北京石油化工学院《计算机控制系统》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《计算机控制系统》2021-2022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2分，共30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、在计算机控制系统的通信网络中，数据传输的可靠性和实时性是重要的考虑因素。当需要在一个分布式计算机控制系统中实现多个节点之间的高速、实时数据传输时，以下哪种通信协议更适合？（）A.CAN总线协议，具有高可靠性和实时性B.Ethernet以太网协议，广泛应用但实时性一般C.Wi-Fi无线协议，方便但易受干扰D.蓝牙协议，适用于短距离通信但速度较慢2、在计算机控制技术的运动控制系统中，以下关于其分类和应用的描述，哪一个是恰当的？（）A.运动控制系统包括点位控制系统、直线控制系统和轮廓控制系统等。点位控制系统要求准确到达目标位置；直线控制系统实现直线轨迹的控制；轮廓控制系统能够控制多轴协调运动，实现复杂的曲线轨迹。运动控制系统广泛应用于数控机床、机器人、自动化生产线等领域B.运动控制系统的分类不重要，应用场景也比较单一C.运动控制系统只适用于高精度的工业设备，对一般的机械运动控制没有作用D.运动控制系统的发展已经成熟，没有进一步创新和改进的空间3、对于计算机控制系统中的组态软件，以下关于其功能和应用领域的描述，哪一项是准确的？（）A.组态软件具有图形界面设计、数据库管理、控制策略组态、实时监控等功能，广泛应用于工业自动化、电力、石油化工等领域，能够快速搭建个性化的控制系统B.组态软件功能单一，只能用于简单的控制系统C.组态软件操作复杂，需要专业的编程知识才能使用D.组态软件价格昂贵，性价比低，不适合推广应用4、在计算机控制系统的工业网络安全方面，以下关于其面临的威胁和防护措施的描述，不正确的是哪一项？（）A.工业网络面临着来自外部的黑客攻击、病毒感染、恶意软件等威胁，以及内部的误操作、设备故障等风险B.为了保障工业网络的安全，可以采取网络隔离、访问控制、加密传输、漏洞扫描、安全监测等防护措施C.工业网络安全只需要关注网络层面的防护，不需要考虑终端设备和应用程序的安全D.建立完善的安全管理制度和应急预案，加强员工的安全意识培训，也是保障工业网络安全的重要手段5、关于计算机控制系统中的分布式控制系统（DCS），以下哪种说法是准确的？（）A.DCS系统结构复杂，成本高，不适合中小型企业使用B.DCS是一种分散控制、集中管理的控制系统，具有可靠性高、灵活性强、易于扩展等特点。它通过网络将多个控制节点连接起来，实现对大型工业过程的全面监控和控制C.DCS已经过时，被其他新型控制系统完全取代D.DCS只能用于流程工业，不能用于离散制造业6、在计算机控制技术的发展趋势中，以下关于智能化、网络化和集成化的描述，哪一项是恰当的？（）A.计算机控制技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展，智能化使系统具有自学习、自适应能力，网络化实现远程监控和资源共享，集成化则将各种控制功能整合在一个平台上，提高系统的整体性能和效率B.智能化、网络化和集成化只是概念炒作，对实际应用没有太大意义C.计算机控制技术的发展已经达到瓶颈，难以实现智能化、网络化和集成化D.智能化、网络化和集成化只适用于高端控制系统，对普通控制系统不适用7、在计算机控制系统的多变量控制（MultivariableControl）问题中，以下叙述错误的是（）A.多变量控制系统具有多个输入和多个输出，控制关系较为复杂B.相比单变量控制，多变量控制需要考虑变量之间的耦合和相互影响C.解耦控制是解决多变量控制问题的一种有效方法，可以将多变量系统分解为多个独立的单变量系统进行控制D.多变量控制只在大型工业系统中存在，小型控制系统不会涉及8、在计算机控制系统的自适应控制中，系统能够根据对象特性的变化自动调整控制参数。当被控对象的特性随工作条件发生较大变化时，以下哪种自适应控制方法更能快速适应并保持良好的控制性能？（）A.模型参考自适应控制，参考理想模型进行调整B.自校正控制，在线估计对象参数并调整控制器C.无模型自适应控制，不依赖对象模型D.固定参数控制，不进行自适应调整9、在计算机控制系统的信号调理电路中，以下关于其作用和类型的描述，不正确的是哪一项？（）A.信号调理电路的作用是将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、隔离等处理，使其满足A/D转换器的输入要求B.