原则和分类。

4、（本题5分）分析图中所示的比较器电路，讨论其精度和速度。

5、（本题5分）简述PN结的形成过程及其单向导电性的原理。

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中的电气控制系统，经常出现误动作和信号丢失的现象，严重影响了产品质量和生产进度。请仔细分析可能的故障原因，如电磁干扰、接线松动、控制器故障等，并给出提高电气控制系统可靠性的具体方法，如加强屏蔽防护、定期紧固接线、采用冗余设计等。

2、（本题10分）一个大型商业综合体的电气系统在夏季用电高峰时经常出现过载和跳闸现象。该综合体包含众多商业店铺、写字楼和酒店，电气设备种类繁多。请详细分析可能导致过载的原因，如设备容量不足、负荷分布不均衡等，并给出优化电气系统的建议，包括变压器容量升级、线路改造等方案。

3、（本题10分）电力系统中的暂态稳定性是一个重要问题。请分析暂态稳定性的影响因素和评估方法，讨论如何采取措施提高暂态稳定性。

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