上海行健職業(yè)學院《計算機控制技術(shù)》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁上海行健職業(yè)學院

《計算機控制技術(shù)》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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、在計算機控制技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，比如要在一個小型的智能設(shè)備中實現(xiàn)控制功能，以下哪個方面是需要重點關(guān)注的？（）A.不關(guān)注嵌入式系統(tǒng)的特點，開發(fā)困難B.資源受限、功耗控制和實時性要求，嵌入式系統(tǒng)通常具有有限的計算資源和存儲空間，需要優(yōu)化算法和代碼以降低功耗，并保證控制任務(wù)的實時執(zhí)行C.只關(guān)注功能實現(xiàn)，忽略系統(tǒng)資源限制D.不采用嵌入式系統(tǒng)，使用通用計算機2、在計算機控制技術(shù)的PID控制器參數(shù)整定中，以下關(guān)于其重要性和常用方法的描述，哪一個是恰當?shù)模浚ǎ〢.PID控制器參數(shù)的整定直接影響控制系統(tǒng)的性能。通過試湊法、臨界比例度法、衰減曲線法等，可以確定合適的比例系數(shù)、積分時間和微分時間。整定過程需要結(jié)合系統(tǒng)的實際運行情況，不斷調(diào)整參數(shù)，以達到期望的控制效果，如快速響應(yīng)、小超調(diào)、無穩(wěn)態(tài)誤差等B.PID控制器的參數(shù)可以隨意設(shè)置，不需要進行整定C.PID控制器參數(shù)整定是一次性的工作，設(shè)置好后不需要再調(diào)整D.PID控制器已經(jīng)過時，不應(yīng)該在現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng)中使用3、在計算機控制系統(tǒng)的模型預測控制（ModelPredictiveControl，MPC）中，以下說法不正確的是（）A.MPC通過預測未來一段時間內(nèi)系統(tǒng)的輸出，并根據(jù)優(yōu)化目標計算最優(yōu)控制輸入B.它能夠處理約束條件，適用于具有多變量、非線性和約束的復雜系統(tǒng)C.MPC的計算復雜度較高，實時性要求較高的系統(tǒng)可能不太適用D.MPC不需要建立系統(tǒng)的精確模型，依靠經(jīng)驗和試錯就能實現(xiàn)良好的控制效果4、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)（Anti-interferenceTechnology）中，以下說法錯誤的是（）A.干擾會影響計算機控制系統(tǒng)的正常運行，降低系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.常見的干擾源有電源干擾、電磁干擾、信號傳輸干擾等C.可以采用硬件濾波、軟件濾波、接地、屏蔽等方法來抑制干擾D.一旦系統(tǒng)設(shè)計完成，就無法再采取抗干擾措施，只能接受干擾帶來的影響5、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術(shù)，以下說法錯誤的是：（）A.虛擬儀器是利用計算機軟件和硬件資源實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的技術(shù)B.虛擬儀器具有靈活性高、可擴展性強、成本低等優(yōu)點C.虛擬儀器只能用于測量和測試領(lǐng)域，不能用于控制領(lǐng)域D.開發(fā)虛擬儀器需要掌握相關(guān)的編程語言和開發(fā)工具6、在計算機控制的數(shù)控機床中，為了實現(xiàn)高精度的加工，需要對刀具的運動軌跡進行精確控制。當加工復雜的曲面零件時，以下哪種插補算法能夠提供更高的加工精度和表面質(zhì)量？（）A.直線插補B.圓弧插補C.樣條插補D.脈沖增量插補7、對于一個計算機控制的電力系統(tǒng)，需要實現(xiàn)電壓和頻率的穩(wěn)定控制，同時要應(yīng)對分布式能源的接入和負荷的變化。以下哪種控制策略能夠有效地協(xié)調(diào)各部分的運行？（）A.分層控制策略，將系統(tǒng)分為不同層次進行控制B.協(xié)調(diào)控制策略，綜合考慮各子系統(tǒng)的關(guān)系C.智能優(yōu)化控制策略，基于智能算法尋找最優(yōu)控制方案D.以上策略結(jié)合使用，適應(yīng)電力系統(tǒng)的復雜特性8、對于計算機控制系統(tǒng)中的硬件選型（HardwareSelection），以下說法錯誤的是（）A.硬件選型要考慮系統(tǒng)的性能要求、成本預算、環(huán)境條件等因素B.包括處理器、傳感器、執(zhí)行器、通信模塊等設(shè)備的選擇C.選擇最新、最高性能的硬件設(shè)備一定能保證系統(tǒng)的最優(yōu)性能，無需考慮其他因素D.硬件的兼容性和可擴展性也是選型時需要重點考慮的問題9、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器設(shè)計，當考慮采用PID控制算法時，以下關(guān)于其參數(shù)整定方法的描述，哪一項是最恰當?shù)?？