山東交通學院《數(shù)控技術(shù)》2023-2024學年第一學期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁山東交通學院

《數(shù)控技術(shù)》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在計算機控制系統(tǒng)的控制器設計中，以下哪種控制算法在處理復雜非線性系統(tǒng)時具有優(yōu)勢？（）A.傳統(tǒng)的PID控制算法，因其簡單易用，適用于所有類型的系統(tǒng)B.模糊控制算法，能夠處理難以建立精確數(shù)學模型的非線性系統(tǒng)，通過模糊推理和規(guī)則庫進行控制決策，具有較強的魯棒性和適應性C.最優(yōu)控制算法，總是能夠在各種情況下提供最優(yōu)的控制性能D.前饋控制算法，單獨使用就可以實現(xiàn)對復雜非線性系統(tǒng)的完美控制2、在計算機控制的機器人系統(tǒng)中，軌跡規(guī)劃是實現(xiàn)精確運動控制的關(guān)鍵。當要求機器人在有限的時間內(nèi)從起始點以最短路徑到達目標點，并避開障礙物時，以下哪種軌跡規(guī)劃算法更適用？（）A.直線插補算法，簡單直接B.圓弧插補算法，適用于曲線運動C.多項式插補算法，可靈活設定運動曲線D.隨機生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化3、在計算機控制系統(tǒng)的采樣過程中，例如要確定合適的采樣周期以保證系統(tǒng)性能，以下哪個因素對采樣周期的選擇影響最大？（）A.不考慮任何因素，隨機選擇采樣周期B.被控對象的動態(tài)特性，包括時間常數(shù)和自然頻率等，采樣周期應遠小于被控對象的最小時間常數(shù)，以準確捕捉系統(tǒng)的變化C.系統(tǒng)的抗干擾性能，采樣周期越短，抗干擾能力越強D.只考慮計算機的計算能力，而不考慮系統(tǒng)特性4、在計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術(shù)中，以下描述不正確的是：（）A.現(xiàn)場總線是一種用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)字通信網(wǎng)絡B.現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)現(xiàn)場設備之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享C.不同的現(xiàn)場總線標準具有不同的特點和適用范圍D.現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性問題5、在計算機控制的醫(yī)療設備中，如輸液泵、呼吸機等，需要保證控制的精度和安全性。當設備出現(xiàn)故障或異常情況時，以下哪種報警和保護機制能夠及時有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報警B.自動停機C.緊急呼叫D.以上都是6、在計算機控制技術(shù)的汽車電子控制系統(tǒng)中，對于發(fā)動機控制和制動系統(tǒng)控制的特點，以下哪一種比較是最恰當?shù)?？（）A.發(fā)動機控制主要關(guān)注燃油噴射、點火時機等參數(shù)的精確控制，以提高燃燒效率和動力性能；制動系統(tǒng)控制則側(cè)重于實現(xiàn)快速、平穩(wěn)的制動，保障行車安全B.汽車電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機控制比制動系統(tǒng)控制更為復雜和關(guān)鍵，因為發(fā)動機是汽車的動力源C.發(fā)動機控制和制動系統(tǒng)控制都可以采用簡單的開環(huán)控制策略，因為汽車的運行環(huán)境相對穩(wěn)定D.制動系統(tǒng)控制對實時性的要求不高，而發(fā)動機控制需要快速響應各種工況變化7、對于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下敘述不準確的是（）A.DCS是一種將控制功能分散、管理功能集中的控制系統(tǒng)，它由多個控制站、操作站和通信網(wǎng)絡組成B.各個控制站可以獨立完成局部的控制任務，通過通信網(wǎng)絡與操作站進行數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制C.DCS具有可靠性高、擴展性好、組態(tài)靈活等優(yōu)點，廣泛應用于大型工業(yè)過程控制領(lǐng)域D.DCS是一種完全獨立的控制系統(tǒng)，與其他控制系統(tǒng)無法進行集成和通信8、對于計算機控制系統(tǒng)中的實時操作系統(tǒng)選擇，假設要為一個對時間要求嚴格的控制應用選擇操作系統(tǒng)，以下哪個操作系統(tǒng)特性是關(guān)鍵的？（）A.不考慮操作系統(tǒng)特性，選擇隨意B.任務調(diào)度的實時性和確定性，能夠保證關(guān)鍵任務在規(guī)定的時間內(nèi)得到執(zhí)行，避免任務的延遲和不確定性對控制性能產(chǎn)生影響C.只關(guān)注操作系統(tǒng)的功能豐富性，忽略實時性D.不使用實時操作系統(tǒng)，采用通用操作系統(tǒng)9、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字濾波技術(shù)可以有效地去除噪聲干擾。關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)，以下描述錯誤的是（）A.常見的數(shù)字濾波方法有算術(shù)平均值濾波、中值濾波、加權(quán)平均值濾波等B.不同的數(shù)字濾波方法適用于不同類型的噪聲，需要根據(jù)實際情況選擇合適的濾波方法C.數(shù)字濾波可以完全消除噪聲，使信號恢復到原始的真實狀態(tài)D.數(shù)字濾波可以在硬件電路中實現(xiàn)，也可以通過軟件算法在計算機中實現(xiàn)10、在計算機控制的自動化生產(chǎn)線中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通常會采用冗余技術(shù)。當關(guān)鍵的控制器出現(xiàn)故障時，以下哪種冗余方式能夠最快地實現(xiàn)無縫切換，確保生產(chǎn)不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余11、在計算機控制技術(shù)中，實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于存儲和管理實時數(shù)據(jù)。