武漢軟件工程職業(yè)學院《計算機控制技術（英語）》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頁武漢軟件工程職業(yè)學院

《計算機控制技術（英語）》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15個小題，每小題2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、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求（Real-timeRequirement）方面，以下描述錯誤的是（）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.對于一些對時間要求嚴格的控制系統(tǒng)（如工業(yè)過程控制），實時性至關重要C.影響實時性的因素包括計算機的運算速度、數(shù)據(jù)采集和傳輸速度、控制算法的復雜度等D.只要計算機的性能足夠強大，就可以忽略系統(tǒng)的實時性要求，因為總能及時完成任務2、在計算機控制的電力系統(tǒng)中，電壓和頻率的穩(wěn)定控制是保障供電質(zhì)量的重要任務。當電力系統(tǒng)負載發(fā)生突然變化時，以下哪種控制方法更能快速恢復電壓和頻率的穩(wěn)定？（）A.自動發(fā)電控制（AGC），協(xié)調(diào)發(fā)電機組的出力B.無功補償控制，改善功率因數(shù)C.手動調(diào)節(jié)變壓器分接頭，改變電壓D.不采取任何控制措施，等待系統(tǒng)自行恢復3、在計算機控制系統(tǒng)的自適應控制中，系統(tǒng)能夠根據(jù)對象特性的變化自動調(diào)整控制參數(shù)。當被控對象的特性隨工作條件發(fā)生較大變化時，以下哪種自適應控制方法更能快速適應并保持良好的控制性能？（）A.模型參考自適應控制，參考理想模型進行調(diào)整B.自校正控制，在線估計對象參數(shù)并調(diào)整控制器C.無模型自適應控制，不依賴對象模型D.固定參數(shù)控制，不進行自適應調(diào)整4、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求方面，例如在一個高速自動化生產(chǎn)線上的控制應用，以下哪個因素對系統(tǒng)的實時性能影響最為顯著？（）A.不考慮實時性要求，導致生產(chǎn)出錯B.控制器的計算速度和算法復雜度，高效的算法和快速的硬件能夠減少計算時間，確保系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成控制任務C.只關注系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，忽略實時性D.不優(yōu)化系統(tǒng)的軟件和硬件，影響實時性能5、計算機控制系統(tǒng)中的信號調(diào)理環(huán)節(jié)用于對傳感器輸出的信號進行處理和優(yōu)化。對于信號調(diào)理，以下哪一項描述是錯誤的？（）A.信號調(diào)理可以包括放大、濾波、線性化等操作，以改善信號質(zhì)量B.它能夠將傳感器的微弱輸出信號放大到適合計算機處理的范圍C.濾波可以去除信號中的噪聲和干擾，提高信號的純度和可信度D.信號調(diào)理環(huán)節(jié)的功能是單一的，只能進行一種操作，如放大或濾波6、在計算機控制的風力發(fā)電系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)最大功率跟蹤和穩(wěn)定的輸出控制，需要對風機的轉速和槳距角進行實時調(diào)整。當風速頻繁變化時，以下哪種控制算法能夠更有效地提高風能的利用率？（）A.爬山搜索法B.擾動觀察法C.最優(yōu)轉矩控制D.以上都是7、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷中，及時準確地檢測和定位故障對于系統(tǒng)的正常運行至關重要。當系統(tǒng)出現(xiàn)異常輸出，但輸入正常時，以下哪種故障診斷方法更有助于快速確定故障源？（）A.基于模型的診斷方法，對比實際輸出與模型預測輸出B.基于信號處理的診斷方法，分析信號特征C.專家系統(tǒng)診斷方法，利用知識庫和推理規(guī)則D.盲目猜測故障原因，進行隨機維修8、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器（DigitalController）設計方法，以下說法錯誤的是（）A.常見的設計方法有Z變換法、根軌跡法和頻率響應法等B.這些設計方法的目的是確定控制器的參數(shù)，以滿足系統(tǒng)的性能指標要求C.數(shù)字控制器的設計不需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能，只關注穩(wěn)態(tài)誤差D.不同的設計方法適用于不同類型的系統(tǒng)和控制要求，需要根據(jù)具體情況選擇9、在計算機控制技術的電力系統(tǒng)自動化中，關于電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護的作用，以下哪一種解釋是最準確的？（）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)濟運行；繼電保護則在電網(wǎng)發(fā)生故障時迅速動作，隔離故障區(qū)域，保護設備和電網(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，因為調(diào)度直接影響電力的供應和分配C.繼電保護主要用于保護發(fā)電設備，對于電網(wǎng)的整體運行影響較小；電網(wǎng)調(diào)度則主要關注輸電和配電環(huán)節(jié)D.電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護的功能可以由人工操作來替代，計算機控制技術在這方面的作用不大10、在計算機控制的港口裝卸系統(tǒng)中，需要對起重機、輸送帶等設備進行協(xié)同控制。