錦州醫(yī)科大學(xué)《控制工程綜合實(shí)踐》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁錦州醫(yī)科大學(xué)《控制工程綜合實(shí)踐》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，多變量控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)具有一定的難度。多個(gè)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(gè)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(cuò)誤的是：（）A.可以通過矩陣運(yùn)算等方法對(duì)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(gè)單變量系統(tǒng)，簡(jiǎn)化控制設(shè)計(jì)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(shí)際應(yīng)用中很少見，一般可以通過簡(jiǎn)化為單變量系統(tǒng)來處理2、在計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃中，如果要求機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中避免與障礙物碰撞，同時(shí)優(yōu)化運(yùn)動(dòng)路徑，以下哪種方法是有效的？（）A.人工勢(shì)場(chǎng)法，構(gòu)建虛擬的勢(shì)場(chǎng)引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)B.快速搜索隨機(jī)樹（RRT）算法，隨機(jī)探索可行路徑C.A*算法，尋找最優(yōu)路徑D.以上方法結(jié)合使用3、在計(jì)算機(jī)控制的航空航天領(lǐng)域中，需要對(duì)飛行器的姿態(tài)、速度等進(jìn)行精確控制。當(dāng)飛行器處于復(fù)雜的飛行環(huán)境和高動(dòng)態(tài)條件下，以下哪種控制方法能夠更好地保證飛行的穩(wěn)定性和安全性？（）A.最優(yōu)控制B.魯棒控制C.自適應(yīng)控制D.模型預(yù)測(cè)控制4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的節(jié)能控制（Energy-savingControl）策略中，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.節(jié)能控制旨在降低系統(tǒng)的能耗，同時(shí)保證系統(tǒng)的性能和生產(chǎn)要求B.可以通過優(yōu)化控制算法、調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制C.節(jié)能控制會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益沒有幫助D.隨著能源成本的增加和環(huán)保要求的提高，節(jié)能控制在工業(yè)領(lǐng)域越來越受到重視5、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)換精度和速度的權(quán)衡時(shí)，以下哪一個(gè)觀點(diǎn)是最合理的？（）A.在選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來平衡轉(zhuǎn)換精度和速度。對(duì)于精度要求高而速度要求相對(duì)較低的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先選擇高精度的轉(zhuǎn)換器；對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高而對(duì)精度要求可以適當(dāng)放寬的系統(tǒng)，則應(yīng)注重轉(zhuǎn)換器的速度B.A/D和D/A轉(zhuǎn)換的精度和速度是相互獨(dú)立的，不存在權(quán)衡的問題，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)預(yù)算盡可能選擇高精度和高速度的轉(zhuǎn)換器C.為了保證系統(tǒng)性能，應(yīng)始終選擇具有最高精度和最快速度的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，而不考慮成本和其他因素D.轉(zhuǎn)換精度比速度更重要，因?yàn)榫戎苯佑绊懴到y(tǒng)的控制效果，而速度的影響相對(duì)較小，可以通過其他方式來彌補(bǔ)6、對(duì)于局域網(wǎng)中的無線局域網(wǎng)（WLAN）組建，以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.無線局域網(wǎng)使用無線信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，擺脫了線纜的束縛，使網(wǎng)絡(luò)接入更加靈活方便B.在組建無線局域網(wǎng)時(shí)，需要選擇合適的無線接入點(diǎn)（AP），設(shè)置SSID、加密方式和信道等參數(shù)，以確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性C.無線信號(hào)的覆蓋范圍和傳輸速率受到障礙物、距離和干擾等因素的影響，因此需要合理規(guī)劃AP的位置和數(shù)量D.無線局域網(wǎng)的安全性不如有線局域網(wǎng)，容易受到黑客攻擊和竊聽，因此不適合在對(duì)安全性要求較高的場(chǎng)合使用7、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、關(guān)節(jié)控制、力控制等都依賴于計(jì)算機(jī)控制。例如，在汽車生產(chǎn)線上的焊接機(jī)器人需要精確控制焊接位置和力度。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是：（）A.可以采用離線編程的方式，提前規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡B.機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要具備高速計(jì)算和實(shí)時(shí)響應(yīng)的能力C.傳感器反饋對(duì)于機(jī)器人的精確控制作用不大，可以忽略D.機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要與其他設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)8、當(dāng)利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)時(shí)，如果系統(tǒng)受到頻繁的外部干擾，導(dǎo)致溫度波動(dòng)較大，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性，以下哪種改進(jìn)措施是有效的？（）A.增加傳感器的采樣頻率B.加大控制器的輸出幅度C.引入前饋控制環(huán)節(jié)，對(duì)干擾進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償D.降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度9、在計(jì)算機(jī)控制的光伏電站系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），提高發(fā)電效率，以下哪種控制算法是常用的？（）A.擾動(dòng)觀察法，通過不斷擾動(dòng)工作點(diǎn)尋找最大功率點(diǎn)B.電導(dǎo)增量法，根據(jù)電導(dǎo)變化判斷最大功率點(diǎn)C.