北京理工大學(xué)《計算機(jī)控制系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計算機(jī)控制系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在計算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下描述錯誤的是：（）A.常用的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、上升時間等，用于衡量系統(tǒng)的控制效果B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與期望值之間的偏差，超調(diào)量表示系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大幅度C.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到干擾到重新恢復(fù)穩(wěn)定所需的時間，上升時間則是指系統(tǒng)輸出從0上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時間D.這些性能指標(biāo)是相互獨立的，優(yōu)化一個指標(biāo)不會對其他指標(biāo)產(chǎn)生影響2、在計算機(jī)控制的飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)中，由于飛行器的動態(tài)特性復(fù)雜且對控制的實時性要求苛刻，以下哪種控制器結(jié)構(gòu)和算法能夠滿足要求？（）A.串級控制結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性B.狀態(tài)反饋控制，基于系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行精確控制C.智能PID控制，結(jié)合智能算法優(yōu)化PID參數(shù)D.以上控制結(jié)構(gòu)和算法結(jié)合使用3、在計算機(jī)控制的紡織生產(chǎn)線上，需要對紗線的張力、速度等參數(shù)進(jìn)行實時控制。當(dāng)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)斷紗等突發(fā)情況時，以下哪種應(yīng)急處理機(jī)制能夠快速響應(yīng)并減少損失？（）A.自動停機(jī)并報警B.快速切換備用設(shè)備C.自動調(diào)整工藝參數(shù)D.以上都是4、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波算法（DigitalFilteringAlgorithm）選擇中，以下描述錯誤的是（）A.數(shù)字濾波算法用于去除輸入信號中的噪聲和干擾，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性B.常見的數(shù)字濾波算法有均值濾波、中值濾波、卡爾曼濾波等C.不同的數(shù)字濾波算法具有不同的特點和適用范圍，應(yīng)根據(jù)信號特性和要求進(jìn)行選擇D.數(shù)字濾波算法越復(fù)雜，濾波效果越好，應(yīng)優(yōu)先選擇復(fù)雜的算法5、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯技術(shù)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.故障診斷是及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障并確定其位置和類型的過程，容錯技術(shù)則是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時采取措施保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運行B.故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷、基于知識的診斷等，不同方法各有優(yōu)缺點C.容錯技術(shù)包括硬件容錯、軟件容錯和信息容錯等，通過冗余和備份機(jī)制提高系統(tǒng)的可靠性D.故障診斷和容錯技術(shù)只在關(guān)鍵的計算機(jī)控制系統(tǒng)中需要應(yīng)用，對于一般的控制系統(tǒng)來說，沒有必要考慮6、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計中，以下關(guān)于冗余技術(shù)的描述，不正確的是哪一項？（）A.冗余技術(shù)是通過增加備份設(shè)備或部件，提高系統(tǒng)在故障情況下的生存能力和可靠性B.常見的冗余方式有硬件冗余、軟件冗余和信息冗余等，它們可以單獨使用，也可以組合使用C.硬件冗余包括并聯(lián)冗余、備用冗余和表決冗余等，能夠在硬件故障時實現(xiàn)快速切換和恢復(fù)D.冗余技術(shù)會增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，因此在任何情況下都應(yīng)盡量避免使用，而采用其他可靠性措施7、在計算機(jī)控制技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化中，關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護(hù)的作用，以下哪一種解釋是最準(zhǔn)確的？（）A.電網(wǎng)調(diào)度通過實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，合理分配電力資源，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運行；繼電保護(hù)則在電網(wǎng)發(fā)生故障時迅速動作，隔離故障區(qū)域，保護(hù)設(shè)備和電網(wǎng)的安全B.電力系統(tǒng)自動化中，電網(wǎng)調(diào)度的重要性高于繼電保護(hù)，因為調(diào)度直接影響電力的供應(yīng)和分配C.