山西工程技術(shù)學(xué)院《系統(tǒng)建模與仿真》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線(xiàn)…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)山西工程技術(shù)學(xué)院《系統(tǒng)建模與仿真》

2023-2024學(xué)年第二學(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)的多變量控制系統(tǒng)中，對(duì)于解耦控制方法的應(yīng)用，以下哪種描述是最準(zhǔn)確的？（）A.當(dāng)系統(tǒng)存在多個(gè)輸入和多個(gè)輸出變量，且變量之間存在較強(qiáng)的耦合關(guān)系時(shí)，解耦控制通過(guò)設(shè)計(jì)合適的補(bǔ)償器，將耦合的多變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個(gè)相互獨(dú)立的單變量系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化控制設(shè)計(jì)和提高控制性能B.解耦控制方法雖然理論上可行，但在實(shí)際應(yīng)用中由于系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性，很難達(dá)到理想的解耦效果，因此不常使用C.多變量控制系統(tǒng)中，解耦控制是唯一有效的控制方法，其他控制策略都無(wú)法解決變量耦合的問(wèn)題D.解耦控制只適用于線(xiàn)性多變量系統(tǒng)，對(duì)于非線(xiàn)性多變量系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)用2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)于過(guò)程控制系統(tǒng)（如化工生產(chǎn)過(guò)程），以下關(guān)于其控制策略的選擇，哪一項(xiàng)描述是最符合實(shí)際情況的？（）A.過(guò)程控制系統(tǒng)通常具有大慣性、大滯后的特點(diǎn)，因此常采用預(yù)測(cè)控制、模糊控制等先進(jìn)控制策略，結(jié)合常規(guī)的PID控制，以提高控制品質(zhì)和應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況的能力B.過(guò)程控制系統(tǒng)由于其相對(duì)穩(wěn)定的特性，只需采用簡(jiǎn)單的PID控制即可滿(mǎn)足要求，無(wú)需引入復(fù)雜的控制算法C.過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮使用智能控制算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等，以追求最優(yōu)化的控制效果D.過(guò)程控制系統(tǒng)的控制策略選擇主要取決于控制工程師的個(gè)人偏好，而不是系統(tǒng)的特性和需求3、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IndustrialStandard），以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是：（）A.工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于保證計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的兼容性、互操作性和可擴(kuò)展性非常重要B.常見(jiàn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括IEC61131、ISA95等C.遵循工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本，提高系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性D.工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是固定不變的，不需要隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行更新和完善4、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的多變量控制系統(tǒng)分析中，假設(shè)要研究多個(gè)輸入和多個(gè)輸出之間的復(fù)雜關(guān)系，以下哪種工具或方法是常用的？（）A.不使用任何分析工具，無(wú)法深入研究B.狀態(tài)空間法，通過(guò)建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程，能夠全面地描述多變量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)行系統(tǒng)的性能分析和控制器設(shè)計(jì)C.只采用簡(jiǎn)單的傳遞函數(shù)法，無(wú)法處理多變量系統(tǒng)D.不進(jìn)行多變量系統(tǒng)分析，簡(jiǎn)化為單變量系統(tǒng)5、在計(jì)算機(jī)控制的食品加工生產(chǎn)線(xiàn)中，需要對(duì)溫度、壓力、濕度等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)不同參數(shù)之間存在相互影響和耦合關(guān)系時(shí)，以下哪種解耦控制方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的獨(dú)立控制？（）A.前饋補(bǔ)償解耦B.反饋補(bǔ)償解耦C.對(duì)角矩陣解耦D.以上都是6、在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)堆垛機(jī)系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)高效的貨物存取操作，以下哪種控制方式能夠提高堆垛機(jī)的運(yùn)行速度和精度？（）A.開(kāi)環(huán)控制，根據(jù)預(yù)設(shè)指令運(yùn)行B.閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)反饋位置和速度信息C.智能控制，自適應(yīng)調(diào)整控制參數(shù)D.以上控制方式結(jié)合使用7、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以下關(guān)于其特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換和資源共享，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性B.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是一種應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、開(kāi)放性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域C.以太網(wǎng)作為一種通用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也逐漸應(yīng)用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，但在實(shí)時(shí)性和確定性方面不如專(zhuān)用的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)D.無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制，主要是因?yàn)槠鋫鬏斔俣嚷?