廣東潮州衛(wèi)生健康職業(yè)學院《現(xiàn)代控制理論》2023-2024學年第二學期期末試卷

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頁廣東潮州衛(wèi)生健康職業(yè)學院

《現(xiàn)代控制理論》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在計算機控制的新能源汽車充電系統(tǒng)中，需要對充電電流和電壓進行精確控制，以保護電池并提高充電效率。當電池狀態(tài)和外界環(huán)境條件變化時，以下哪種充電控制策略能夠實現(xiàn)最優(yōu)的充電效果？（）A.恒流充電B.恒壓充電C.分段式充電D.智能充電2、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，如果要減少系統(tǒng)的響應時間和提高控制的及時性，以下哪個方面的優(yōu)化是關鍵的？（）A.優(yōu)化算法的計算復雜度B.提高硬件的處理速度C.改進操作系統(tǒng)的調(diào)度策略D.以上都是3、在計算機控制的自動化倉儲系統(tǒng)中，需要對貨物的存儲位置和出入庫流程進行管理。當貨物種類繁多，且存儲量巨大時，以下哪種貨物存儲策略能夠提高倉庫的空間利用率和出入庫效率？（）A.隨機存儲B.分類存儲C.定位存儲D.以上都不是4、在計算機控制的數(shù)控機床刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)中，需要通過分析加工過程中的力、振動等信號來判斷刀具的磨損狀態(tài)。當信號噪聲較大且特征不明顯時，以下哪種信號處理方法能夠更有效地提取刀具磨損的特征信息？（）A.小波變換B.傅里葉變換C.經(jīng)驗模態(tài)分解D.以上都是5、在計算機控制的自動化生產(chǎn)線中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通常會采用冗余技術。當關鍵的控制器出現(xiàn)故障時，以下哪種冗余方式能夠最快地實現(xiàn)無縫切換，確保生產(chǎn)不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余6、有關計算機控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉換，以下說法準確的是：（）A.A/D和D/A轉換的精度對系統(tǒng)性能影響不大，只要能完成轉換即可B.A/D轉換的分辨率決定了所能測量的最小信號變化量，D/A轉換的分辨率決定了輸出信號的平滑程度。轉換速度、量化誤差等也是重要的指標，需要根據(jù)系統(tǒng)要求進行合理選擇C.A/D和D/A轉換的速度越快越好，無需考慮成本和其他因素D.A/D和D/A轉換與計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性無關7、在計算機控制系統(tǒng)的人機界面設計中，以下關于人機界面的功能和設計原則，哪種描述是不正確的？（）A.人機界面是操作人員與計算機控制系統(tǒng)進行交互的窗口，其功能包括數(shù)據(jù)顯示、參數(shù)設置、報警提示、操作控制等B.人機界面的設計應遵循簡潔、直觀、易用、可靠等原則，以提高操作人員的工作效率和舒適度，減少操作失誤C.可以采用圖形化界面、觸摸屏、語音交互等多種方式實現(xiàn)人機界面，以滿足不同用戶的需求和使用習慣D.人機界面的設計只需要考慮美觀和個性化，不需要考慮操作人員的技能水平和工作環(huán)境，因為用戶可以通過培訓來適應界面8、在計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術中，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B.現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)現(xiàn)場設備之間的互聯(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)場總線技術已經(jīng)非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性問題9、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾設計中，如果系統(tǒng)受到來自電源的干擾，以下哪種措施能夠有效地抑制干擾？（）A.安裝電源濾波器，濾除電源中的雜波B.采用隔離電源，隔離干擾源C.合理布線，減少電源線的環(huán)路面積D.以上措施都是10、計算機控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信技術在實現(xiàn)遠程監(jiān)控和分布式控制方面發(fā)揮著重要作用。以下關于網(wǎng)絡通信技術的描述，錯誤的是（）A.現(xiàn)場總線是一種應用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)字通信網(wǎng)絡，具有開放性、互操作性和可靠性等優(yōu)點B.工業(yè)以太網(wǎng)將以太網(wǎng)技術應用于工業(yè)控制領域，能夠實現(xiàn)高速、實時的數(shù)據(jù)傳輸C.無線網(wǎng)絡通信技術為計算機控制系統(tǒng)提供了更加靈活的連接方式，但存在信號不穩(wěn)定和安全性等問題D.