中南民族大學(xué)《信號(hào)與系統(tǒng)分析》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《信號(hào)與系統(tǒng)分析》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、考慮一個(gè)無限大的均勻介質(zhì)平板，介電常數(shù)為ε，厚度為d。在板的兩側(cè)分別存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E1和E2的均勻電場(chǎng)。則板內(nèi)的極化電荷面密度為：（）A.(ε-1)(E1+E2)/2B.(ε-1)(E1-E2)/2C.(ε+1)(E1+E2)/2D.(ε+1)(E1-E2)/22、在一個(gè)數(shù)字電子電路中，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的比較和判斷。以下哪種集成電路可以實(shí)現(xiàn)這一功能？（）A.比較器B.加法器C.減法器D.乘法器3、在一個(gè)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要選擇合適的電源。電源的類型包括交流電源和直流電源，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。交流電源通常易于獲取，但電壓波動(dòng)較大；直流電源穩(wěn)定性好，但成本較高。以下關(guān)于電源選擇的考慮因素，錯(cuò)誤的是（）A.負(fù)載的特性和要求B.系統(tǒng)的成本預(yù)算C.電源的安裝和維護(hù)難度D.電源的外觀和尺寸4、有一個(gè)配電網(wǎng)，采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)供電，并配置了分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)。當(dāng)某一段線路發(fā)生故障時(shí)，下列關(guān)于故障隔離和恢復(fù)供電的操作，正確的是（）A.先斷開故障段兩側(cè)的分段開關(guān)，再合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)B.先合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，再斷開故障段兩側(cè)的分段開關(guān)C.同時(shí)斷開故障段兩側(cè)的分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)D.只斷開故障段一側(cè)的分段開關(guān)，然后合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)5、已知一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的轉(zhuǎn)移特性曲線為一條直線，其斜率為3mA/V，截距為-2mA。請(qǐng)問該場(chǎng)效應(yīng)管的類型和參數(shù)約為多少？（）A.N溝道增強(qiáng)型，閾值電壓為0.67VB.N溝道耗盡型，夾斷電壓為-0.67VC.P溝道增強(qiáng)型，閾值電壓為-0.67VD.P溝道耗盡型，夾斷電壓為0.67V6、某數(shù)字電路用于比較兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的大小。當(dāng)輸入的兩個(gè)數(shù)分別為1011和1101時(shí)，電路輸出表示第一個(gè)數(shù)小于第二個(gè)數(shù)。若輸入變?yōu)?110和1010，那么此時(shí)電路的輸出應(yīng)該是（）A.第一個(gè)數(shù)大于第二個(gè)數(shù)B.第一個(gè)數(shù)小于第二個(gè)數(shù)C.兩個(gè)數(shù)相等D.無法確定7、在一個(gè)電氣控制系統(tǒng)中，有一個(gè)由PLC控制的溫度報(bào)警電路。當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)，報(bào)警燈應(yīng)亮起，但實(shí)際情況是報(bào)警燈閃爍。可能的原因是？（）A.報(bào)警燈故障B.PLC輸出點(diǎn)接觸不良C.控制程序邏輯錯(cuò)誤D.以上都有可能8、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的功耗和速度之間的平衡。以下哪種方法可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)這種平衡？（）A.選擇低功耗的邏輯門B.降低時(shí)鐘頻率C.優(yōu)化電路的布局和布線D.以上都是9、在一個(gè)由三極管構(gòu)成的共基極放大電路中，已知三極管的β=100，集電極電阻RC=2kΩ，發(fā)射極電阻RE=1kΩ，電源電壓VCC=12V，基極電流IB=20μA。忽略三極管的飽和壓降，請(qǐng)問該電路的電壓增益約為多少？（）A.-50B.-100C.50D.10010、某電氣控制系統(tǒng)中，有一個(gè)由運(yùn)算放大器組成的比較器電路。當(dāng)輸入信號(hào)超過設(shè)定閾值時(shí)，輸出電平發(fā)生翻轉(zhuǎn)。若運(yùn)算放大器的供電電壓不穩(wěn)定，會(huì)對(duì)比較結(jié)果產(chǎn)生什么影響？（）A.比較結(jié)果提前翻轉(zhuǎn)B.比較結(jié)果延遲翻轉(zhuǎn)C.比較結(jié)果不變D.比較結(jié)果錯(cuò)誤11、在一個(gè)集成運(yùn)放構(gòu)成的滯回比較器中，參考電壓VREF=3V，反饋電阻R2=10kΩ，電阻R1=20kΩ。當(dāng)輸入電壓從0逐漸增加時(shí)，輸出電壓發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓約為多少？（）A.1V和5VB.2V和4VC.3V和3VD.4V和2V12、在一個(gè)電氣控制系統(tǒng)中，使用了一臺(tái)軟啟動(dòng)器來啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。軟啟動(dòng)器可以逐漸增加電動(dòng)機(jī)的電壓，從而減小啟動(dòng)電流。如果軟啟動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置不正確，可能會(huì)導(dǎo)致什么后果？（）A.電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)緩慢B.電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)C.