它具有高并發(fā)、快速讀寫、數(shù)據(jù)一致性等特點。例如，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，實時數(shù)據(jù)庫能夠及時記錄電網(wǎng)的運行狀態(tài)。以下關(guān)于實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的說法，不正確的是：（）A.實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠保證數(shù)據(jù)的實時性和準確性B.實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的架構(gòu)和普通數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)沒有區(qū)別C.實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要支持數(shù)據(jù)的備份和恢復機制D.實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能優(yōu)化是一個重要的研究方向12、在計算機控制的物流配送系統(tǒng)中，車輛路徑的優(yōu)化和調(diào)度是提高配送效率、降低成本的重要環(huán)節(jié)。當面臨多個配送點、不同貨物需求和時間限制時，以下哪種路徑優(yōu)化算法更能找到最優(yōu)的配送方案？（）A.遺傳算法，通過模擬進化過程搜索最優(yōu)解B.蟻群算法，利用螞蟻覓食行為尋找路徑C.貪心算法，每次選擇局部最優(yōu)解D.隨機選擇路徑，不進行優(yōu)化13、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求（Real-timeRequirement）中，以下說法錯誤的是：（）A.實時性是指系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成對輸入信號的處理和輸出響應B.對于不同的應用場景，計算機控制系統(tǒng)的實時性要求不同C.提高系統(tǒng)的硬件性能和優(yōu)化軟件算法可以提高系統(tǒng)的實時性D.只要系統(tǒng)的響應速度足夠快，就一定滿足實時性要求14、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)（IndustrialEthernet）應用中，以下描述不正確的是：（）A.工業(yè)以太網(wǎng)是將以太網(wǎng)技術(shù)應用于工業(yè)控制領(lǐng)域的通信網(wǎng)絡B.工業(yè)以太網(wǎng)具有高速、可靠、開放性好等優(yōu)點C.工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線可以無縫集成，無需進行任何轉(zhuǎn)換D.工業(yè)以太網(wǎng)在實時性和確定性方面還存在一些挑戰(zhàn)，需要采取特殊的技術(shù)措施來保證15、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機選型中，以下關(guān)于IPC（工業(yè)控制計算機）和PLC（可編程邏輯控制器）的比較，哪種說法是不正確的？（）A.IPC具有強大的計算能力和豐富的軟件資源，適用于復雜的控制算法和數(shù)據(jù)處理任務，但環(huán)境適應性相對較差B.PLC則具有高可靠性、抗干擾能力強、編程簡單等特點，適用于對可靠性要求高、控制邏輯相對固定的場合C.在實際應用中，可以根據(jù)具體的控制需求和現(xiàn)場環(huán)境，選擇IPC或PLC，或者將兩者結(jié)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢D.IPC的發(fā)展已經(jīng)完全取代了PLC，在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC已經(jīng)很少被使用，而IPC成為了主流的控制設備二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述計算機控制在冶金行業(yè)的應用。2、（本題5分）簡述控制技術(shù)的定義和作用。3、（本題5分）什么是智能通風控制？4、（本題5分）闡述多變量系統(tǒng)的控制器參數(shù)整定。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的汽車電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動機控制、底盤控制、車身控制等，分析控制算法和技術(shù)在提高汽車性能和安全性方面的應用。2、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的舞臺燈光音響控制技術(shù)。解釋舞臺燈光和音響設備的控制要求和效果設計，分析如何通過計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)精彩的舞臺演出效果。3、（本題5分）在計算機控制技術(shù)中，預測控制算法在處理約束和優(yōu)化問題方面具有獨特的優(yōu)勢。請深入論述預測控制中的動態(tài)矩陣控制（DMC）和廣義預測控制（GPC）的基本原理和算法步驟。分析這兩種預測控制算法在模型精度要求、計算復雜度和控制性能方面的特點。結(jié)合實際的工業(yè)過程控制實例，說明如何選擇合適的預測控制算法，并討論在預測控制中如何處理多變量、非線性和時變系統(tǒng)的問題。4、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的采樣定理，解釋其原理和重要性，分析在實際系統(tǒng)中如何確定合適的采樣頻率，以避免頻譜混疊和信息丟失，同時考慮對系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制精度的影響。5、（本題5分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的無線傳感器網(wǎng)絡在控制中的應用，討論無線傳感器網(wǎng)絡的特點、組網(wǎng)方式、數(shù)據(jù)傳輸可靠性，以及在控制領(lǐng)域中的應