網(wǎng)絡通信技術只需要考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性，不需要考慮網(wǎng)絡的安全性和實時性11、關于計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（Stability）分析，以下說法錯誤的是：（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動后，能夠恢復到平衡狀態(tài)或保持在一定范圍內(nèi)的能力B.可以通過勞斯判據(jù)、根軌跡法等方法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是所有特征根都位于復平面的左半平面D.只要系統(tǒng)的開環(huán)增益足夠大，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的12、對于一個計算機控制的機器人系統(tǒng)，要實現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制，需要準確的模型和高性能的算法。在模型不確定或存在較大誤差的情況下，以下哪種控制方法能夠較好地適應并實現(xiàn)準確跟蹤？（）A.自適應控制，根據(jù)系統(tǒng)運行情況自動調(diào)整控制器參數(shù)B.魯棒控制，在模型存在不確定性時仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.最優(yōu)控制，尋求最優(yōu)的控制策略D.智能控制，結合多種智能算法進行控制13、在計算機控制的物流分揀系統(tǒng)中，需要對包裹進行快速準確的分類和輸送。當包裹的形狀、大小和重量差異較大時，以下哪種識別和分揀技術能夠提高系統(tǒng)的工作效率和準確性？（）A.條碼識別B.圖像識別C.射頻識別D.以上都是14、在計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線協(xié)議中，以下關于CAN總線的特點和應用，哪一項是不正確的？（）A.CAN總線是一種具有高可靠性和實時性的現(xiàn)場總線，采用多主通信方式，支持分布式控制B.它具有較強的錯誤檢測和處理能力，能夠在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作C.CAN總線的通信速率較高，最遠傳輸距離可達10千米，適用于汽車電子、工業(yè)自動化等領域D.CAN總線的協(xié)議復雜，開發(fā)成本高，因此在一些簡單的控制系統(tǒng)中不常使用15、當探討計算機控制系統(tǒng)的未來發(fā)展方向（FutureDevelopmentDirectionofComputerControlSystem）時，以下哪個方面不是重點關注的？（）A.更高的控制精度和更快的響應速度B.更復雜的控制算法和模型C.更低的成本和更簡單的操作D.更個性化的外觀設計二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡要分析史密斯預估控制的基本思想。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）說明如何實現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。4、（本題5分）什么是仿人智能控制？簡述其特點。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細探討計算機控制系統(tǒng)中的實時操作系統(tǒng)（RTOS）在控制任務調(diào)度和資源管理方面的作用。闡述常見的RTOS（如VxWorks、μC/OS-II等）的特點和工作原理，分析其任務調(diào)度策略（如優(yōu)先級調(diào)度、時間片輪轉調(diào)度等）和內(nèi)存管理機制。結合一個實時性要求較高的計算機控制系統(tǒng)，說明如何選擇合適的RTOS，并根據(jù)系統(tǒng)需求進行配置和優(yōu)化。2、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的智能控制在智能制造中的應用，分析如何通過智能控制實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化、質(zhì)量控制和設備維護。3、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的船舶自動化中的控制技術，包括航向控制、動力定位等，討論在復雜海洋環(huán)境下的控制挑戰(zhàn)和解決方案。4、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡控制中的網(wǎng)絡結構選擇和訓練算法，分析如何構建有效的神經(jīng)網(wǎng)絡控制器，提高控制性能和泛化能力。5、（本題5分）計算機控制系統(tǒng)的可靠性評估方法對于預測系統(tǒng)的故障風險和保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要作用。請詳細闡述可靠性評估的指標和模型，如可靠度、失效率、故障模式影響及危害性分析（FMECA）等。分析可靠性評估方法的選擇和應用。結合實際的計算機控制系統(tǒng)，說明如何進行可靠性評估，并討論如何根據(jù)評估結果采取相應的可靠性改進措