啟動(dòng)電流過大D.以上都有可能13、某工廠的電氣控制系統(tǒng)中，有一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)。當(dāng)變頻器的頻率從40Hz增加到50Hz時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量顯著增加，但同時(shí)噪聲也明顯增大?？赡艿脑蚴?？（）A.風(fēng)機(jī)葉片損壞B.電機(jī)軸承磨損C.風(fēng)道堵塞D.以上都有可能14、對(duì)于一個(gè)乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，已知電源電壓為±15V，負(fù)載電阻為8Ω，三極管的飽和壓降為1V。假設(shè)輸入信號(hào)為正弦波，那么該電路的最大輸出功率約為多少？（）A.14.06WB.11.25WC.7.03WD.5.625W15、電氣控制中，常常需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。運(yùn)算放大器是一種常用的信號(hào)放大器件，具有高增益、高輸入阻抗等特點(diǎn)。在使用運(yùn)算放大器時(shí)，需要合理設(shè)置外部電路參數(shù)。以下關(guān)于運(yùn)算放大器使用的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以構(gòu)成反相放大器和同相放大器B.輸出電壓不會(huì)超過電源電壓C.不需要考慮輸入信號(hào)的頻率D.失調(diào)電壓和溫漂會(huì)影響放大精度二、多選題（本大題共10小題，每小題2分，共20分．有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在電力系統(tǒng)的規(guī)劃中，以下哪些因素會(huì)影響線路的選型？（）A.輸送容量B.線路長(zhǎng)度C.環(huán)境條件D.投資成本2、在電力系統(tǒng)的規(guī)劃中，以下哪些因素需要考慮智能電網(wǎng)的發(fā)展？（）A.通信技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用B.分布式能源的接入和管理C.電力市場(chǎng)的發(fā)展和D.環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展3、對(duì)于數(shù)字系統(tǒng)的接口電路，以下哪些功能是常見的？（）A.電平轉(zhuǎn)換B.數(shù)據(jù)緩沖C.信號(hào)隔離D.時(shí)鐘同步4、在電力系統(tǒng)的故障分析中，以下哪些工具可以用于計(jì)算故障電流？（）A.對(duì)稱分量法B.短路電流計(jì)算軟件C.電路分析軟件D.經(jīng)驗(yàn)公式法5、以下關(guān)于電力系統(tǒng)中的柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）的描述，正確的有（）A.可以靈活控制電力系統(tǒng)參數(shù)B.提高系統(tǒng)的輸電能力C.增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.降低系統(tǒng)損耗6、以下關(guān)于電磁波在各向異性介質(zhì)中的傳播，正確的是（）A.速度與方向有關(guān)B.偏振特性會(huì)改變C.遵循不同的波動(dòng)方程D.能量傳播方向不變7、以下關(guān)于電力系統(tǒng)中的直流輸電的優(yōu)點(diǎn)，正確的有（）A.輸電距離不受限制B.不存在無功功率問題C.可以實(shí)現(xiàn)非同步聯(lián)網(wǎng)D.線路損耗小8、在電力系統(tǒng)的規(guī)劃中，以下哪些因素會(huì)影響變電站的容量選擇？（）A.負(fù)荷增長(zhǎng)預(yù)測(cè)B.電源的接入容量C.電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和可靠性要求D.環(huán)境和土地利用限制9、在電力變壓器的運(yùn)行中，以下哪些因素會(huì)影響其效率（）A.負(fù)載大小B.鐵芯材質(zhì)C.繞組電阻D.冷卻方式10、在電子電路的電源設(shè)計(jì)中，以下哪些因素需要考慮？（）A.輸出電壓穩(wěn)定性B.輸出電流能力C.效率D.紋波電壓三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）一個(gè)電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)電池的健康狀態(tài)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)。請(qǐng)分析如何進(jìn)行電池管理系統(tǒng)的健康狀態(tài)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)，包括電池參數(shù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、模型建立等方面，并說明在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題。2、（本題5分）某工廠的電氣設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)，需要解決數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析等問題。請(qǐng)分析遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)，如傳感器選擇、通信協(xié)議制定等，并提出系統(tǒng)開發(fā)的方案和步驟，以提高設(shè)備維護(hù)管理的效率和精度。3、（本題5分）在智能工廠中，自動(dòng)化生產(chǎn)線的協(xié)同控制面臨挑戰(zhàn)。請(qǐng)分析可以采取哪些方法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線的協(xié)同控制，如分布式控制、集中控制、混合控制等，并說明這些方法的優(yōu)勢(shì)。4、（本題5分）某工廠的電氣設(shè)備節(jié)能改造后，運(yùn)行成本并未明顯降低。分析可能的原因，如節(jié)能措施效果不佳、設(shè)備運(yùn)行管理不善等，并提出進(jìn)一步優(yōu)化的建議。5、（本題5分）某電力變電站在運(yùn)行過程中，多次發(fā)生短路故障，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重威脅。請(qǐng)?jiān)敿?xì)分析短路故障產(chǎn)生的原因，如設(shè)備絕緣損壞、雷