江南大学《计算机控制系统》2023-2024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》

2023-2024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批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、在计算机控制技术的先进控制策略应用中，比如对于具有大滞后、非线性特性的被控对象，以下哪种先进控制方法可能更有效？（）A.坚持使用传统的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神经网络控制或预测控制等先进控制策略，能够更好地处理复杂的被控对象特性，提高控制精度和适应性C.不了解先进控制方法，不进行应用D.认为先进控制方法复杂，不尝试使用2、在计算机控制系统的软件设计中，以下关于实时操作系统的作用和特点，哪一项是不正确的？（）A.实时操作系统能够保证系统在规定的时间内完成对外部事件的响应和处理，满足系统的实时性要求B.它提供了任务调度、内存管理、中断处理等功能，为应用程序的开发提供了一个稳定、高效的运行环境C.实时操作系统通常具有较小的内核和较低的资源占用，以确保系统能够快速启动和运行D.实时操作系统不支持多任务处理，只能按照顺序依次执行任务，无法满足复杂系统的需求3、关于计算机控制系统的稳定性裕度计算，假设要评估一个控制系统的稳定程度和鲁棒性，以下哪个指标是重要的？（）A.不计算稳定性裕度，无法评估系统B.相位裕度和幅值裕度，它们能够定量地反映系统在稳定性方面的储备，相位裕度越大，系统的相对稳定性越好；幅值裕度越大，系统对参数变化的不敏感性越强C.只关注稳定性，不考虑裕度D.不了解稳定性裕度的概念和计算方法4、在计算机控制系统的人机交互界面设计中，以下关于界面布局和操作便捷性的描述，哪一项是正确的？（）A.人机交互界面的布局应简洁明了，操作流程应符合用户习惯，提供清晰的反馈和提示信息，以提高用户的操作效率和满意度，减少误操作的可能性B.界面布局和操作便捷性对系统性能影响不大，不需要特别关注C.为了追求美观，界面布局可以复杂一些，操作流程可以繁琐一些D.人机交互界面只要功能齐全，不需要考虑用户体验5、在计算机控制的飞行器姿态控制系统中，由于飞行器的动态特性复杂且对控制的实时性要求苛刻，以下哪种控制器结构和算法能够满足要求？（）A.串级控制结构，提高系统的快速性和稳定性B.状态反馈控制，基于系统状态进行精确控制C.智能PID控制，结合智能算法优化PID参数D.以上控制结构和算法结合使用6、在计算机控制技术的多变量控制系统中，以下关于其特点和控制策略的描述，哪一项是正确的？（）A.多变量控制系统具有多个输入和多个输出，变量之间存在耦合关系。控制策略包括解耦控制、预测控制、自适应控制等。解耦控制用于消除变量之间的耦合；预测控制考虑系统的未来行为；自适应控制能够根据系统变化调整控制器参数。这些策略旨在实现良好的控制性能B.多变量控制系统与单变量控制系统没有本质区别，控制策略可以通用C.多变量控制系统过于复杂，不适合在实际工程中应用D.多变量控制系统的控制策略只需要考虑当前的系统状态，不需要考虑未来的变化7、在计算机控制技术中，系统的仿真和测试是必不可少的环节。以下关于系统仿真和测试的描述，哪一项是错误的？（）A.仿真可以在实际系统构建之前，对系统的性能进行预测和评估，降低开发成本和风险B.测试可以验证系统的功能和性能是否满足设计要求，发现潜在的问题C.可以使用数学模型和仿真软件进行系统的离线仿真，也可以在实际硬件上进行在线测试D.系统的仿真和测试结果总是准确可靠的，能够完全反映系统在实际运行中的情况8、在计算机控制的自动化生产线中，需要对多个执行机构进行协同控制。当各执行机构之间存在强耦合关系时，为了实现精确的同步和协调动作，以下哪种控制策略是关键的？（）A.分散控制策略，每个执行机构独立控制B.集中控制策略，由一个中央控制器统一指挥C.主从控制策略，确定一个主执行机构，其他为从执行机构D.解耦控制策略，消除或减弱各执行机构之间的相互影响9、关于计算机控制系统中的执行机构（Actuator），以下说法不准确的是：（）A.执行机构根据控制器的输出信号，对被控对象施加控制作用B.常见的执行机构有电动、气动和液压等类型C.执行机构的性能指标包括行程、速度、精度和驱动力等D.执行机构的选择只取决于被控对象的特性，与控制要求无关10、在计算机控制技术的网络控制系统中，关于网络延迟对控制性能的影响，以下哪种分析是最深入和全面的？（）A.网络延迟会导致控制信号的传输滞后，影响系统的实时性和稳定性。延迟的不确定性还可能导致系统的振荡和失稳。为了减小网络延迟的影响，可以采用预测控制、事件触发控制等方法，同时优化网络协议和硬件设施B.网络延迟对控制性能的影响较小，可以通过增加缓冲区来解决，无需对控制算法进行特殊设计C.