重慶工程職業(yè)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

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《系統(tǒng)建模與仿真》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在計算機控制的機器人系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)精確的軌跡規(guī)劃和運動控制，需要對機器人的動力學(xué)模型進行分析。當(dāng)機器人的關(guān)節(jié)數(shù)量較多，且運動復(fù)雜時，以下哪種建模方法能夠更有效地描述其運動特性？（）A.拉格朗日方程B.牛頓-歐拉方程C.凱恩方程D.以上都不是2、在計算機控制的印刷電路板（PCB）制造過程中，鉆孔精度和速度的控制直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當(dāng)需要在不同厚度和材質(zhì)的PCB上進行高精度鉆孔時，以下哪種控制方式更能保證鉆孔質(zhì)量和效率？（）A.數(shù)控系統(tǒng)控制，結(jié)合刀具補償B.手動控制，依靠工人經(jīng)驗C.開環(huán)控制，不進行反饋調(diào)節(jié)D.隨機控制，不考慮鉆孔參數(shù)3、在計算機控制系統(tǒng)的實時操作系統(tǒng)選擇中，以下關(guān)于其特點和考慮因素的描述，哪一項是正確的？（）A.實時操作系統(tǒng)具有任務(wù)調(diào)度的及時性、確定性和可靠性等特點。在選擇實時操作系統(tǒng)時，需要考慮系統(tǒng)的硬實時或軟實時要求、任務(wù)數(shù)量和優(yōu)先級、內(nèi)存管理、中斷響應(yīng)時間等因素。合適的實時操作系統(tǒng)能夠保障計算機控制系統(tǒng)的實時性能B.實時操作系統(tǒng)的選擇對計算機控制系統(tǒng)的性能影響不大，可以隨意選擇C.任何通用操作系統(tǒng)都可以作為計算機控制系統(tǒng)的實時操作系統(tǒng)，不需要專門的實時操作系統(tǒng)D.一旦選擇了實時操作系統(tǒng)，就不能再更換或升級4、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計，以下描述錯誤的是：（）A.可靠性設(shè)計包括硬件冗余、軟件容錯、故障檢測與診斷等方面，以提高系統(tǒng)的可靠性B.采用冗余技術(shù)可以在關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障時，自動切換到備份部件，保證系統(tǒng)的正常運行C.軟件容錯技術(shù)通過錯誤處理程序和恢復(fù)機制，使系統(tǒng)在軟件故障時能夠繼續(xù)工作D.只要在設(shè)計階段考慮了可靠性因素，系統(tǒng)在運行過程中就不會出現(xiàn)任何故障5、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的智能傳感器（IntelligentSensor），以下描述錯誤的是（）A.智能傳感器具有自診斷、自校準(zhǔn)、數(shù)字通信等功能B.它能夠提高測量的精度和可靠性，減少系統(tǒng)的誤差C.智能傳感器的使用會增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，因此應(yīng)盡量避免使用D.智能傳感器可以與計算機控制系統(tǒng)無縫集成，實現(xiàn)智能化的數(shù)據(jù)采集和處理6、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)庫管理，以下對于其作用和特點的描述，哪一項是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.實時數(shù)據(jù)庫用于存儲和管理系統(tǒng)運行過程中的實時數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)采集快速、存儲高效、查詢靈活等特點，能夠為控制決策提供及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，保證系統(tǒng)的實時性和可靠性B.實時數(shù)據(jù)庫與普通數(shù)據(jù)庫沒有區(qū)別，不需要特殊的管理和處理C.實時數(shù)據(jù)庫只適用于大型控制系統(tǒng)，小型系統(tǒng)不需要使用D.實時數(shù)據(jù)庫管理復(fù)雜，維護成本高，不如使用文件存儲數(shù)據(jù)7、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(zhǔn)確的分類和輸送。當(dāng)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(shù)能夠提高系統(tǒng)的工作效率和準(zhǔn)確性？（）A.條碼識別B.圖像識別C.射頻識別D.以上都是8、在計算機控制技術(shù)的智能家居系統(tǒng)中，關(guān)于環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備控制的實現(xiàn)方式，以下哪一種描述是最符合實際的？（）A.通過部署各種傳感器（如溫度、濕度、光照、煙霧等傳感器）采集環(huán)境數(shù)據(jù)，利用微控制器或嵌入式系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理和分析，然后根據(jù)設(shè)定的規(guī)則或用戶的指令，通過智能插座、繼電器等控制設(shè)備實現(xiàn)對家電、照明等的自動控制B.