臺州學院《控制工程基礎》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頁臺州學院

《控制工程基礎》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、在計算機控制技術中，關于數(shù)字控制器的設計方法，以下哪種說法是不準確的？（）A.數(shù)字控制器的設計可以基于連續(xù)控制系統(tǒng)的設計方法，通過離散化將其轉換為數(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)字設計法是直接根據(jù)系統(tǒng)的性能指標和數(shù)字控制器的特點，在z域中進行設計，無需經(jīng)過連續(xù)系統(tǒng)到離散系統(tǒng)的轉換過程C.數(shù)字控制器的設計需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性和快速性等性能指標，通過調(diào)整控制器的參數(shù)來滿足這些要求D.數(shù)字控制器的設計一旦完成，就不能再進行修改和優(yōu)化，即使系統(tǒng)的運行環(huán)境或控制要求發(fā)生變化2、對于計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)4.0與智能制造，以下說法不準確的是：（）A.工業(yè)4.0強調(diào)通過信息技術實現(xiàn)制造業(yè)的智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡化轉型B.計算機控制技術在智能制造中發(fā)揮著關鍵作用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和優(yōu)化控制C.智能制造能夠提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的競爭力，但實施成本高昂，只有大型企業(yè)才能承擔D.工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展需要跨學科的知識和技術融合，以及企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和創(chuàng)新思維3、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4、在計算機控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性是重要的考慮因素。當需要在一個分布式計算機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)多個節(jié)點之間的高速、實時數(shù)據(jù)傳輸時，以下哪種通信協(xié)議更適合？（）A.CAN總線協(xié)議，具有高可靠性和實時性B.Ethernet以太網(wǎng)協(xié)議，廣泛應用但實時性一般C.Wi-Fi無線協(xié)議，方便但易受干擾D.藍牙協(xié)議，適用于短距離通信但速度較慢5、關于計算機控制系統(tǒng)的無線通信在控制中的應用，以下敘述錯誤的是：（）A.無線通信技術為計算機控制系統(tǒng)提供了更靈活的通信方式，擺脫了線纜的束縛B.常見的無線通信技術如藍牙、Wi-Fi、Zigbee等在工業(yè)控制中都有應用C.無線通信在控制中的應用存在信號干擾、傳輸距離有限、安全性等問題D.無線通信技術不穩(wěn)定，不適合在對可靠性要求高的計算機控制系統(tǒng)中使用6、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設計中，以下哪種原則是需要優(yōu)先遵循的？（）A.人機交互界面設計只注重美觀，不考慮操作的便捷性和信息的可讀性B.以用戶為中心的原則，充分考慮用戶的需求和操作習慣，設計簡潔、直觀、易于操作的界面，提供清晰的信息顯示和便捷的操作方式，同時確保界面的響應速度和穩(wěn)定性，提高用戶的工作效率和滿意度C.人機交互界面的功能越多越好，不管用戶是否能夠理解和使用D.人機交互界面不需要考慮不同用戶的權限和安全級別7、計算機控制系統(tǒng)的控制算法是實現(xiàn)系統(tǒng)性能的核心。以下關于控制算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.PID控制算法是一種經(jīng)典的控制算法，通過比例、積分和微分環(huán)節(jié)的組合來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制B.智能控制算法，如模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制，能夠處理復雜的非線性系統(tǒng)，但計算復雜度較高C.控制算法的選擇取決于系統(tǒng)的特性、控制要求和性能指標，沒有一種算法適用于所有情況D.一旦確定了控制算法，就不能根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行調(diào)整和優(yōu)化8、計算機控制技術在醫(yī)療設備中的應用日益廣泛。以下關于醫(yī)療設備中的計算機控制的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以實現(xiàn)醫(yī)療設備的精確控制和自動化操作，提高診斷和治療的準確性和效率B.能夠對患者的生理參數(shù)進行實時監(jiān)測和分析，為醫(yī)療決策提供依據(jù)C.醫(yī)療設備中的計算機控制系統(tǒng)對安全性和可靠性要求極高，需要嚴格的質(zhì)量控制和認證D.計算機控制技術在醫(yī)療設備中的應用已經(jīng)非常完善，不存在任何技術挑戰(zhàn)和風險9、在計算機控制的自動化生產(chǎn)線中，多個執(zhí)行機構需要協(xié)同工作以完成復雜的生產(chǎn)任務。當不同執(zhí)行機構的動作時間和順序需要精確協(xié)調(diào)時，以下哪種控制方式更能確保生產(chǎn)過程的順利進行？