2025年自動化控制電子技術測試試題及答案考試時長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：2025年自動化控制電子技術測試試題考核對象：自動化、電子信息類相關專業(yè)學生及行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.模擬信號經(jīng)過采樣后可以直接傳輸，無需進行量化處理。2.在放大電路中，共射極接法具有最高的輸入阻抗和最低的輸出阻抗。3.施密特觸發(fā)器具有回差特性，可以有效抑制噪聲干擾。4.PWM控制技術通過改變脈沖寬度來調節(jié)輸出功率，屬于模擬控制方法。5.伺服電機在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其反饋信號通常來自編碼器。6.理想運放的開環(huán)增益為無窮大，因此實際應用中無需考慮頻率響應。7.數(shù)字濾波器比模擬濾波器具有更好的穩(wěn)定性和可編程性。8.在PLC控制系統(tǒng)中，定時器指令（TON）用于實現(xiàn)延時控制功能。9.光電耦合器可以完全隔離輸入和輸出電路，適用于強電控制弱電信號。10.伺服系統(tǒng)的PID控制器中，積分環(huán)節(jié)主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪種電路可以實現(xiàn)信號的電壓放大？A.并聯(lián)諧振電路B.整流電路C.共射極放大電路D.濾波電路2.在數(shù)字電路中，TTL邏輯門比CMOS邏輯門具有更高的功耗。A.正確B.錯誤3.下列哪種傳感器適用于檢測旋轉角度？A.溫度傳感器B.光電傳感器C.編碼器D.壓力傳感器4.在伺服系統(tǒng)中，前饋控制主要用于補償系統(tǒng)的時間延遲。A.正確B.錯誤5.運算放大器的反相輸入端接地時，其輸出電壓與輸入電壓呈反相比例關系。A.正確B.錯誤6.在PLC編程中，比較指令（CMP）用于實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)的邏輯比較。A.正確B.錯誤7.光纖通信的主要優(yōu)勢是抗電磁干擾能力強。A.正確B.錯誤8.在數(shù)字信號處理中，DFT（離散傅里葉變換）適用于非周期信號的頻譜分析。A.正確B.錯誤9.伺服電機的減速器主要作用是提高輸出扭矩。A.正確B.錯誤10.施密特觸發(fā)器的回差電壓越大，其抗干擾能力越強。A.正確B.錯誤三、多選題（每題2分，共20分）1.下列哪些屬于模擬信號處理的基本環(huán)節(jié)？A.采樣B.量化C.濾波D.編碼2.在放大電路中，共基極接法具有以下哪些特點？A.輸入阻抗低B.輸出阻抗高C.電流放大系數(shù)小于1D.電壓放大系數(shù)接近13.伺服系統(tǒng)的PID控制器中，微分環(huán)節(jié)主要用于抑制系統(tǒng)振蕩。A.正確B.錯誤4.下列哪些屬于PLC編程的基本指令？A.輸入指令（I）B.輸出指令（O）C.定時器指令（TON）D.邏輯運算指令（AND/OR）5.光電耦合器的主要作用包括哪些？A.信號隔離B.電平轉換C.抗干擾D.功率放大6.在數(shù)字濾波器中，F(xiàn)IR濾波器比IIR濾波器具有以下哪些優(yōu)勢？A.階數(shù)可調B.無相位失真C.計算復雜度低D.穩(wěn)定性高7.伺服電機的編碼器通常分為哪兩種類型？A.旋轉變壓器B.光電編碼器C.磁柵傳感器D.脈沖編碼器8.在運算放大器電路中，以下哪些屬于負反饋應用？A.反相放大器B.同相放大器C.電壓跟隨器D.差分放大器9.光纖通信系統(tǒng)的核心部件包括哪些？A.光源B.光纖C.光探測器D.信號放大器10.施密特觸發(fā)器的典型應用場景包括哪些？A.波形整形B.霍爾效應傳感器C.脈沖鑒幅D.模擬信號數(shù)字化四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某自動化生產(chǎn)線采用伺服電機控制機械臂運動，系統(tǒng)要求機械臂在1秒內從0°勻速旋轉到90°，并保持位置精度±0.1°。已知伺服電機的編碼器分辨率為2000ppr（脈沖/轉），電機額定轉速為3000rpm。請回答：（1）計算機械臂旋轉一周所需的編碼器脈沖數(shù)。（2）若采用PID控制器，試分析比例（P）、積分（I）、微分（D）三個環(huán)節(jié)的作用。案例2：某PLC控制系統(tǒng)用于控制電機的啟停，輸入信號為按鈕信號（SB1啟動，SB2停止），輸出信號為接觸器KM（控制電機）。請寫出實現(xiàn)該功能的PLC梯形圖邏輯，并說明定時器T0的作用。案例3：某數(shù)字濾波器設計要求：帶通頻率范圍為100Hz~1000Hz，采樣頻率為5000Hz。請簡述FIR濾波器和IIR濾波器的設計方法，并說明選擇哪種濾波器更合適。五、論述題（每題11分，共22分）1.試論述模擬信號與數(shù)字信號在處理過程中的主要區(qū)別，并分析各自的優(yōu)勢和局限性。2.在伺服控制系統(tǒng)中，PID參數(shù)整定的常用方法有哪些？請結合實際案例說明如何優(yōu)化PID參數(shù)以提高系統(tǒng)性能。---標準答案及解析一、判斷題1.錯誤（采樣后需量化處理）2.錯誤（共射極輸入阻抗低，輸出阻抗高）3.正確4.錯誤（PWM屬于數(shù)字控制）5.正確6.錯誤（實際運放存在頻率限制）7.正確8.正確9.正確10.正確二、單選題1.C2.B3.C4.A5.A6.A7.A8.A9.A10.A三、多選題1.A,B,C2.B,D3.A4.A,B,C,D5.A,B,C6.B,D7.B,D8.A,B,C9.A,B,C10.A,C,D四、案例分析案例1：（1）機械臂旋轉一周所需的編碼器脈沖數(shù)=2000ppr×1轉=2000脈沖（2）PID控制器作用：-P環(huán)節(jié)：根據(jù)當前誤差產(chǎn)生控制作用，快速響應。-I環(huán)節(jié)：消除穩(wěn)態(tài)誤差，長期跟蹤。-D環(huán)節(jié)：抑制系統(tǒng)振蕩，提高穩(wěn)定性。案例2：PLC梯形圖邏輯：```|---[SB1]---[OR]---[SB2]---[RSTKM]---||||---[TONT0]---[KM]-------------------|```定時器T0作用：實現(xiàn)電機啟動后的延時控制（如延時5秒后自動停止）。案例3：FIR濾波器設計方法：窗函數(shù)法、頻率采樣法；IIR濾波器設計方法：巴特沃斯、切比雪夫等。選擇FIR濾波器更合適，因其相位不失真且設計簡單。五、論述題1.模擬信號與數(shù)字信號的主要區(qū)別：-模擬信號連續(xù)變化，易受噪聲干擾；數(shù)字信號離散量化，抗干擾能力強。-模擬信號處理依賴硬件電路，數(shù)字信號處理可通過軟件實現(xiàn)靈活控制。-模擬信號傳輸易衰減