江南大学《计算机控制系统》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页江南大学

《计算机控制系统》2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、在计算机控制技术中，网络通信技术的应用使得控制系统更加智能化和分布式。工业以太网、现场总线等技术为控制系统的数据传输提供了高效的通道。例如，在一个汽车生产车间的自动化控制系统中，各个工位的设备通过网络进行通信和协同工作。以下关于网络通信在计算机控制中的说法，不准确的是：（）A.网络通信的实时性和可靠性对于控制系统的性能至关重要B.不同的网络通信协议适用于不同的控制场景，需要根据需求进行选择C.网络通信技术可以实现远程监控和诊断，方便系统的维护和管理D.只要网络带宽足够大，就能够满足计算机控制系统的通信需求，无需考虑其他因素2、对于计算机控制系统中的滞后补偿（Dead-timeCompensation）技术，以下说法不准确的是（）A.滞后现象会降低系统的控制性能，需要进行补偿B.可以采用史密斯预估器（SmithPredictor）等方法来补偿滞后C.滞后补偿能够完全消除滞后对系统的影响，使系统性能恢复到无滞后时的水平D.滞后补偿的效果受到模型精度和参数变化的影响，需要进行适当的调整和优化3、在计算机控制技术中，关于数字控制器的设计方法，以下选项错误的是：（）A.模拟化设计方法是先将连续的被控对象模型离散化，然后基于离散模型设计数字控制器B.直接数字设计方法直接根据系统的性能指标和数字控制器的特点进行设计，无需经过离散化过程C.无论采用哪种设计方法，最终得到的数字控制器都能够精确地实现预期的控制性能，不存在任何误差和限制D.设计数字控制器时，需要考虑系统的稳定性、准确性和快速性等性能指标4、在计算机控制系统的算法优化方面，以下关于其目的和方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.算法优化的目的是提高系统的控制性能、降低计算复杂度、减少资源占用，以满足实时性和高效性的要求B.常见的算法优化方法包括代码优化、数据结构优化、算法改进、并行计算等C.算法优化只需要考虑计算效率，不需要考虑算法的稳定性和准确性D.在进行算法优化时，需要综合考虑系统的性能、成本和可实现性等因素，选择合适的优化方案5、对于计算机控制系统中的传感器选择，以下关于其考虑因素和重要性的说法，哪一项是恰当的？（）A.传感器的选择只需要考虑测量范围，其他因素如精度、响应时间、可靠性等都不重要B.选择传感器时，需要综合考虑测量范围、精度、响应时间、线性度、稳定性、可靠性、抗干扰能力等多个因素。合适的传感器能够准确地获取被控对象的状态信息，为控制系统提供可靠的输入，直接影响控制系统的性能和精度C.传感器的价格是选择的唯一关键因素，越便宜越好D.传感器的安装和维护难度不需要在选择时考虑6、对于计算机控制系统中的软件设计，假设要开发一个复杂的控制程序，以下哪个设计原则是需要优先遵循的？（）A.不遵循任何设计原则，代码混乱B.模块化设计原则，将系统功能分解为独立的模块，便于开发、调试和维护，提高软件的可扩展性和可重用性C.只追求代码的简洁性，忽略功能完整性D.不进行软件架构设计，随意编写代码7、当探讨计算机控制系统的智能化控制（IntelligentControl）方法时，以下哪种观点是不准确的？（）A.智能化控制方法利用人工智能技术，如模糊逻辑、神经网络等，实现对复杂系统的控制B.智能化控制能够自适应地调整控制策略，以应对系统的不确定性和变化C.智能化控制方法虽然先进，但在实际应用中还存在一些技术难题和限制D.传统的控制方法已经完全被智能化控制方法所取代，不再具有应用价值8、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9、在计算机控制系统中，故障诊断和容错控制是提高系统可靠性的重要手段。以下关于故障诊断和容错控制的描述，哪一项是不准确的？（）A.故障诊断通过监测系统的运行状态，及时发现故障并确定故障的位置和类型B.容错控制能够在系统出现故障的情况下，采取相应的措施保证系统的正常运行或维持一定的性能C.基于模型的故障诊断方法需要建立精确的系统模型，对模型的准确性要求很高D.一旦系统发生故障，容错控制总是能够完全恢复系统的正常性能，不受故障影响10、在计算机控制的汽车电子系统中，需要对发动机、变速器等部件进行精确控制。当面临苛刻的工作环境和严格的排放标准时，以下哪种传感器技术能够更准确地获取车辆的运行状态信息？（）A.磁电式传感器B.光电式传感器C.压电式传感器D.以上都不是11、在计算机控制的轨道交通系统中，列车的速度控制和安全防护是保障运行安全的关键。当列车在复杂的线路条件下行驶时，以下哪种速度控制算法更能确保列车在规定的限速范围内安全运行？（）A.模糊逻辑速度控制算法，适应不确定性B.比例积分速度控制算法，简单直接C.模型预测速度控制算法，考虑未来状态D.不进行速度控制，由司机凭经验驾驶12、对于局域网中的网络服务质量（QoS）保障，以下说法不准确的是：（）A.QoS可以通过对网络流量进行分类、标记和调度，确保关键业务和应用的带宽和优先级，提高网络服务的质量B.可以根据数据包的源地址、目的地址、端口号、协议类型等因素对流量进行分类，为不同类型的流量分配不同的优先级C.