智能家居系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測和設(shè)備控制主要依賴于云服務(wù)器的計算和決策能力，本地設(shè)備只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和傳輸C.智能家居系統(tǒng)中的設(shè)備控制通常采用集中式控制架構(gòu)，所有設(shè)備的控制信號都由一個中央控制器統(tǒng)一發(fā)送D.為了降低成本和復(fù)雜性，智能家居系統(tǒng)可以忽略環(huán)境監(jiān)測功能，只實現(xiàn)基本的設(shè)備控制9、在計算機控制的工業(yè)機器人焊接系統(tǒng)中，為了保證焊接質(zhì)量和效率，需要對焊接電流、電壓和焊接速度等參數(shù)進行精確控制。當(dāng)焊接對象的材質(zhì)和形狀發(fā)生變化時，以下哪種控制策略能夠快速調(diào)整焊接參數(shù)，適應(yīng)不同的焊接需求？（）A.基于經(jīng)驗的控制B.基于模型的控制C.智能控制D.手動控制10、在計算機局域網(wǎng)組建中，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點都連接在一條總線上，易于擴展，但故障診斷和隔離較困難B.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以中心節(jié)點為核心，連接其他節(jié)點，具有易于管理和故障隔離的優(yōu)點，但中心節(jié)點故障可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓C.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點依次連接形成環(huán)形，數(shù)據(jù)沿一個方向傳輸，傳輸效率高，但某個節(jié)點故障會影響整個網(wǎng)絡(luò)D.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型拓?fù)涞臄U展，層次清晰，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且對根節(jié)點的依賴性強，根節(jié)點一旦出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作11、在設(shè)計一個計算機控制系統(tǒng)的人機界面時，需要考慮操作人員的使用習(xí)慣和工作效率。如果系統(tǒng)需要顯示大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)和圖形，以下哪種界面設(shè)計原則對于提高操作人員的信息獲取和決策能力最為關(guān)鍵？（）A.簡潔明了B.色彩搭配協(xié)調(diào)C.布局合理D.交互性強12、在計算機控制系統(tǒng)的信號調(diào)理電路中，以下關(guān)于其作用和類型的描述，不正確的是哪一項？（）A.信號調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的微弱信號進行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入要求B.放大電路可以提高信號的幅度，使其能夠被準(zhǔn)確測量；濾波電路用于去除信號中的噪聲和干擾；隔離電路用于防止信號之間的串?dāng)_和共模干擾C.信號調(diào)理電路可以分為模擬信號調(diào)理電路和數(shù)字信號調(diào)理電路，分別適用于不同類型的信號和系統(tǒng)D.信號調(diào)理電路的性能對系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性沒有影響，只要能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換為合適的形式即可13、在計算機控制技術(shù)中的PID控制器參數(shù)整定，比如要為一個溫度控制系統(tǒng)整定PID參數(shù)，以下哪種方法是較為實用且有效的？（）A.盲目嘗試不同的參數(shù)組合，效率低下B.采用Ziegler-Nichols經(jīng)驗公式法，根據(jù)系統(tǒng)的開環(huán)階躍響應(yīng)特性來初步確定PID參數(shù)，然后通過實驗和調(diào)整來優(yōu)化參數(shù)，以達到滿意的控制效果C.完全依賴自動整定工具，不理解原理D.不進行參數(shù)整定，使用默認(rèn)參數(shù)14、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，以下關(guān)于實時操作系統(tǒng)的作用和特點，哪一項是不正確的？（）A.實時操作系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成對外部事件的響應(yīng)和處理，滿足系統(tǒng)的實時性要求B.它提供了任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、中斷處理等功能，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了一個穩(wěn)定、高效的運行環(huán)境C.實時操作系統(tǒng)通常具有較小的內(nèi)核和較低的資源占用，以確保系統(tǒng)能夠快速啟動和運行D.實時操作系統(tǒng)不支持多任務(wù)處理，只能按照順序依次執(zhí)行任務(wù)，無法滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求15、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下哪種描述最為全面且準(zhǔn)確？