（）A.PID參數(shù)的整定可以通過理論計算、實驗試湊或基于模型的方法來實現(xiàn)。實驗試湊法雖然簡單直觀，但需要反復調(diào)試，耗費時間；基于模型的方法則需要準確的系統(tǒng)模型，否則難以得到理想的參數(shù)B.PID控制算法的參數(shù)整定只需根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定一組固定的值，無需根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況進行調(diào)整，因為其具有較強的適應(yīng)性C.PID參數(shù)整定的關(guān)鍵在于使系統(tǒng)的響應(yīng)速度最快，而不必考慮超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差，只要能快速達到設(shè)定值即可D.數(shù)字控制器設(shè)計中應(yīng)盡量避免使用PID控制算法，因為其過于老舊，有許多更先進的控制算法可以替代，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等10、在計算機控制系統(tǒng)的安全防護方面，以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)攻擊和防護措施的描述，哪一項是準確的？（）A.計算機控制系統(tǒng)面臨著病毒、黑客攻擊、拒絕服務(wù)攻擊等多種網(wǎng)絡(luò)安全威脅，需要采取防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、加密技術(shù)等防護措施，同時加強用戶認證和權(quán)限管理，保障系統(tǒng)的安全運行B.計算機控制系統(tǒng)相對獨立，不會受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，不需要采取防護措施C.簡單的殺毒軟件就足以保護計算機控制系統(tǒng)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊D.網(wǎng)絡(luò)攻擊對計算機控制系統(tǒng)影響不大，不必過于關(guān)注防護措施11、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)（IndustrialNetwork），以下描述錯誤的是（）A.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)用于連接計算機控制系統(tǒng)中的各個設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和共享B.常見的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有現(xiàn)場總線（Fieldbus）、工業(yè)以太網(wǎng)（IndustrialEthernet）等C.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)具有高實時性、高可靠性和抗干擾能力強等特點D.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議是統(tǒng)一的，不同廠家的設(shè)備可以直接互聯(lián)互通，無需進行任何配置和調(diào)試12、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(luò)B.現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)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13、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的控制器實現(xiàn)方式，假設(shè)要在硬件上實現(xiàn)一個復雜的控制器，以下哪種硬件平臺是常見且高效的？（）A.不選擇合適的硬件平臺，實現(xiàn)效率低B.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA），具有并行處理能力和可定制性，能夠快速實現(xiàn)復雜的邏輯和算法，適用于對速度和性能要求較高的控制器實現(xiàn)C.專用集成電路（ASIC），成本高且靈活性差D.通用微處理器，處理速度可能無法滿足要求14、計算機控制系統(tǒng)的安全性是一個不容忽視的問題。以下關(guān)于系統(tǒng)安全性的描述，錯誤的是（）A.采取措施防止未經(jīng)授權(quán)的訪問、篡改和破壞，保障系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)的安全B.安裝防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等安全設(shè)備，加強網(wǎng)絡(luò)安全防護C.對系統(tǒng)進行定期的安全評估和漏洞掃描，及時發(fā)現(xiàn)并修復安全隱患D.