江南大學(xué)《計算機控制系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁江南大學(xué)《計算機控制系統(tǒng)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在計算機控制技術(shù)的先進(jìn)控制策略應(yīng)用中，比如對于具有大滯后、非線性特性的被控對象，以下哪種先進(jìn)控制方法可能更有效？（）A.堅持使用傳統(tǒng)的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制或預(yù)測控制等先進(jìn)控制策略，能夠更好地處理復(fù)雜的被控對象特性，提高控制精度和適應(yīng)性C.不了解先進(jìn)控制方法，不進(jìn)行應(yīng)用D.認(rèn)為先進(jìn)控制方法復(fù)雜，不嘗試使用2、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，以下關(guān)于實時操作系統(tǒng)的作用和特點，哪一項是不正確的？（）A.實時操作系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成對外部事件的響應(yīng)和處理，滿足系統(tǒng)的實時性要求B.它提供了任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、中斷處理等功能，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了一個穩(wěn)定、高效的運行環(huán)境C.實時操作系統(tǒng)通常具有較小的內(nèi)核和較低的資源占用，以確保系統(tǒng)能夠快速啟動和運行D.實時操作系統(tǒng)不支持多任務(wù)處理，只能按照順序依次執(zhí)行任務(wù)，無法滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求3、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度計算，假設(shè)要評估一個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度和魯棒性，以下哪個指標(biāo)是重要的？（）A.不計算穩(wěn)定性裕度，無法評估系統(tǒng)B.相位裕度和幅值裕度，它們能夠定量地反映系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面的儲備，相位裕度越大，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性越好；幅值裕度越大，系統(tǒng)對參數(shù)變化的不敏感性越強C.只關(guān)注穩(wěn)定性，不考慮裕度D.不了解穩(wěn)定性裕度的概念和計算方法4、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設(shè)計中，以下關(guān)于界面布局和操作便捷性的描述，哪一項是正確的？（）A.人機交互界面的布局應(yīng)簡潔明了，操作流程應(yīng)符合用戶習(xí)慣，提供清晰的反饋和提示信息，以提高用戶的操作效率和滿意度，減少誤操作的可能性B.界面布局和操作便捷性對系統(tǒng)性能影響不大，不需要特別關(guān)注C.為了追求美觀，界面布局可以復(fù)雜一些，操作流程可以繁瑣一些D.人機交互界面只要功能齊全，不需要考慮用戶體驗5、在計算機控制的飛行器姿態(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6、在計算機控制技術(shù)的多變量控制系統(tǒng)中，以下關(guān)于其特點和控制策略的描述，哪一項是正確的？（）A.多變量控制系統(tǒng)具有多個輸入和多個輸出，變量之間存在耦合關(guān)系。控制策略包括解耦控制、預(yù)測控制、自適應(yīng)控制等。解耦控制用于消除變量之間的耦合；預(yù)測控制考慮系統(tǒng)的未來行為；自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)變化調(diào)整控制器參數(shù)。這些策略旨在實現(xiàn)良好的控制性能B.多變量控制系統(tǒng)與單變量控制系統(tǒng)沒有本質(zhì)區(qū)別，控制策略可以通用C.多變量控制系統(tǒng)過于復(fù)雜，不適合在實際工程中應(yīng)用D.多變量控制系統(tǒng)的控制策略只需要考慮當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)，不需要考慮未來的變化7、在計算機控制技術(shù)中，系統(tǒng)的仿真和測試是必不可少的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于系統(tǒng)仿真和測試的描述，哪一項是錯誤的？（）A.仿真可以在實際系統(tǒng)構(gòu)建之前，對系統(tǒng)的性能進(jìn)行預(yù)測和評估，降低開發(fā)成本和風(fēng)險B.測試可以驗證系統(tǒng)的功能和性能是否滿足設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)潛在的問題C.可以使用數(shù)學(xué)模型和仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)的離線仿真，也可以在實際硬件上進(jìn)行在線測試D.