當設備之間的通信存在延遲和干擾時，以下哪種控制策略能夠保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行和高效作業(yè)？（）A.分布式控制B.集中式控制C.混合式控制D.以上都不是11、在計算機控制的半導體制造工藝中，需要對溫度、氣體流量、壓力等多個工藝參數(shù)進行高精度控制。當工藝要求不斷提高，對控制精度的要求達到亞微米級別時，以下哪種先進控制技術能夠滿足需求？（）A.預測控制B.滑?？刂艭.自抗擾控制D.以上都是12、在計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中，以下關于朱利穩(wěn)定判據(jù)的描述，不正確的是哪一項？（）A.朱利穩(wěn)定判據(jù)是一種直接在z域中判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，不需要將系統(tǒng)轉換到w平面B.該判據(jù)通過檢查系統(tǒng)特征方程的系數(shù)來確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了求解特征根的復雜過程C.朱利穩(wěn)定判據(jù)不僅可以判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，還能給出系統(tǒng)穩(wěn)定的程度和參數(shù)的允許范圍D.朱利穩(wěn)定判據(jù)適用于所有類型的計算機控制系統(tǒng)，包括線性和非線性、時變和時不變系統(tǒng)13、在計算機控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果需要對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品質(zhì)量進行實時監(jiān)測和控制，以下哪種質(zhì)量控制方法與計算機控制技術結合最為緊密？（）A.統(tǒng)計過程控制（SPC），基于統(tǒng)計分析進行質(zhì)量監(jiān)控B.六西格瑪管理，追求高質(zhì)量和低缺陷C.全面質(zhì)量管理（TQM），全員參與質(zhì)量管理D.質(zhì)量功能展開（QFD），將客戶需求轉化為技術要求14、關于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說法是錯誤的？（）A.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，由多個現(xiàn)場控制站和一個中央控制室組成，通過網(wǎng)絡進行通信和數(shù)據(jù)交換B.現(xiàn)場控制站負責對現(xiàn)場設備進行實時控制和數(shù)據(jù)采集，中央控制室負責對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控、調(diào)度和管理C.DCS具有可靠性高、開放性好、易于擴展和維護等優(yōu)點，廣泛應用于大型工業(yè)生產(chǎn)過程D.DCS中的各個節(jié)點是完全獨立的，沒有任何關聯(lián)和協(xié)調(diào)，各自完成自己的任務15、在計算機控制的生物發(fā)酵過程中，控制溫度、pH值和溶氧等參數(shù)對于發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要影響。當發(fā)酵過程具有時變和非線性特性時，以下哪種控制方法更能實現(xiàn)有效的過程控制？（）A.神經(jīng)網(wǎng)絡控制，模擬生物神經(jīng)系統(tǒng)B.專家控制，依據(jù)專家經(jīng)驗C.傳統(tǒng)PID控制，經(jīng)典控制方法D.放棄控制，讓發(fā)酵過程自然進行二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明如何實現(xiàn)滑?？刂频钠交袚Q。2、（本題5分）解釋計算機控制系統(tǒng)中的隨機網(wǎng)絡控制。3、（本題5分）簡要說明數(shù)字控制器的設計方法有哪些。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)的實時性改進技術，分析如何解決以太網(wǎng)在工業(yè)控制中存在的實時性不足問題，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性和可靠性。2、（本題5分）全面論述計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計，涵蓋硬件可靠性（如元器件選擇、冗余設計、故障診斷與容錯技術）和軟件可靠性（如代碼審查、軟件測試、錯誤恢復機制）。解釋可靠性設計的重要性和相關指標，分析各種可靠性設計技術的原理和實現(xiàn)方法。結合一個長期運行的關鍵計算機控制系統(tǒng)，說明如何通過可靠性設計確保系統(tǒng)的無故障運行時間和可維護性。3、（本題5分）詳細探討計算機控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）在高速實時控制中的應用，解釋FPGA的工作原理和開發(fā)流程，分析其在并行處理和硬件加速方面的優(yōu)勢。討論如何使用FPGA實現(xiàn)復雜的控制邏輯和算法，結合一個對實時性要求極高的運動控制系統(tǒng)，說明如何利用FPGA提高系統(tǒng)的響應速度和控制精度。4、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的過程監(jiān)控與質(zhì)量控制。解釋過程監(jiān)控的方法和指標，如統(tǒng)計過程控制（SPC）。分析質(zhì)量控制策略，如控制圖的應用和質(zhì)量改進措施，以確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。5、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的太陽能光伏控制技術。解釋太陽能光伏系統(tǒng)的原理和結構，闡述光伏陣列的