繼電保護(hù)主要用于保護(hù)發(fā)電設(shè)備，對于電網(wǎng)的整體運行影響較??；電網(wǎng)調(diào)度則主要關(guān)注輸電和配電環(huán)節(jié)D.電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護(hù)的功能可以由人工操作來替代，計算機(jī)控制技術(shù)在這方面的作用不大8、在計算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備中，例如輸液泵，精確控制藥液的流速和流量是保障治療效果和患者安全的重要因素。當(dāng)需要根據(jù)患者的病情實時調(diào)整輸液速度時，以下哪種控制算法更能滿足要求？（）A.比例積分微分（PID）控制算法，綜合調(diào)節(jié)B.模糊邏輯控制算法，模擬人類思維C.開環(huán)控制算法，不考慮反饋D.固定速度輸液，不進(jìn)行調(diào)整9、對于一個計算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)，要實現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制，需要準(zhǔn)確的模型和高性能的算法。在模型不確定或存在較大誤差的情況下，以下哪種控制方法能夠較好地適應(yīng)并實現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤？（）A.自適應(yīng)控制，根據(jù)系統(tǒng)運行情況自動調(diào)整控制器參數(shù)B.魯棒控制，在模型存在不確定性時仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.最優(yōu)控制，尋求最優(yōu)的控制策略D.智能控制，結(jié)合多種智能算法進(jìn)行控制10、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)集成技術(shù)，以下對于其概念和實現(xiàn)方法的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)集成技術(shù)是將不同的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)資源整合為一個協(xié)調(diào)工作的整體，實現(xiàn)方法包括硬件集成、軟件集成和通信集成等，通過標(biāo)準(zhǔn)化接口和協(xié)議，確保各部分之間的無縫連接和高效協(xié)同工作B.系統(tǒng)集成技術(shù)就是將各種設(shè)備簡單地連接在一起，不需要考慮兼容性和協(xié)同性C.系統(tǒng)集成技術(shù)難度大，成本高，不適合在一般計算機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用D.系統(tǒng)集成技術(shù)只關(guān)注硬件設(shè)備的連接，不涉及軟件和通信方面11、對于計算機(jī)控制技術(shù)中的自適應(yīng)控制，在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或存在未知干擾的情況下，以下哪種說法是最能體現(xiàn)其優(yōu)勢的？（）A.自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和環(huán)境變化，自動調(diào)整控制器的參數(shù)，以保持良好的控制性能，無需人工干預(yù)B.自適應(yīng)控制需要大量的先驗知識和精確的系統(tǒng)模型，否則難以發(fā)揮作用C.自適應(yīng)控制在應(yīng)對系統(tǒng)參數(shù)緩慢變化時效果較好，但對于突發(fā)的、劇烈的變化可能無法及時響應(yīng)D.相比于傳統(tǒng)的固定參數(shù)控制，自適應(yīng)控制的計算復(fù)雜度高，實現(xiàn)成本高，因此在實際應(yīng)用中應(yīng)謹(jǐn)慎選擇12、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)的能源管理（EnergyManagement），以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.計算機(jī)控制系統(tǒng)可以通過優(yōu)化控制策略來降低能源消耗B.可以監(jiān)測和分析系統(tǒng)的能源使用情況，為節(jié)能提供依據(jù)C.能源管理只適用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)，對于小型系統(tǒng)意義不大D.采用節(jié)能型的硬件設(shè)備和軟件算法可以提高系統(tǒng)的能源效率13、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)交互界面設(shè)計中，如果需要操作人員能夠直觀、方便地監(jiān)控和操作控制系統(tǒng)，以下哪個方面是需要重點關(guān)注的？（）A.界面的布局和顏色搭配B.操作的便捷性和響應(yīng)速度C.數(shù)據(jù)的可視化展示方式D.以上都是14、有關(guān)計算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下哪種說法是比較合理的？（）A.智能控制算法如遺傳算法、蟻群算法、粒子群優(yōu)化算法等在控制系統(tǒng)中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)化和自適應(yīng)能力。它們能夠處理復(fù)雜的優(yōu)化問題和不確定的系統(tǒng)環(huán)境，為控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的思路和方法B.智能控制算法過于理論化，在實際的計算機(jī)控制系統(tǒng)中難以應(yīng)用C.智能控制算法只適用于高端的計算機(jī)控制系統(tǒng)，對于一般的系統(tǒng)沒有必要D.智能控制算法可以替代傳統(tǒng)的控制算法，完全不需要傳統(tǒng)控制的知識15、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的工業(yè)控制計算機(jī)（IPC），以下關(guān)于其特點和應(yīng)用的描述，不正確的是哪一項？