中南大学《最优控制》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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、在一个电力系统中，发生短路故障时会产生很大的短路电流。以下哪种设备可以快速切断短路电流，保护电力系统的安全？（）A.隔离开关B.负荷开关C.熔断器D.断路器2、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.变为零3、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4、在一个由三极管组成的基本共射放大电路中，已知三极管的饱和电流ICS=2mA，基极电流IB=40μA，集电极电阻RC=2kΩ，电源电压VCC=10V。假设三极管处于放大状态，请问该电路的输出电压动态范围约为多少？（）A.0-4VB.2-6VC.4-8VD.6-10V5、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的抗干扰能力。以下哪个措施可以有效地提高电路的抗干扰能力？（）A.使用屏蔽线B.增加滤波电容C.合理布局电路D.以上都是6、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/∂t7、在一个数字电子电路中，需要对计数器进行设计。以下哪种计数器具有可预置数的功能？（）A.同步计数器B.异步计数器C.可逆计数器D.十进制计数器8、在某电气控制系统中，采用了触摸屏作为人机界面，用于监控和操作设备。触摸屏突然出现触摸无反应的情况，但设备仍在正常运行。以下哪种原因可能性最大？（）A.触摸屏驱动程序故障B.控制系统通讯故障C.触摸屏硬件损坏D.电源故障9、对于一个时变电磁场，已知某一区域的电场强度随时间的变化率为dE/dt，磁导率为μ，该区域产生的位移电流密度为：（）A.μ(dE/dt)B.ε(dE/dt)C.με(dE/dt)D.(dE/dt)/μ10、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为1kΩ，后级的输入电阻为10kΩ，若前级的开路电压增益为50，后级的短路电流增益为100，那么总的电压增益约为多少？（）A.500B.5000C.50000D.50000011、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16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12、有一个电力系统，其中包含多个变电站和输电线路。在进行潮流计算时，需要考虑线路的电阻、电抗、电导和电纳等参数。下列关于这些参数对潮流分布影响的描述，错误的是（）A.电阻主要影响有功功率的分布B.电抗主要影响无功功率的分布C.电导主要影响有功功率的损耗D.电纳主要影响无功功率的损耗13、在一个电子设备的电源电路中，需要提高电源的效率。以下哪个措施可以有效地提高电源效率？（）A.选择高效的电源芯片B.优化电路布局C.降低负载电流D.提高输入电压14、在一个数字系统中，需要对数据进行加密和解密。以下哪种加密算法在数字电路中实现相对简单？（）A.对称加密算法B.非对称加密算法C.哈希算法D.随机数生成算法15、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3V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、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2、在电力系统的谐波分析中，以下哪些方法可以用于测量谐波含量？（）A.谐波分析仪B.电能质量分析仪C.示波器D.频谱分析仪3、在电子系统的可靠性评估中，以下哪些方法是常用的？（）A.故障模式影响及危害性分析（FMECA）B.可靠性框图法C.蒙特卡罗模拟法D.故障树分析法（FTA）4、在PLC编程中，常用的逻辑运算指令有哪些？A.与运算B.或运算C.非运算D.异或运算5、在电力系统的设备检修中，检修方式包括（）A.定期检修B.状态检修C.故障检修D.主动检修6、以下关于电动力学中的规范变换，表述准确的有（）A.不改变物理结果B.可以简化计算C.有多种形式D.只适用于特定的场7、在数字电路的设计中，以下哪些因素需要考虑电磁兼容性（EMC）？（）A.布线方式B.电源滤波C.信号完整性D.屏蔽措施8、在数字电路的优化设计中，以下哪些方面可以考虑？（）A.减少逻辑门的数量B.提高电路的工作速度C.降低电路的功耗D.增强电路的可扩展性9、以下属于电力系统安全防护措施的有（）A.防火墙B.加密技术C.身份认证D.入侵检测系统10、对于电动力学中的介电常数和磁导率，以下说法合理的有（）A.描述介质的电磁特性B.一般为复数C.与频率有关D.是常量11、对于功率放大器，以下哪些特点是需要重点考虑的？（）A.输出功率B.效率C.非线性失真D.输入电阻12、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.DNP313、对于数字电路中的移位寄存器的应用，包括（）A.实现数据的串行-并行转换B.进行数据的移位运算C.构成环形计数器D.用于存储大量数据14、对于时变电磁场中的位移电流，以下描述恰当的是（）A.与电场的变化率有关B.是产生磁场的源之一C.类似于传导电流D.只存在于真空中15、在正弦波振荡器的分类中，以下哪些是常见的类型？（）A.RC振荡器B.LC振荡器C.石英晶体振荡器D.压控振荡器三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释电力系统暂态稳定的概念，并说明影响暂态稳定的因素。2、（本题5分）设计一个能实现4位二进制数取反的电路。3、（本题5分）解释二进制、八进制、十进制和十六进制之间相互转换的方法，并举例计算。4、（本题5分）解释差动放大电路的工作原理及共模抑制比的概念。5、（本题5分）设计一个能产生1010序列的移位寄存器。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机器人视觉系统需要实现高精度的物体识别和定位。请分析如何进行机器人视觉系统的设计，包括相机选型、图像处理算法、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）某工厂的电