系統(tǒng)安全性只與軟件和網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，與硬件設(shè)備無關(guān)15、在計算機控制技術(shù)的飛行器控制系統(tǒng)中，關(guān)于姿態(tài)控制和軌跡跟蹤控制的重要性，以下哪一種描述是最準確的？（）A.姿態(tài)控制確保飛行器在飛行過程中的穩(wěn)定姿態(tài)，軌跡跟蹤控制則使飛行器按照預定的軌跡飛行。兩者相輔相成，對于飛行器的安全、準確飛行至關(guān)重要B.姿態(tài)控制在飛行器起飛和降落階段比較重要，軌跡跟蹤控制在巡航階段更為關(guān)鍵C.飛行器控制系統(tǒng)中，姿態(tài)控制比軌跡跟蹤控制更為重要，因為姿態(tài)不穩(wěn)定會直接導致飛行事故D.軌跡跟蹤控制是飛行器控制系統(tǒng)的核心，姿態(tài)控制相對次要，可以通過其他方式進行補償16、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17、在計算機控制系統(tǒng)的信號處理環(huán)節(jié)，以下關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)的應(yīng)用和效果的說法，哪一個是正確的？（）A.數(shù)字濾波技術(shù)對提高信號質(zhì)量沒有作用，可有可無B.數(shù)字濾波技術(shù)能夠有效地去除信號中的噪聲和干擾，提高信號的準確性和可靠性。常見的數(shù)字濾波方法如中值濾波、均值濾波、巴特沃斯濾波等，各自適用于不同的信號特點和噪聲環(huán)境C.數(shù)字濾波技術(shù)會引入額外的誤差，不建議使用D.數(shù)字濾波技術(shù)只適用于模擬信號，對數(shù)字信號無效18、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，假設(shè)要判斷一個復雜的閉環(huán)控制系統(tǒng)在不同輸入條件下是否穩(wěn)定，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.僅通過觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，主觀判斷其穩(wěn)定性B.利用勞斯判據(jù)，通過計算系統(tǒng)特征方程的系數(shù)來確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該方法適用于線性定常系統(tǒng)，能準確判斷系統(tǒng)是否具有右半平面的極點，從而確定其穩(wěn)定性C.采用根軌跡法，繪制系統(tǒng)的根軌跡圖，通過觀察根軌跡是否穿越虛軸來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但對于高階系統(tǒng)計算較為復雜D.完全依賴模擬實驗，不進行理論分析19、計算機控制技術(shù)在能源管理領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于能源管理中的計算機控制的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以實現(xiàn)對能源生產(chǎn)、傳輸和分配過程的實時監(jiān)控和優(yōu)化控制，提高能源利用效率B.能夠?qū)δ茉聪倪M行精確計量和分析，為節(jié)能減排提供數(shù)據(jù)支持C.能源管理系統(tǒng)中的計算機控制可以與可再生能源系統(tǒng)集成，實現(xiàn)能源的綜合利用D.能源管理中的計算機控制技術(shù)只適用于大型工業(yè)企業(yè)，對小型商業(yè)和居民用戶沒有作用20、在計算機控制的智能倉儲物流系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)貨物的自動搬運和存儲。當倉庫空間有限且貨物搬運路徑復雜時，以下哪種路徑規(guī)劃算法能夠有效地提高搬運效率，減少碰撞和擁堵？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.蟻群算法D.以上都是二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是系統(tǒng)的穩(wěn)定性？在計算機控制中如何判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性？2、（本題5分）說明計算機控制在智能微波爐中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述智能家居系統(tǒng)中的控制技術(shù)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個電梯的運行控制系統(tǒng)，保障乘坐的舒適性和安全性。2、（本題5分）針對一個水泥廠的余熱發(fā)電過程，設(shè)計其蒸汽參數(shù)和發(fā)電量的控制系統(tǒng)。3、（本題5分）為一個數(shù)控機床的刀具交換系統(tǒng)設(shè)計自動控制程序。4、（本題5分）針對一個制藥廠的藥品生產(chǎn)過程，設(shè)計溫度、壓力和反應(yīng)時間的控制系統(tǒng)。5、（本題5分）利用計算機控制，設(shè)計一個水泥廠生料配料比例自動控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)