（）A.IPC具有較高的可靠性、實時性和抗干擾能力，能夠適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境條件B.它通常采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)，可以根據(jù)不同的控制需求靈活配置硬件和軟件C.IPC可以運行通用的操作系統(tǒng)和控制軟件，具有豐富的接口和通信能力，能夠與各種現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行連接和通信D.IPC只適用于小型工業(yè)控制系統(tǒng)，對于大型、復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，需要使用專用的控制器16、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的滯后補(bǔ)償（Dead-timeCompensation）技術(shù)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.滯后現(xiàn)象會降低系統(tǒng)的控制性能，需要進(jìn)行補(bǔ)償B.可以采用史密斯預(yù)估器（SmithPredictor）等方法來補(bǔ)償滯后C.滯后補(bǔ)償能夠完全消除滯后對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)性能恢復(fù)到無滯后時的水平D.滯后補(bǔ)償?shù)男Ч艿侥Ｐ途群蛥?shù)變化的影響，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化17、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）應(yīng)用中，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.嵌入式系統(tǒng)是將計算機(jī)技術(shù)嵌入到設(shè)備中，實現(xiàn)特定功能的專用計算機(jī)系統(tǒng)B.具有體積小、功耗低、實時性強(qiáng)等特點C.嵌入式系統(tǒng)在消費電子、汽車電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用D.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)難度較低，不需要專業(yè)的知識和技能18、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)（PerformanceIndex）方面，以下描述不正確的是：（）A.常見的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與期望值之間的偏差C.超調(diào)量越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，性能越好D.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到擾動到重新穩(wěn)定所需的時間19、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯技術(shù)中，以下哪個選項是正確的？（）A.故障診斷和容錯技術(shù)只是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后進(jìn)行修復(fù)，不能預(yù)防故障B.故障診斷技術(shù)通過監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)、分析數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障并定位故障源。容錯技術(shù)則通過冗余設(shè)計、備份機(jī)制等手段，使系統(tǒng)在部分故障情況下仍能正常工作或快速恢復(fù)。例如，在航空航天領(lǐng)域，容錯計算機(jī)系統(tǒng)能夠保證飛行器在關(guān)鍵部件故障時仍能安全飛行C.故障診斷和容錯技術(shù)會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，應(yīng)盡量避免使用D.計算機(jī)控制系統(tǒng)的故障都是硬件故障，與軟件無關(guān)20、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）設(shè)計中，以下敘述不正確的是（）A.人機(jī)交互界面應(yīng)該具有友好的操作方式、清晰的信息顯示和及時的反饋B.考慮用戶的使用習(xí)慣和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美觀的界面設(shè)計比功能的實用性更重要，能夠吸引用戶的注意力D.可以采用觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等多種輸入方式，滿足不同用戶的需求二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明計算機(jī)控制在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明采樣周期的選擇原則。3、（本題5分）解釋計算機(jī)控制系統(tǒng)中的模糊滑?？刂啤Ｈ?、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個航空發(fā)動機(jī)的燃油噴射控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計一個計算機(jī)控制的顏色變化速度控制系統(tǒng)，精確控制顏色變化速度。3、（本題5分）設(shè)計一個機(jī)器人的平衡行走控制系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計一個基于計算機(jī)的濕度變化率控制系統(tǒng)，控制濕度變化率在給定范圍內(nèi)。5、（本題5分）