系統(tǒng)的仿真和測試結(jié)果總是準(zhǔn)確可靠的，能夠完全反映系統(tǒng)在實際運行中的情況8、在計算機控制的自動化生產(chǎn)線中，需要對多個執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)各執(zhí)行機構(gòu)之間存在強耦合關(guān)系時，為了實現(xiàn)精確的同步和協(xié)調(diào)動作，以下哪種控制策略是關(guān)鍵的？（）A.分散控制策略，每個執(zhí)行機構(gòu)獨立控制B.集中控制策略，由一個中央控制器統(tǒng)一指揮C.主從控制策略，確定一個主執(zhí)行機構(gòu)，其他為從執(zhí)行機構(gòu)D.解耦控制策略，消除或減弱各執(zhí)行機構(gòu)之間的相互影響9、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)（Actuator），以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)控制器的輸出信號，對被控對象施加控制作用B.常見的執(zhí)行機構(gòu)有電動、氣動和液壓等類型C.執(zhí)行機構(gòu)的性能指標(biāo)包括行程、速度、精度和驅(qū)動力等D.執(zhí)行機構(gòu)的選擇只取決于被控對象的特性，與控制要求無關(guān)10、在計算機控制技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)延遲對控制性能的影響，以下哪種分析是最深入和全面的？（）A.網(wǎng)絡(luò)延遲會導(dǎo)致控制信號的傳輸滯后，影響系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。延遲的不確定性還可能導(dǎo)致系統(tǒng)的振蕩和失穩(wěn)。為了減小網(wǎng)絡(luò)延遲的影響，可以采用預(yù)測控制、事件觸發(fā)控制等方法，同時優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和硬件設(shè)施B.網(wǎng)絡(luò)延遲對控制性能的影響較小，可以通過增加緩沖區(qū)來解決，無需對控制算法進(jìn)行特殊設(shè)計C.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，只要網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠大，就可以忽略網(wǎng)絡(luò)延遲的影響D.網(wǎng)絡(luò)延遲只影響數(shù)據(jù)的傳輸速度，不影響控制效果，因此在設(shè)計控制系統(tǒng)時無需考慮11、在計算機控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計中，以下關(guān)于冗余技術(shù)和故障診斷與容錯技術(shù)的描述，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.冗余技術(shù)通過增加備份設(shè)備或部件來提高系統(tǒng)的可靠性，故障診斷與容錯技術(shù)則能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理故障，使系統(tǒng)在部分故障情況下仍能正常工作，綜合應(yīng)用這些技術(shù)可以顯著提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可用性B.冗余技術(shù)和故障診斷與容錯技術(shù)成本高、效果不明顯，不值得采用C.只要系統(tǒng)設(shè)計合理，就不需要考慮冗余技術(shù)和故障診斷與容錯技術(shù)D.冗余技術(shù)會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，應(yīng)盡量避免使用；故障診斷與容錯技術(shù)則難以實現(xiàn)，實際應(yīng)用價值不大12、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（Stability）分析，以下說法錯誤的是：（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動后，能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)或保持在一定范圍內(nèi)的能力B.可以通過勞斯判據(jù)、根軌跡法等方法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是所有特征根都位于復(fù)平面的左半平面D.只要系統(tǒng)的開環(huán)增益足夠大，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的13、在計算機控制的數(shù)控機床刀具磨損監(jiān)測中，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地判斷刀具的磨損程度？（）A.基于振動信號分析的方法B.基于切削力監(jiān)測的方法C.基于圖像分析的方法D.以上方法綜合運用14、在計算機控制技術(shù)的工業(yè)機器人控制中，對于軌跡規(guī)劃和運動控制算法的設(shè)計，以下哪種考慮是最為關(guān)鍵的？（）A.軌跡規(guī)劃和運動控制算法需要考慮機器人的動力學(xué)特性、關(guān)節(jié)限制、工作空間約束以及任務(wù)要求，以實現(xiàn)精確、平穩(wěn)、高效的運動控制B.工業(yè)機器人控制中，軌跡規(guī)劃和運動控制算法的設(shè)計主要依賴于機器人的機械結(jié)構(gòu)和硬件性能，軟件算法的作用相對較小C.軌跡規(guī)劃和運動控制算法應(yīng)盡量簡化，以降低計算量和控制成本，即使?fàn)奚欢ǖ目刂凭纫苍谒幌.