（）A.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)僅僅包括穩(wěn)定性，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，性能就良好B.性能指標(biāo)主要涵蓋了穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，其中穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾后能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)，快速性反映系統(tǒng)的響應(yīng)速度，準(zhǔn)確性則體現(xiàn)系統(tǒng)輸出與期望值的接近程度C.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)只有快速性重要，因為快速響應(yīng)能滿足大多數(shù)實際需求D.準(zhǔn)確性是唯一關(guān)鍵的性能指標(biāo)，其他指標(biāo)相對次要16、在計算機控制的半導(dǎo)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(dāng)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(shù)能夠滿足需求？（）A.預(yù)測控制B.滑模控制C.自抗擾控制D.以上都是17、在計算機控制的化工生產(chǎn)過程中，需要對多個反應(yīng)釜的溫度、壓力等參數(shù)進行精確控制。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化，需要對控制系統(tǒng)進行重新調(diào)整時，以下哪種控制參數(shù)整定方法能夠更快地找到最優(yōu)的控制參數(shù)？（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.以上都是18、對于計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設(shè)計，假設(shè)要設(shè)計一個操作方便、直觀的界面供操作人員使用，以下哪個方面是需要著重考慮的？（）A.界面布局混亂，操作復(fù)雜B.信息的清晰展示、操作的便捷性和反饋的及時性，界面應(yīng)能夠清晰地呈現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)和控制參數(shù)，操作按鈕易于理解和操作，同時系統(tǒng)應(yīng)能夠及時響應(yīng)操作人員的操作并給出反饋C.只注重界面美觀，忽略功能D.不考慮操作人員的需求，自行設(shè)計19、對于一個計算機控制的自動化生產(chǎn)線升級項目，需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行改造和優(yōu)化。在評估可行性和制定方案時，以下哪個因素是首要考慮的？（）A.新設(shè)備與現(xiàn)有設(shè)備的兼容性B.升級成本和預(yù)期收益C.技術(shù)的先進性和成熟度D.對生產(chǎn)流程的影響和調(diào)整難度20、在計算機控制系統(tǒng)的先進控制技術(shù)中，以下關(guān)于預(yù)測控制的特點和優(yōu)勢，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.預(yù)測控制基于模型預(yù)測未來的輸出，并通過優(yōu)化算法計算最優(yōu)的控制輸入，能夠有效地處理具有約束和時滯的系統(tǒng)B.它能夠充分利用系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在和未來的信息，對系統(tǒng)的動態(tài)性能進行預(yù)測和優(yōu)化，提高控制品質(zhì)C.預(yù)測控制算法復(fù)雜，計算量大，對模型的精度要求高，因此在實際應(yīng)用中受到一定的限制D.預(yù)測控制適用于多變量、強耦合的復(fù)雜工業(yè)過程控制，在石油化工、電力等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述計算機控制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別方法。3、（本題5分）說明如何應(yīng)對預(yù)測控制中的模型失配問題。4、（本題5分）解釋數(shù)字控制器的設(shè)計方法。5、（本題5分）簡述計算機控制在智能空氣凈化器中的應(yīng)用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）針對一個污水處理廠的生物處理過程，設(shè)計其溶解氧和酸堿度的控制系統(tǒng)。2、（本題5分）針對一個水泥廠的熟料庫，設(shè)計其庫存管理和卸料控制的系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計一個基于計算機的光照強度變化率控制系統(tǒng)，控制光照強度變化率。4、（本題5分）設(shè)計一個計算機控制的液體濃度分布控制系統(tǒng)，控制液體濃度在容器內(nèi)的分布。5、（本題5分）為一個自動化倉庫的貨架存儲優(yōu)化設(shè)計控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的采樣過程和保持過程。闡述采樣定理的內(nèi)涵及其在保證系統(tǒng)性能方面的關(guān)鍵作用，分析零階保持器對系統(tǒng)性能的影響，包括相位滯后、頻率特性改變等。結(jié)合實際的工業(yè)控制應(yīng)用，說明如何合理選