、穩(wěn)定性差、安全性低8、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)集成技術(shù)，以下對(duì)于其概念和實(shí)現(xiàn)方法的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)集成技術(shù)是將不同的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)資源整合為一個(gè)協(xié)調(diào)工作的整體，實(shí)現(xiàn)方法包括硬件集成、軟件集成和通信集成等，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口和協(xié)議，確保各部分之間的無(wú)縫連接和高效協(xié)同工作B.系統(tǒng)集成技術(shù)就是將各種設(shè)備簡(jiǎn)單地連接在一起，不需要考慮兼容性和協(xié)同性C.系統(tǒng)集成技術(shù)難度大，成本高，不適合在一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用D.系統(tǒng)集成技術(shù)只關(guān)注硬件設(shè)備的連接，不涉及軟件和通信方面9、在計(jì)算機(jī)控制的水處理系統(tǒng)中，水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制對(duì)于保證出水質(zhì)量至關(guān)重要。當(dāng)需要同時(shí)控制多個(gè)水質(zhì)參數(shù)（如pH值、溶解氧含量）時(shí)，以下哪種多變量控制方法更能有效地維持水質(zhì)穩(wěn)定？（）A.解耦控制，消除變量之間的相互影響B(tài).協(xié)調(diào)控制，統(tǒng)籌各參數(shù)的控制目標(biāo)C.獨(dú)立控制，分別對(duì)每個(gè)參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)控制D.不進(jìn)行控制，任由水質(zhì)參數(shù)自由變化10、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的系統(tǒng)集成方面，例如將多個(gè)不同類(lèi)型的控制子系統(tǒng)整合為一個(gè)整體系統(tǒng)，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)是容易出現(xiàn)問(wèn)題且需要特別關(guān)注的？（）A.不進(jìn)行系統(tǒng)集成規(guī)劃，導(dǎo)致混亂B.接口設(shè)計(jì)和通信協(xié)議的統(tǒng)一，不同子系統(tǒng)之間的接口和通信協(xié)議需要協(xié)調(diào)一致，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和系統(tǒng)的協(xié)同工作C.只關(guān)注單個(gè)子系統(tǒng)，忽略整體集成D.不進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，直接投入使用11、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的采樣定理，以下關(guān)于其重要性和應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.采樣定理規(guī)定了采樣頻率必須大于信號(hào)最高頻率的兩倍，否則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真，在設(shè)計(jì)采樣系統(tǒng)時(shí)必須嚴(yán)格遵循，以保證系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地還原原始信號(hào)B.采樣定理不太重要，實(shí)際系統(tǒng)中可以忽略，對(duì)控制效果影響不大C.只要采樣頻率足夠高，就可以不考慮采樣定理的限制D.采樣定理只適用于理論研究，在實(shí)際工程中難以應(yīng)用12、對(duì)于一個(gè)采用計(jì)算機(jī)控制的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤和穩(wěn)定的電能輸出，需要綜合考慮風(fēng)速變化、機(jī)械傳動(dòng)和電力電子等多個(gè)環(huán)節(jié)。以下哪種控制策略在應(yīng)對(duì)風(fēng)速的快速變化方面具有優(yōu)勢(shì)？（）A.基于模型預(yù)測(cè)的控制，提前預(yù)測(cè)風(fēng)速變化并調(diào)整控制B.滑?？刂?，具有較強(qiáng)的魯棒性和抗干擾能力C.比例諧振控制，針對(duì)特定頻率的信號(hào)進(jìn)行有效控制D.模糊自適應(yīng)控制，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則自動(dòng)調(diào)整控制策略13、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.常用的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間、上升時(shí)間等，用于衡量系統(tǒng)的控制效果B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出與期望值之間的偏差，超調(diào)量表示系統(tǒng)輸出超過(guò)穩(wěn)態(tài)值的最大幅度C.調(diào)節(jié)時(shí)間是指系統(tǒng)從受到干擾到重新恢復(fù)穩(wěn)定所需的時(shí)間，上升時(shí)間則是指系統(tǒng)輸出從0上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間D.這些性能指標(biāo)是相互獨(dú)立的，優(yōu)化一個(gè)指標(biāo)不會(huì)對(duì)其他指標(biāo)產(chǎn)生影響14、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，故障診斷與容錯(cuò)控制是提高系統(tǒng)可靠性的重要手段。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)的措施。例如，在一個(gè)電力系統(tǒng)中，對(duì)變壓器、斷路器等設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷。以下關(guān)于故障診斷與容錯(cuò)控制的說(shuō)法，準(zhǔn)確的是：（）A.故障診斷只能基于硬件檢測(cè)，軟件分析無(wú)法實(shí)現(xiàn)B.容錯(cuò)控制可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備或采取降級(jí)運(yùn)行模式C.故障診斷和容錯(cuò)控制技術(shù)對(duì)于提高系統(tǒng)的可用性沒(méi)有幫助D.只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，就不會(huì)出現(xiàn)故障，不需要進(jìn)行故障診斷和容錯(cuò)控制15、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，如果要求系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，以下哪種編程架構(gòu)和方法是應(yīng)該優(yōu)先采用的？（）A.面向過(guò)程編程，按功能模塊劃分程序B.面向?qū)ο缶幊?，封裝數(shù)據(jù)和操作C.結(jié)構(gòu)化編程，使用順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)D.函數(shù)式編程，強(qiáng)調(diào)函數(shù)的組合和純函數(shù)16、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多變量控制（MultivariableControl）問(wèn)題，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.多變量控制系統(tǒng)中存在多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，變量之間相互關(guān)聯(lián)B.解耦控制是解決多變量控制系統(tǒng)耦合問(wèn)題的一種有效方法C.多變量控制比單變量控制更加復(fù)雜，需要更先進(jìn)的控制算法和技術(shù)D.