北京理工大学《计算机控制系统》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京理工大学《计算机控制系统》

2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字控制器的设计是计算机控制技术中的重要内容。对于数字控制器的设计，以下哪一项是错误的？（）A.可以通过连续控制系统的离散化方法，将成熟的连续控制算法转换为数字控制器B.直接数字设计方法直接根据离散系统的特点设计数字控制器，无需考虑连续系统的特性C.数字控制器的稳定性是设计时需要重点考虑的因素，关系到系统的正常运行D.数字控制器的设计只需要考虑系统的性能指标，无需考虑硬件实现的可行性2、在计算机控制的智能温室系统中，需要对室内的温度、湿度、光照等环境参数进行综合控制。当外界气候条件变化剧烈时，以下哪种控制策略能够实现温室环境的快速稳定调节？（）A.预测控制结合反馈控制B.模糊控制结合PID控制C.自适应控制结合智能优化算法D.以上都是3、关于计算机控制系统中的A/D和D/A转换，假设要设计一个高精度的控制系统，以下哪个方面是需要重点关注的？（）A.忽略A/D和D/A转换的精度和速度要求B.重点关注A/D和D/A转换器的分辨率、转换速度、线性度和误差等指标，选择合适的转换器以满足系统对精度和实时性的要求C.只选择价格便宜的转换器，不考虑性能D.不进行A/D和D/A转换的选型和配置4、对于计算机控制系统中的数据采集与处理，以下关于其重要性和方法的描述，哪一种是准确的？（）A.数据采集与处理是计算机控制系统的基础，它为控制决策提供依据。通过传感器获取原始数据后，需要进行滤波、放大、A/D转换等处理。数据的准确性、实时性和完整性对于控制系统的性能至关重要，采用合适的数据处理算法可以提高数据质量B.数据采集与处理对控制系统的影响不大，可以简单处理或忽略C.数据采集与处理只需要使用固定的方法和参数，不需要根据实际情况进行调整D.数据采集与处理只关注数据的采集，不需要进行后续的分析和利用5、计算机控制技术在智能交通系统中发挥着关键作用，如交通信号控制、车辆自动驾驶、智能收费等。例如，通过优化交通信号控制可以减少拥堵，提高道路通行能力。以下关于计算机控制技术在智能交通中的描述，正确的是：（）A.智能交通系统中的计算机控制完全依赖于传感器数据，不需要人工干预B.车辆自动驾驶技术已经非常成熟，可以完全取代人类驾驶员C.计算机控制技术可以实现交通资源的合理分配和优化利用D.智能交通系统的建设不需要考虑与现有交通设施的兼容性6、对于计算机控制系统中的虚拟仪器（VirtualInstrument）技术，以下观点不正确的是（）A.虚拟仪器通过软件将计算机与测量硬件结合，实现仪器的功能B.具有灵活性高、开发成本低、功能强大等优点C.虚拟仪器完全取代了传统的物理仪器，不再需要使用传统仪器进行测量和控制D.虚拟仪器的开发需要掌握一定的编程语言和测量原理知识7、在计算机控制系统的实时操作系统选择中，以下关于其特点和考虑因素的描述，哪一项是正确的？（）A.实时操作系统具有任务调度的及时性、确定性和可靠性等特点。在选择实时操作系统时，需要考虑系统的硬实时或软实时要求、任务数量和优先级、内存管理、中断响应时间等因素。合适的实时操作系统能够保障计算机控制系统的实时性能B.实时操作系统的选择对计算机控制系统的性能影响不大，可以随意选择C.任何通用操作系统都可以作为计算机控制系统的实时操作系统，不需要专门的实时操作系统D.一旦选择了实时操作系统，就不能再更换或升级8、对于计算机控制系统中的控制器算法优化，以下关于其目标和方法的描述，哪一项是正确的？（）A.控制器算法优化的目标是提高控制精度、加快响应速度、降低计算复杂度等，方法包括改进控制结构、调整参数、采用先进的控制理论等，以适应不同的控制对象和控制要求B.控制器算法优化不重要，原始算法通常就能满足要求C.控制器算法优化只需要改变参数，不需要改变控制结构D.先进的控制理论在实际应用中难以实现，不适合用于控制器算法优化9、在计算机控制系统的系统集成方面，以下关于系统集成的目标和方法，哪种说法是不准确的？（）A.系统集成的目标是将不同的硬件设备、软件系统、网络通信等要素整合为一个协调工作的整体，实现系统的功能和性能优化B.系统集成的方法包括硬件集成、软件集成、网络集成、数据集成等，需要综合考虑系统的兼容性、开放性、可扩展性等因素C.