拥塞控制算法和队列管理机制是实现QoS的重要手段，可以避免网络拥塞，保证高优先级流量的传输D.只要网络带宽足够大，就不需要考虑QoS问题，所有的应用和业务都能得到良好的服务13、计算机控制系统的性能指标包括准确性、快速性和稳定性等多个方面。以下关于性能指标的描述，哪一项是不准确的？（）A.准确性要求系统的输出能够精确地跟踪给定的输入信号，误差尽可能小B.快速性要求系统能够快速响应输入信号的变化，过渡过程时间短C.稳定性是系统正常工作的前提，而准确性和快速性则是在稳定的基础上进一步追求的目标D.性能指标之间是相互独立的，优化一个指标不会对其他指标产生影响14、对于计算机控制系统中的执行机构，以下关于其类型和特点的描述，哪一种是准确的？（）A.执行机构包括电动执行器、气动执行器和液压执行器等。电动执行器控制精度高、响应速度较快，但驱动力较小；气动执行器结构简单、成本低，但控制精度相对较低；液压执行器输出力大、响应速度快，但系统复杂且维护成本高。选择执行机构时要根据控制要求、工作环境和成本等因素综合考虑B.执行机构的类型对控制系统的性能没有明显影响，可以任意选择C.执行机构只需要具备足够的动力输出，其他特点不重要D.一旦选择了执行机构，就不能再更换或改进15、在计算机控制的机器人系统中，为了实现精确的轨迹规划和运动控制，需要对机器人的动力学模型进行分析。当机器人的关节数量较多，且运动复杂时，以下哪种建模方法能够更有效地描述其运动特性？（）A.拉格朗日方程B.牛顿-欧拉方程C.凯恩方程D.以上都不是16、在计算机控制技术中，抗干扰技术是保障系统可靠运行的重要手段。以下关于抗干扰技术的描述，哪一项是错误的？（）A.硬件抗干扰措施可以包括滤波、屏蔽、接地等，减少外部干扰对系统的影响B.软件抗干扰技术可以通过数字滤波、指令冗余、软件陷阱等方法提高系统的可靠性C.电磁兼容性设计可以确保系统在复杂的电磁环境中正常工作，减少自身对外界的干扰和外界对自身的干扰D.只要采用了先进的硬件设备和软件算法，就可以完全消除系统的干扰，无需考虑系统的安装和布线17、在计算机控制系统的智能传感器（IntelligentSensor）中，以下描述不准确的是：（）A.智能传感器具有信号处理、自诊断和通信等功能B.智能传感器可以提高测量精度和可靠性C.智能传感器通常采用数字接口与控制系统进行通信D.智能传感器的成本较高，在所有应用中都不具有优势18、对于计算机控制系统中的故障诊断与容错控制，在提高系统可靠性方面，以下哪种策略是最有效的？（）A.通过实时监测系统的运行状态，利用故障诊断算法及时发现故障，并采取相应的容错控制措施，如重构系统结构、调整控制参数等，确保系统在故障情况下仍能正常运行或保持一定的性能B.增加系统的冗余部件，如备用传感器、控制器等，当主部件发生故障时，能够自动切换到冗余部件，提高系统的可靠性C.定期对系统进行维护和检修，及时更换老化和易损部件，预防故障的发生D.以上三种策略结合使用，形成一个综合的故障诊断与容错控制体系，能够最大程度地提高计算机控制系统的可靠性19、在计算机控制系统的模型预测控制（ModelPredictiveControl，MPC）中，以下说法不正确的是（）A.MPC通过预测未来一段时间内系统的输出，并根据优化目标计算最优控制输入B.它能够处理约束条件，适用于具有多变量、非线性和约束的复杂系统C.MPC的计算复杂度较高，实时性要求较高的系统可能不太适用D.MPC不需要建立系统的精确模型，依靠经验和试错就能实现良好的控制效果20、在计算机控制系统的系统集成与协同控制方面，以下哪种挑战是最常见的？（）A.不同子系统之间的通信协议不一致，难以实现数据交换和协同工作B.各个子系统的性能都很优秀，不存在协同控制的问题C.系统集成只需要将硬件连接起来，软件不需要进行整合D.协同控制不需要考虑系统的整体性能和优化目标二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）什么是智能抄表控制？2、（本题5分）简述采样定理在离散控制中的作用。3、（本题5分）简要分析计算机控制在水质监测中的作用。4、（本题5分）说明计算机控制系统中的先进控制算法的发展趋势。5、（本题5分）说明如何避免神经网络控制中的过拟合问题。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个计算机控制的频率调节系统，使输出频率在10-1000Hz范围内可设定，精度为±1Hz。2、（本题5分）设计一个计算机控制的电子秤称重变化速度调节系统，调节称重变化速度。3、（本题5分）设计一个基于计算机的气体压力控制系统，能够在0-10atm范围内精确控制气体压力，精度达到±0.05atm。4、（本题5分）针对一个港口起重机的吊运过程，设计其位置和速度的控制系统。5、（本题5分）设计一个计算机控制的磁场强度分布调节系统，调节磁场在空间内的分布。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细分析计算机控制系统中的印刷包装控制系统，如印刷机速度控制、套色精度控制和包装机械控制。阐述印刷包装过程中的工艺参数控制和自动化程度提升，讨论控制系统中的精度补偿和同步控制技术。结合一个印刷包装企业的技术升级，说明如何提高生产效率和产品质量。2、（本题10分）深入探讨计算机控制系统中的采样过