工業(yè)機器人的控制只需要保證基本的運動功能，對于復(fù)雜的軌跡和高精度的要求可以忽略15、在計算機控制系統(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)是將計算機技術(shù)嵌入到設(shè)備中，實現(xiàn)特定功能的專用計算機系統(tǒng)B.具有體積小、功耗低、實時性強等特點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16、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)方面，考慮到工業(yè)現(xiàn)場存在的各種干擾源，以下哪種抗干擾措施是最為基礎(chǔ)和重要的？（）A.不采取任何抗干擾措施，任由系統(tǒng)受到干擾B.良好的接地技術(shù)，包括單點接地、多點接地和混合接地等方式，合理的接地能夠有效地抑制共模干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性C.單純依靠屏蔽技術(shù)，不考慮接地D.認(rèn)為抗干擾不重要，不進(jìn)行相關(guān)設(shè)計17、在計算機控制技術(shù)中，多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計具有一定的難度。多個變量之間可能存在耦合關(guān)系，需要進(jìn)行解耦處理。例如，在一個化工反應(yīng)釜的溫度和壓力控制系統(tǒng)中，溫度和壓力之間存在相互影響。以下關(guān)于多變量控制系統(tǒng)的說法，錯誤的是：（）A.可以通過矩陣運算等方法對多變量系統(tǒng)進(jìn)行建模和分析B.解耦控制可以將多變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個單變量系統(tǒng)，簡化控制設(shè)計C.多變量控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析比單變量系統(tǒng)更復(fù)雜D.多變量控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中很少見，一般可以通過簡化為單變量系統(tǒng)來處理18、在計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波技術(shù)中，為了去除信號中的噪聲和干擾，提高數(shù)據(jù)的可靠性，需要選擇合適的濾波算法。當(dāng)信號中存在高頻噪聲和隨機脈沖干擾時，以下哪種數(shù)字濾波方法效果更顯著？（）A.中值濾波，去除脈沖干擾B.算術(shù)平均濾波，平滑信號C.加權(quán)平均濾波，突出近期數(shù)據(jù)的影響D.不進(jìn)行濾波處理，直接使用原始數(shù)據(jù)19、在計算機控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下敘述不準(zhǔn)確的是（）A.狀態(tài)空間模型能夠全面描述系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和外部輸入輸出關(guān)系B.通過狀態(tài)空間模型，可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性等特性C.狀態(tài)空間模型的求解需要一定的數(shù)學(xué)知識和計算方法，如矩陣運算和線性代數(shù)D.狀態(tài)空間模型只適用于線性系統(tǒng)，對于非線性系統(tǒng)無法進(jìn)行描述和分析20、當(dāng)研究計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波（DigitalFiltering）技術(shù)時，以下哪種說法不準(zhǔn)確？（）A.數(shù)字濾波是通過數(shù)字算法對輸入信號進(jìn)行濾波處理，去除噪聲和干擾B.常見的數(shù)字濾波方法有中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等C.數(shù)字濾波可以在硬件上實現(xiàn)，也可以在軟件中通過編程實現(xiàn)D.數(shù)字濾波的效果完全取決于濾波算法的選擇，與采樣頻率無關(guān)21、對于計算機控制技術(shù)中的數(shù)字濾波技術(shù)，在去除信號中的噪聲和干擾時，以下哪種濾波方法的效果通常最為顯著？（）A.中值濾波能夠有效地去除脈沖噪聲，對于突變的干擾信號有很好的抑制作用；均值濾波則可以平滑信號，但可能會使信號的細(xì)節(jié)丟失；卡爾曼濾波結(jié)合了預(yù)測和測量，能夠在動態(tài)環(huán)境中提供較為準(zhǔn)確的濾波效果B.數(shù)字濾波技術(shù)的效果取決于濾波器的階數(shù)，階數(shù)越高，濾波效果越好C.只要增加采樣頻率，就可以提高數(shù)字濾波的效果，無需選擇特定的濾波方法D.數(shù)字濾波技術(shù)對于高頻噪聲的去除效果較好，但對于低頻噪聲往往無能為力22、在計算機控制的數(shù)控機床中，刀具路徑的規(guī)劃和控制精度直接影響加工零件的質(zhì)量。當(dāng)加工復(fù)雜形狀的零件時，以下哪種刀具路徑規(guī)劃方法更能提高加工精度和效率？（）A.等參數(shù)線法，沿曲線參數(shù)均勻分布刀位點B.等距環(huán)切法，減少刀具空行程C.行切法，簡單易行但可能存在殘留高度D.隨意生成刀具路徑，不考慮加工要求23、對于計算機控制系統(tǒng)中的離散化方法（DiscretizationMethod），以下觀點不正確的是（）A.