在系统集成过程中，需要进行系统测试、联调、优化等工作，确保各个子系统之间能够无缝协作，达到预期的效果D.系统集成只需要在系统设计阶段进行规划和实施，在系统运行过程中不需要进行调整和优化10、在计算机控制系统的PID控制器参数整定中，以下关于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一种基于系统开环阶跃响应的经验整定方法，通过实验获取系统的特性参数，然后计算出PID控制器的参数B.该方法简单易行，适用于许多工业过程控制，但对于一些复杂系统或具有特殊要求的系统，可能无法得到理想的控制效果C.Ziegler-Nichols整定方法考虑了系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标，能够提供一组较为合理的初始参数D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的参数，就不需要再进行调整和优化，系统就能达到最佳控制效果11、在计算机控制系统的实时性要求（Real-timeRequirement）中，以下说法错误的是：（）A.实时性是指系统能够在规定的时间内完成对输入信号的处理和输出响应B.对于不同的应用场景，计算机控制系统的实时性要求不同C.提高系统的硬件性能和优化软件算法可以提高系统的实时性D.只要系统的响应速度足够快，就一定满足实时性要求12、在计算机控制的生物发酵过程中，控制温度、pH值和溶氧等参数对于发酵产物的产量和质量有着重要影响。当发酵过程具有时变和非线性特性时，以下哪种控制方法更能实现有效的过程控制？（）A.神经网络控制，模拟生物神经系统B.专家控制，依据专家经验C.传统PID控制，经典控制方法D.放弃控制，让发酵过程自然进行13、在计算机控制的半导体制造工艺中，需要对温度、气体流量、压力等多个工艺参数进行高精度控制。当工艺要求不断提高，对控制精度的要求达到亚微米级别时，以下哪种先进控制技术能够满足需求？（）A.预测控制B.滑模控制C.自抗扰控制D.以上都是14、当设计一个计算机控制的医疗设备系统时，对系统的安全性和可靠性要求极高。为了确保患者的安全和治疗效果，以下哪种措施是必不可少的？（）A.采用多重备份和冗余设计B.进行严格的软件和硬件测试C.遵循相关的医疗设备标准和规范D.以上都是15、在计算机控制的水处理系统中，水质参数的监测和控制对于保证出水质量至关重要。当需要同时控制多个水质参数（如pH值、溶解氧含量）时，以下哪种多变量控制方法更能有效地维持水质稳定？（）A.解耦控制，消除变量之间的相互影响B.协调控制，统筹各参数的控制目标C.独立控制，分别对每个参数进行单独控制D.不进行控制，任由水质参数自由变化二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述计算机控制在冶金行业的应用。2、（本题5分）阐述智能家居中的安防控制技术。3、（本题5分）说明离散控制系统的稳定性判断方法。4、（本题5分）简述采样定理在离散控制中的作用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的生物启发式控制算法，解释生物神经系统、群体行为等对控制算法的启发，分析相关算法在复杂系统控制中的应用。讨论生物启发式控制算法的自适应性和鲁棒性，结合一个机器人自主导航任务，说明如何利用生物启发实现智能控制。2、（本题5分）深入研究计算机控制系统中的智能家居控制技术，解释智能家居系统的组成（传感器网络、控制器、执行器）和通信协议（Zigbee、蓝牙、Wi-Fi）。分析智能家居系统中的能源管理、环境控制和安全防范功能，讨论如何根据用户需求设计个性化的智能家居控制方案。3、（本题5分）全面论述计算机控制系统中的智能交通控制。阐述智能交通系统中的交通信号控制、车辆导航和自动驾驶等方面的控制技术。分析如何利用计算机控制系统提高交通效率、减少拥堵和保障交通安全，以及相关技术的发展趋势和挑战。4、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的工业控制网络中的实时以太网技术，包括PROFINET、ETHERCAT等，分析其性能特点和应用优势。5、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的控制系统性能评估指标，包括稳态误差、超调量、调节时间等，讨论如何根据这些指标来评价系统性能和