對(duì)于多變量控制系統(tǒng)，可以直接將單變量控制方法應(yīng)用于每個(gè)變量，而不需要考慮變量之間的關(guān)系17、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)精確控制工業(yè)生產(chǎn)中的溫度時(shí)，需要考慮多個(gè)因素。其中，對(duì)于傳感器的選擇，以下哪個(gè)特性對(duì)于確保溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性至關(guān)重要？（）A.測(cè)量范圍B.響應(yīng)時(shí)間C.精度D.價(jià)格18、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19、當(dāng)研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波（DigitalFiltering）技術(shù)時(shí)，以下哪種說(shuō)法不準(zhǔn)確？（）A.數(shù)字濾波是通過(guò)數(shù)字算法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，去除噪聲和干擾B.常見(jiàn)的數(shù)字濾波方法有中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等C.數(shù)字濾波可以在硬件上實(shí)現(xiàn)，也可以在軟件中通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)D.數(shù)字濾波的效果完全取決于濾波算法的選擇，與采樣頻率無(wú)關(guān)20、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的自整定控制器設(shè)計(jì)中，例如要使控制器能夠根據(jù)系統(tǒng)的變化自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，以下哪個(gè)技術(shù)是常用的？（）A.不具備自整定功能，參數(shù)調(diào)整困難B.模型參考自適應(yīng)控制技術(shù)，通過(guò)比較實(shí)際系統(tǒng)輸出與參考模型輸出的差異，自動(dòng)調(diào)整控制器參數(shù)，使實(shí)際系統(tǒng)接近理想的性能C.不了解自整定技術(shù)，無(wú)法設(shè)計(jì)D.依靠人工定期調(diào)整參數(shù)，效率低下21、在計(jì)算機(jī)控制的港口裝卸系統(tǒng)中，需要對(duì)起重機(jī)、輸送帶等設(shè)備進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)設(shè)備之間的通信存在延遲和干擾時(shí)，以下哪種控制策略能夠保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)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22、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下敘述不準(zhǔn)確的是（）A.狀態(tài)空間模型能夠全面描述系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和外部輸入輸出關(guān)系B.通過(guò)狀態(tài)空間模型，可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和可觀性等特性C.狀態(tài)空間模型的求解需要一定的數(shù)學(xué)知識(shí)和計(jì)算方法，如矩陣運(yùn)算和線(xiàn)性代數(shù)D.狀態(tài)空間模型只適用于線(xiàn)性系統(tǒng)，對(duì)于非線(xiàn)性系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行描述和分析23、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下關(guān)于其在復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.智能控制算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法控制等在處理復(fù)雜、不確定性系統(tǒng)時(shí)具有強(qiáng)大的自適應(yīng)性和優(yōu)化能力，但也面臨著計(jì)算量大、模型訓(xùn)練困難、實(shí)時(shí)性要求高等挑戰(zhàn)B.智能控制算法理論復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用效果不佳，不適合在工業(yè)控制中使用C.智能控制算法可以完全替代傳統(tǒng)控制算法，解決所有控制問(wèn)題D.智能控制算法只適用于研究領(lǐng)域，在實(shí)際工程中難以應(yīng)用24、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人控制中，以下關(guān)于軌跡規(guī)劃和力控制的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.軌跡規(guī)劃確定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑和速度，力控制保證機(jī)器人與環(huán)境的交互力符合要求，兩者對(duì)于實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的機(jī)器人操作至關(guān)重要，需要結(jié)合機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型和控制算法進(jìn)行優(yōu)化B.軌跡規(guī)劃和力控制不重要，機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)設(shè)的動(dòng)作進(jìn)行操作C.軌跡規(guī)劃和力控制只適用于高端工業(yè)機(jī)器人，普通機(jī)器人不需要D.軌跡規(guī)劃和力控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)25、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)控制現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，且對(duì)通信的實(shí)時(shí)性和可靠性要求較高時(shí)，以下哪種通信方式是較為理想的選擇？（）A.以太網(wǎng)B.無(wú)線(xiàn)通信C.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)D.衛(wèi)星通信二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的工作原理。2、（本題5分）什么是神經(jīng)控制？簡(jiǎn)述其基本原理。3、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制在智能家電中的應(yīng)用。4、（本題5分）什么是滑?？刂?？簡(jiǎn)述其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）為一個(gè)食品加工廠的烘焙過(guò)程設(shè)計(jì)溫度和時(shí)間的控制系統(tǒng)。2、（本題5分）利用計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)一個(gè)煤礦通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的位置偏差分布補(bǔ)償系統(tǒng)，補(bǔ)償位置偏差在空間內(nèi)的分布。4、（本題5分）為一個(gè)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器，提高其加工精度和響應(yīng)速度。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能電表的遠(yuǎn)程抄表和欠費(fèi)控制管理系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的農(nóng)