模糊控制算法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則調(diào)整工作點(diǎn)D.以上算法結(jié)合使用10、當(dāng)談到閉環(huán)控制系統(tǒng)（Closed-loopControlSystem）的工作原理時(shí)，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋回路將輸出量與期望值進(jìn)行比較，并根據(jù)偏差產(chǎn)生控制作用B.反饋信號(hào)可以是輸出量的全部或部分，用于修正控制輸入C.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠克服各種擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響，實(shí)現(xiàn)精確控制D.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，控制器的參數(shù)一旦設(shè)定就不能再調(diào)整，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定11、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，選擇合適的控制器類型和參數(shù)對(duì)于系統(tǒng)性能的優(yōu)化起著關(guān)鍵作用。當(dāng)面對(duì)一個(gè)具有大滯后特性的被控對(duì)象，要求系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度和較小的超調(diào)量時(shí)，以下哪種控制器更有可能滿足要求？（）A.PID控制器，通過比例、積分和微分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)B.模糊控制器，基于模糊邏輯和規(guī)則推理C.智能優(yōu)化算法控制器，如遺傳算法優(yōu)化的控制器D.隨機(jī)選擇一種控制器，不考慮被控對(duì)象的特性12、在計(jì)算機(jī)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(zhǔn)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(yù)定的軌跡飛行。兩者相輔相成，對(duì)于飛行器的安全、準(zhǔn)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?yàn)樽藨B(tài)不穩(wěn)定會(huì)直接導(dǎo)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(duì)次要，可以通過其他方式進(jìn)行補(bǔ)償13、在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，需要對(duì)多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間存在強(qiáng)耦合關(guān)系時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)精確的同步和協(xié)調(diào)動(dòng)作，以下哪種控制策略是關(guān)鍵的？（）A.分散控制策略，每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立控制B.集中控制策略，由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一指揮C.主從控制策略，確定一個(gè)主執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其他為從執(zhí)行機(jī)構(gòu)D.解耦控制策略，消除或減弱各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的相互影響14、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下敘述不準(zhǔn)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(gè)控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò)組成B.各個(gè)控制站可以獨(dú)立完成局部的控制任務(wù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)與操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制C.DCS具有可靠性高、擴(kuò)展性好、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)過程控制領(lǐng)域D.DCS是一種完全獨(dú)立的控制系統(tǒng)，與其他控制系統(tǒng)無法進(jìn)行集成和通信15、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保障。以下關(guān)于RTOS的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求B.它具有任務(wù)調(diào)度、中斷管理、內(nèi)存管理等功能，提高系統(tǒng)的資源利用率和響應(yīng)速度C.RTOS通常適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如航空航天、工業(yè)控制等D.任何一種操作系統(tǒng)都可以作為RTOS使用，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲煤蛢?yōu)化16、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)方面，以下關(guān)于硬件抗干擾和軟件抗干擾措施的描述，哪種是不準(zhǔn)確的？（）A.硬件抗干擾措施包括采用濾波電路、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)等，從物理層面減少干擾信號(hào)的影響B(tài).軟件抗干擾措施則通過數(shù)字濾波、軟件陷阱、指令冗余等方法，提高系統(tǒng)對(duì)干擾的容忍能力和恢復(fù)能力C.硬件抗干擾和軟件抗干擾措施相互配合，可以有效地提高計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.硬件抗干擾措施效果顯著，而軟件抗干擾措施作用有限，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮硬件抗干擾，而軟件抗干擾可以作為輔助手段17、在計(jì)算機(jī)控制的玻璃制造工藝中，需要對(duì)熔爐的溫度和玻璃液的流動(dòng)進(jìn)行精確控制。當(dāng)工藝參數(shù)需要頻繁調(diào)整且調(diào)整幅度較大時(shí)，以下哪種控制器具有更好的適應(yīng)性和魯棒性？（）A.常規(guī)PID控制器B.智能PID控制器C.非線性控制器D.以上都不是18、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總線技術(shù)中，以下關(guān)于內(nèi)部總線和外部總線的區(qū)別，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.內(nèi)部總線是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件之間進(jìn)行通信的總線，如CPU與內(nèi)存、CPU與I/O接口之間的總線B.外部總線是指計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間進(jìn)行通信的總線，如USB、PCI、ISA等總線C.內(nèi)部總線的速度通常比外部總線快，因?yàn)閮?nèi)部總線的傳輸距離短，信號(hào)干擾小D.