離散化方法將連續(xù)的控制系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)學(xué)模型，以便在計算機中進(jìn)行處理B.常用的離散化方法有前向差分法、后向差分法和雙線性變換法等C.不同的離散化方法對系統(tǒng)的性能影響不大，可以隨意選擇D.在選擇離散化方法時，需要考慮系統(tǒng)的特性、精度要求和計算復(fù)雜度等因素24、在計算機控制系統(tǒng)的硬件平臺（HardwarePlatform）選擇中，以下說法錯誤的是：（）A.硬件平臺的選擇需要考慮系統(tǒng)的性能要求、成本預(yù)算和開發(fā)難度等因素B.可以選擇工業(yè)控制計算機、嵌入式系統(tǒng)或可編程控制器等作為硬件平臺C.不同的硬件平臺具有不同的特點和適用場景，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇D.一旦選擇了硬件平臺，就不能再更改，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)重新設(shè)計25、計算機控制技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它涵蓋了從數(shù)據(jù)采集、處理到控制決策的整個過程。在一個復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中，需要對多個變量進(jìn)行實時監(jiān)測和控制。例如，在一個化工生產(chǎn)流程中，溫度、壓力、流量和濃度等參數(shù)都需要精確控制。以下關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的描述，不正確的是：（）A.計算機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制算法，提高控制精度和穩(wěn)定性B.它可以快速響應(yīng)系統(tǒng)的變化，及時調(diào)整控制策略C.計算機控制系統(tǒng)完全不會受到外界干擾，能夠始終保持穩(wěn)定運行D.其可靠性和可維護(hù)性對于工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)運行至關(guān)重要26、在計算機控制系統(tǒng)的組成部分中，關(guān)于傳感器（Sensor）的作用，以下描述不正確的是：（）A.傳感器用于檢測被控對象的各種物理量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號B.傳感器的精度和響應(yīng)速度對控制系統(tǒng)的性能有重要影響C.不同類型的傳感器可以測量不同的物理量，如溫度、壓力、位移等D.傳感器輸出的信號可以直接被控制器處理，無需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換和調(diào)理27、在計算機控制的造紙生產(chǎn)過程中，需要對紙張的厚度、濕度等進(jìn)行均勻控制。當(dāng)生產(chǎn)線上存在多個控制環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)時，以下哪種控制結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)整體的優(yōu)化控制？（）A.串級控制B.比值控制C.均勻控制D.以上都是28、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成與協(xié)同控制方面，以下哪種挑戰(zhàn)是最常見的？（）A.不同子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議不一致，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作B.各個子系統(tǒng)的性能都很優(yōu)秀，不存在協(xié)同控制的問題C.系統(tǒng)集成只需要將硬件連接起來，軟件不需要進(jìn)行整合D.協(xié)同控制不需要考慮系統(tǒng)的整體性能和優(yōu)化目標(biāo)29、對于計算機控制系統(tǒng)中的實時操作系統(tǒng)選擇，以下哪種因素是最為關(guān)鍵的？（）A.實時操作系統(tǒng)的價格，越便宜越好B.關(guān)鍵因素包括任務(wù)調(diào)度算法的有效性、中斷響應(yīng)時間的快速性、內(nèi)存管理的高效性、內(nèi)核的可裁剪性等。一個優(yōu)秀的實時操作系統(tǒng)能夠確?？刂葡到y(tǒng)的實時性和可靠性要求，滿足各種復(fù)雜控制任務(wù)的需求C.實時操作系統(tǒng)的界面是否友好，操作是否簡單D.實時操作系統(tǒng)支持的編程語言種類，越多越好30、對于計算機控制系統(tǒng)中的運動控制，假設(shè)要精確控制一個機械臂的運動軌跡，以下哪個控制參數(shù)的精度要求最高？（）A.不考慮控制參數(shù)精度，運動控制不準(zhǔn)確B.位置控制精度，直接影響機械臂到達(dá)目標(biāo)位置的準(zhǔn)確性，對于高精度的運動控制任務(wù)至關(guān)重要C.速度控制精度，影響運動的平穩(wěn)性D.加速度控制精度，對機械沖擊有影響二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在計算機控制技術(shù)中，多智能體系統(tǒng)的協(xié)同控制是實現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的有效手段。請深入論述多智能體系統(tǒng)的基本概念和模型，如一致性問題、分布式控制等。分析多智能體系統(tǒng)協(xié)同控制的策略和算法。結(jié)合實際的應(yīng)用場景，如無人機編隊飛行、智