中国矿业大学（北京）《机电一体化系统设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机电一体化系统设计》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2、在一个自动化生产线上，电气控制系统需要与其他自动化设备进行通信，实现协同工作。常用的通信方式有现场总线、工业以太网等。现场总线具有实时性好、可靠性高的特点，但传输距离有限；工业以太网则传输速度快、扩展性强，但实时性稍逊。以下关于通信方式选择的考虑，正确的是（）A.对实时性要求高的系统应选择工业以太网B.传输距离远时应选择现场总线C.系统规模大、扩展性要求高时应选择工业以太网D.成本是选择通信方式的唯一因素3、一个8位的D/A转换器，其满量程输出电压为5V，若输入的数字量为10000000，那么输出的模拟电压是多少？（）A.1.25VB.2.5VC.3.75VD.0.625V4、有一个磁偶极子，磁矩为m，位于均匀外磁场B中。磁偶极子具有的势能为：（）A.-m·BB.m·BC.|m×B|D.|m·B|5、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.1010B.0101C.不确定D.以上都不对6、对于一个集成运放构成的微分运算电路，输入电压为三角波，幅度为3V，周期为15ms，电容为0.2μF，电阻为150kΩ。那么输出电压的峰值约为多少？（）A.30VB.60VC.-30VD.-60V7、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.-0.314VB.-0.628VC.0.314VD.0.628V8、在一个电力系统中，需要对电力变压器进行维护和保养。以下哪个项目不属于变压器的常规维护内容？（）A.检查变压器的油位B.测量变压器的绕组温度C.更换变压器的铁芯D.检查变压器的接地情况9、有一个无限大的导电平面，上方存在垂直于平面的均匀磁场B。一个带电粒子在平面上方平行于平面运动，速度为v。若粒子电荷量为q，质量为m，则粒子运动的轨迹为：（）A.直线B.抛物线C.圆D.椭圆10、在电力系统的无功功率平衡中，无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器和静止无功补偿器等。下列关于这些无功电源特点的描述，错误的是（）A.同步发电机既能发出有功功率，也能发出无功功率B.同步调相机只能发出无功功率，不能吸收无功功率C.并联电容器输出的无功功率与电压平方成正比D.静止无功补偿器响应速度快，能够平滑调节无功输出11、在一个数字电路中，需要对频率为100kHz的矩形波信号进行分频，得到频率为10kHz的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（）A.十进制计数器B.二进制计数器C.十六进制计数器D.以上都可以12、在一个智能建筑的电气工程中，需要实现对灯光、空调等设备的自动化控制。以下哪种通信协议最适合用于这种场景？（）A.ModbusB.CANC.ZigBeeD.RS48513、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电子元件可以用于电机的正反转控制？（）A.继电器B.接触器C.三极管D.二极管14、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的调速控制。以下哪种调速方式不属于电机的调速方式？（）A.机械调速B.电气调速C.液压调速D.颜色调速15、在一个集成运放构成的对数运算电路中，若输入为正电压，且输入电压增大，输出电压将：（）A.增大B.减小C.先增大后减小D.先减小后增大二、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、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2、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3、电气控制线路中，热继电器的保护特性主要取决于哪些因素？A.发热元件的电阻值B.电流整定倍数C.环境温度D.安装方式4、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5、在电子电路的热设计中，以下哪些散热方式是常见的？（）A.自然散热B.风冷散热C.水冷散热D.热管散热6、对于集成运放的参数，以下哪些是重要的性能指标？（）A.开环增益B.输入失调电压C.共模抑制比D.带宽7、在电子电路的故障预测与健康管理（PHM）中，以下哪些技术是常用的？（）A.数据采集与分析B.故障诊断算法C.寿命预测模型D.维修决策支持8、在高压输电线路中，以下哪些措施可以提高输电能力（）A.采用分裂导线B.提高输电电压等级C.优化线路杆塔结构D.增加线路回路数9、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10、以下关于电力系统负荷预测的方法，正确的有（）A.时间序列法B.回归分析法C.人工神经网络法D.模糊预测法三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某工厂的电气设备在运行过程中产生噪声干扰。请分析噪声产生的原因，如电机噪声、电磁噪声等，并提出降低噪声干扰的方法。2、（本题5分）电气自动化在智能制造中的应用越来越广泛。请分析电气自动化在智能制造中的关键技术和作用，探讨其对制造业转型升级的影响。3、（本题5分）在一个工业机器人应用场景中，机器人的轨迹规划不合理，导致运动过程中出现卡顿和冲击。请分析可能的原因，如路径点设置不当、速度和加速度规划不合理、关节空间与笛卡尔空间转换误差等，并提出优化轨迹规划的方法，如合理设置路径点、采用平滑的速度和加速度曲线、精确进行空间转换等。4、（本题5分）新能源发电系统中的储能容量配置是关键问题之一。请分析储能容量配置的方法和技术，阐述其在新能源发电系统中的重要性和应用。5、（本题5分）某工厂的电气设备在运行过程中出现过热保护动作。请分析过热保护动作的原因，如负载过大、散热不良、电机故障等，并提出解决方法。四、简答题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）详细说明逻辑门中与门、或门、