內(nèi)部總線和外部總線的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是完全相同的，可以相互兼容和替換19、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的PID控制器（PIDController），以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.PID控制器由比例（P）、積分（I）和微分（D）三個(gè)環(huán)節(jié)組成，通過調(diào)整這三個(gè)參數(shù)可以改善系統(tǒng)的控制性能B.比例環(huán)節(jié)主要影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，比例系數(shù)越大，響應(yīng)速度越快，但可能導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)增大C.積分環(huán)節(jié)用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過強(qiáng)可能使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩D.微分環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能影響較小，可以忽略不計(jì)，只依靠比例和積分環(huán)節(jié)就能滿足大多數(shù)控制需求20、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性要求極高。為了確保患者的安全和治療效果，以下哪種措施是必不可少的？（）A.采用多重備份和冗余設(shè)計(jì)B.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件和硬件測(cè)試C.遵循相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范D.以上都是21、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯(cuò)控制，下列說法不正確的是：（）A.故障診斷技術(shù)能夠及時(shí)檢測(cè)和識(shí)別系統(tǒng)中的故障，為容錯(cuò)控制提供依據(jù)B.容錯(cuò)控制通過采取冗余、重構(gòu)等措施，使系統(tǒng)在故障情況下仍能保持一定的性能C.故障診斷和容錯(cuò)控制可以完全避免系統(tǒng)故障的發(fā)生，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.這些技術(shù)的應(yīng)用需要考慮系統(tǒng)的成本、復(fù)雜性和性能要求等因素22、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，若要實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)機(jī)械臂的精確位置控制，需要選擇合適的控制算法。當(dāng)系統(tǒng)存在較大的非線性和不確定性因素時(shí)，以下哪種控制算法可能更適合？（）A.PID控制B.模糊控制C.自適應(yīng)控制D.前饋控制23、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)可以基于連續(xù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，通過離散化將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。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B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)法是直接根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和數(shù)字控制器的特點(diǎn)，在z域中進(jìn)行設(shè)計(jì)，無需經(jīng)過連續(xù)系統(tǒng)到離散系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過程C.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性等性能指標(biāo)，通過調(diào)整控制器的參數(shù)來滿足這些要求D.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)一旦完成，就不能再進(jìn)行修改和優(yōu)化，即使系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境或控制要求發(fā)生變化24、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制（OptimalControl）理論，以下說法不正確的是（）A.最優(yōu)控制的目標(biāo)是在滿足一定約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)B.可以通過求解最優(yōu)控制問題的數(shù)學(xué)模型，得到最優(yōu)的控制策略C.最優(yōu)控制在實(shí)際應(yīng)用中往往難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樾枰_的系統(tǒng)模型和大量的計(jì)算資源D.最優(yōu)控制理論只適用于理論研究，對(duì)實(shí)際的控制系統(tǒng)沒有任何指導(dǎo)意義25、在計(jì)算機(jī)控制的污水處理廠中，需要對(duì)生物反應(yīng)池中的溶解氧濃度進(jìn)行精確控制。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)和水量波動(dòng)較大時(shí)，以下哪種控制方法能夠更快速地響應(yīng)變化，維持溶解氧濃度在合適的范圍內(nèi)？（）A.模糊PID控制B.自適應(yīng)模糊控制C.專家系統(tǒng)控制D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)要分析計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)機(jī)器人中的作用。2、（本題5分）簡(jiǎn)要說明數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法有哪些。3、（本題5分）什么是非線性預(yù)測(cè)控制？4、（本題5分）簡(jiǎn)要分析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的非線性控制問題。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）針對(duì)一個(gè)熱電廠的凝結(jié)水泵，設(shè)計(jì)其流量和揚(yáng)程的控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的聲音強(qiáng)度控制系統(tǒng)，使聲音強(qiáng)度在0-120dB范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，誤差小于±2dB。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能交通系統(tǒng)中的智能鐵路道口管理系統(tǒng)。4、（本題5分）針對(duì)一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物料輸送系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料輸送的自動(dòng)化控制。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的流量分布調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流量在管道內(nèi)的均勻分布。四、論述題（本大題