（）A.集中控制，由一個中央控制器統(tǒng)一指揮B.分散控制，各執(zhí)行機構獨立控制C.分級控制，分層次進行協(xié)調(diào)控制D.無序控制，各執(zhí)行機構隨機動作10、在計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器設計中，以下關于PID控制器的參數(shù)整定方法，哪種說法是不正確的？（）A.PID控制器的參數(shù)包括比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)，合理整定這些參數(shù)對于系統(tǒng)的性能至關重要B.常見的PID參數(shù)整定方法有Ziegler-Nichols法、臨界比例度法、試湊法等，每種方法都有其適用范圍和優(yōu)缺點C.在參數(shù)整定過程中，可以通過觀察系統(tǒng)的階躍響應曲線，根據(jù)超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、穩(wěn)態(tài)誤差等指標來調(diào)整參數(shù)，以獲得滿意的控制效果D.一旦確定了PID控制器的參數(shù)，在系統(tǒng)運行過程中就無需再進行調(diào)整，因為PID控制器具有良好的自適應能力，能夠自動適應系統(tǒng)的變化11、當利用計算機控制技術實現(xiàn)一個智能倉儲物流系統(tǒng)時，需要對貨物的分揀、搬運和存儲進行自動化控制。為了提高系統(tǒng)的靈活性和適應性，以下哪種技術的應用是重要的？（）A.機器視覺引導技術，實現(xiàn)精準的貨物識別和定位B.機器學習算法，優(yōu)化物流流程C.柔性制造技術，適應不同規(guī)格的貨物處理D.以上技術結合使用12、在計算機控制技術中，系統(tǒng)集成是將各個子系統(tǒng)和設備整合為一個完整的控制系統(tǒng)的過程。這需要解決硬件接口、軟件通信、協(xié)議轉換等一系列問題。例如，在一個智能工廠的建設中，需要將生產(chǎn)設備、自動化倉儲系統(tǒng)、質(zhì)量檢測系統(tǒng)等進行集成。以下關于系統(tǒng)集成的說法，錯誤的是：（）A.系統(tǒng)集成可以提高整個控制系統(tǒng)的效率和性能B.系統(tǒng)集成過程中需要充分考慮各個子系統(tǒng)的兼容性和互操作性C.系統(tǒng)集成只需要關注技術層面的問題，不需要考慮管理和組織因素D.良好的系統(tǒng)集成方案能夠降低系統(tǒng)的維護成本和復雜度13、在計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計中，以下關于冗余技術和故障診斷與容錯技術的描述，哪一項是恰當?shù)?？（）A.冗余技術通過增加備份設備或部件來提高系統(tǒng)的可靠性，故障診斷與容錯技術則能夠及時發(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，綜合應用這些技術可以顯著提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可用性B.冗余技術和故障診斷與容錯技術成本高、效果不明顯，不值得采用C.只要系統(tǒng)設計合理，就不需要考慮冗余技術和故障診斷與容錯技術D.冗余技術會增加系統(tǒng)的復雜性，應盡量避免使用；故障診斷與容錯技術則難以實現(xiàn)，實際應用價值不大14、關于計算機控制系統(tǒng)的能源管理（EnergyManagement），以下說法不準確的是：（）A.計算機控制系統(tǒng)可以通過優(yōu)化控制策略來降低能源消耗B.可以監(jiān)測和分析系統(tǒng)的能源使用情況，為節(jié)能提供依據(jù)C.能源管理只適用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)，對于小型系統(tǒng)意義不大D.采用節(jié)能型的硬件設備和軟件算法可以提高系統(tǒng)的能源效率15、在計算機控制的飛行器導航系統(tǒng)中，精確的姿態(tài)解算是保證飛行安全和穩(wěn)定的關鍵。當飛行器處于復雜的動態(tài)環(huán)境中，以下哪種姿態(tài)解算算法更能提供準確的姿態(tài)信息？（）A.卡爾曼濾波算法，融合多種傳感器數(shù)據(jù)B.互補濾波算法，結合低通和高通濾波C.梯度下降算法，迭代求解姿態(tài)D.不進行姿態(tài)解算，依靠飛行員的直覺判斷二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明計算機控制在玻璃制造中的應用。2、（本題5分）闡述多變量系統(tǒng)的控制器參數(shù)整定。3、（本題5分）說明計算機控制系統(tǒng)中的冗余技術及其作用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制中的通信延遲補償方法，分析延遲對系統(tǒng)性能的影響，討論如何通過補償技術提高分布式控制的效果。2、（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在提高汽車性能和安全性方面的應用。3、（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，以及在控制領域中的應用前景。4、（本題5分）詳細探討計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)控機床控制技術，闡述數(shù)控機床的工作原理和運動控制方式（點位控制、直線控制、輪廓控制）。分析數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的插補算法、誤差補償和速度控制技術，結合一臺高精度數(shù)控機床的加工過程，說明如何保證加工精度和效率。5、（本題5分）詳細分析計算機控制系統(tǒng)中的虛擬現(xiàn)實與仿真訓練系統(tǒng)，如飛行模擬器、駕駛模擬器和工業(yè)操作訓練系統(tǒng)。闡述虛擬現(xiàn)實與仿真技術在控制系統(tǒng)中的應用原理，分析其對操作人員技能培訓和系統(tǒng)性能評估的