放大电路可以提高信号的幅度，使其能够被准确测量；滤波电路用于去除信号中的噪声和干扰；隔离电路用于防止信号之间的串扰和共模干扰C.信号调理电路可以分为模拟信号调理电路和数字信号调理电路，分别适用于不同类型的信号和系统D.信号调理电路的性能对系统的测量精度和稳定性没有影响，只要能够将信号转换为合适的形式即可10、在计算机控制的太阳能光伏发电系统中，最大功率点跟踪（MPPT）技术用于提高发电效率。当光照强度和温度不断变化时，以下哪种MPPT算法更能快速准确地跟踪最大功率点？（）A.扰动观察法，通过扰动电压或电流来寻找最大功率点B.电导增量法，根据电导变化判断最大功率点C.恒压跟踪法，保持输出电压恒定D.不进行最大功率点跟踪，直接输出固定功率11、在计算机控制技术的智能控制领域，关于模糊控制与专家系统控制的特点，以下哪一项比较是最恰当的？（）A.模糊控制基于模糊逻辑和语言规则，能够处理不确定性和模糊性信息，具有较强的鲁棒性；专家系统控制则依赖于专家的知识和经验，具有较高的准确性和可靠性B.模糊控制和专家系统控制在原理和应用上非常相似，可以相互替代，没有明显的区别C.专家系统控制适用于复杂的、难以建立精确数学模型的系统，而模糊控制则主要用于简单的、线性系统D.模糊控制的计算量较大，响应速度慢；专家系统控制则计算效率高，实时性好12、对于一个计算机控制的自动化生产线升级项目，需要在现有设备的基础上进行改造和优化。在评估可行性和制定方案时，以下哪个因素是首要考虑的？（）A.新设备与现有设备的兼容性B.升级成本和预期收益C.技术的先进性和成熟度D.对生产流程的影响和调整难度13、关于计算机控制系统中的容错控制（Fault-tolerantControl）技术，以下说法不正确的是（）A.容错控制是指系统在出现故障时，仍能保持一定的性能或安全运行B.可以采用硬件冗余、软件冗余、故障检测与诊断等手段实现容错控制C.容错控制只能处理轻微的故障，对于严重的故障无法保证系统的正常运行D.容错控制的设计需要考虑故障的类型、概率和影响，以及系统的恢复策略14、在计算机控制的自动化生产线中，多个执行机构需要协同工作以完成复杂的生产任务。当不同执行机构的动作时间和顺序需要精确协调时，以下哪种控制方式更能确保生产过程的顺利进行？（）A.集中控制，由一个中央控制器统一指挥B.分散控制，各执行机构独立控制C.分级控制，分层次进行协调控制D.无序控制，各执行机构随机动作15、在计算机控制系统中，PID控制器是应用最为广泛的控制器之一。关于PID控制器，以下描述错误的是（）A.PID控制器由比例、积分和微分三个环节组成，通过调整三个参数可以实现不同的控制效果B.比例环节可以加快系统的响应速度，但过大的比例系数会导致系统产生较大的超调C.积分环节可以消除系统的稳态误差，但积分作用过强会使系统的稳定性下降D.微分环节可以预测系统的变化趋势，提前进行控制，但对噪声敏感，容易引起系统的振荡二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释机器人运动轨迹的误差分析。2、（本题5分）什么是现场总线？列举几种常见的现场总线。3、（本题5分）阐述如何提高控制系统的抗干扰能力。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）计算机控制系统的可视化监控界面设计对于操作人员直观了解系统状态和进行控制操作具有重要意义。请深入探讨可视化监控界面的设计原则和方法，如人机交互性、信息展示的清晰性和准确性等。分析常用的监控界面开发工具和技术，如组态软件、LabVIEW等。结合实际的控制系统，说明如何设计一个功能完善、易于操作的可视化监控界面，并讨论在界面设计中如何考虑不同用户的需求和操作习惯。2、（本题5分）深入研究计算机控制系统中的语音识别与控制系统，解释语音信号的处理方法和识别算法，分析语音控制在人机交互中的应用。讨论如何提高语音识别的准确率和响应速度，结合一个智能家居语音控制系统，说明如何实现便捷的语音操作。3、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的控制系统的抗饱和控制策略，分析在执行器受限情况下如何避免系统性能恶化，保证系统的稳定性和控制效果。4、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的虚拟控制实验平台的构建，包括硬件设备模拟、软件环境搭建、实验项目设计等，讨论如何为