网络控制系统中，只要网络带宽足够大，就可以忽略网络延迟的影响D.网络延迟只影响数据的传输速度，不影响控制效果，因此在设计控制系统时无需考虑11、在计算机控制系统的可靠性设计中，以下关于冗余技术和故障诊断与容错技术的描述，哪一项是恰当的？（）A.冗余技术通过增加备份设备或部件来提高系统的可靠性，故障诊断与容错技术则能够及时发现和处理故障，使系统在部分故障情况下仍能正常工作，综合应用这些技术可以显著提高计算机控制系统的可靠性和可用性B.冗余技术和故障诊断与容错技术成本高、效果不明显，不值得采用C.只要系统设计合理，就不需要考虑冗余技术和故障诊断与容错技术D.冗余技术会增加系统的复杂性，应尽量避免使用；故障诊断与容错技术则难以实现，实际应用价值不大12、关于计算机控制系统的稳定性（Stability）分析，以下说法错误的是：（）A.系统的稳定性是指系统在受到扰动后，能够恢复到平衡状态或保持在一定范围内的能力B.可以通过劳斯判据、根轨迹法等方法判断系统的稳定性C.系统稳定的充要条件是所有特征根都位于复平面的左半平面D.只要系统的开环增益足够大，系统就一定是稳定的13、在计算机控制的数控机床刀具磨损监测中，以下哪种方法能够准确地判断刀具的磨损程度？（）A.基于振动信号分析的方法B.基于切削力监测的方法C.基于图像分析的方法D.以上方法综合运用14、在计算机控制技术的工业机器人控制中，对于轨迹规划和运动控制算法的设计，以下哪种考虑是最为关键的？（）A.轨迹规划和运动控制算法需要考虑机器人的动力学特性、关节限制、工作空间约束以及任务要求，以实现精确、平稳、高效的运动控制B.工业机器人控制中，轨迹规划和运动控制算法的设计主要依赖于机器人的机械结构和硬件性能，软件算法的作用相对较小C.轨迹规划和运动控制算法应尽量简化，以降低计算量和控制成本，即使牺牲一定的控制精度也在所不惜D.工业机器人的控制只需要保证基本的运动功能，对于复杂的轨迹和高精度的要求可以忽略15、在计算机控制系统的嵌入式系统（EmbeddedSystem）应用中，以下描述不准确的是（）A.嵌入式系统是将计算机技术嵌入到设备中，实现特定功能的专用计算机系统B.具有体积小、功耗低、实时性强等特点C.嵌入式系统在消费电子、汽车电子、工业控制等领域得到广泛应用D.嵌入式系统的开发难度较低，不需要专业的知识和技能16、在计算机控制系统的抗干扰技术方面，考虑到工业现场存在的各种干扰源，以下哪种抗干扰措施是最为基础和重要的？（）A.不采取任何抗干扰措施，任由系统受到干扰B.良好的接地技术，包括单点接地、多点接地和混合接地等方式，合理的接地能够有效地抑制共模干扰，提高系统的稳定性和可靠性C.单纯依靠屏蔽技术，不考虑接地D.认为抗干扰不重要，不进行相关设计17、在计算机控制技术中，多变量控制系统的分析和设计具有一定的难度。多个变量之间可能存在耦合关系，需要进行解耦处理。例如，在一个化工反应釜的温度和压力控制系统中，温度和压力之间存在相互影响。以下关于多变量控制系统的说法，错误的是：（）A.可以通过矩阵运算等方法对多变量系统进行建模和分析B.解耦控制可以将多变量系统转化为多个单变量系统，简化控制设计C.多变量控制系统的稳定性分析比单变量系统更复杂D.多变量控制系统在实际应用中很少见，一般可以通过简化为单变量系统来处理18、在计算机控制系统的数字滤波技术中，为了去除信号中的噪声和干扰，提高数据的可靠性，需要选择合适的滤波算法。当信号中存在高频噪声和随机脉冲干扰时，以下哪种数字滤波方法效果更显著？（）A.中值滤波，去除脉冲干扰B.算术平均滤波，平滑信号C.加权平均滤波，突出近期数据的影响D.不进行滤波处理，直接使用原始数据19、在计算机控制系统的状态空间模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下叙述不准确的是（）A.状态空间模型能够全面描述系统的内部状态和外部输入输出关系B.通过状态空间模型，可以分析系统的稳定性、可控性和可观性等特性C.状态空间模型的求解需要一定的数学知识和计算方法，如矩阵运算和线性代数D.状态空间模型只适用于线性系统，对于非线性系统无法进行描述和分析20、当研究计算机控制系统的数字滤波（DigitalFiltering）技术时，以下哪种说法不准确？（）A.数字滤波是通过数字算法对输入信号进行滤波处理，去除噪声和干扰B.常见的数字滤波方法有中值滤波、均值滤波、卡尔曼滤波等C.数字滤波可以在硬件上实现，也可以在软件中通过编程实现D.数字滤波的效果完全取决于滤波算法的选择，与采样频率无关21、对于计算机控制技术中的数字滤波技术，在去除信号中的噪声和干扰时，以下哪种滤波方法的效果通常最为显著？（）A.中值滤波能够有效地去除脉冲噪声，对于突变的干扰信号有很好的抑制作用；均值滤波则可以平滑信号，但可能会使信号的细节丢失；卡尔曼滤波结合了预测和测量，能够在动态环境中提供较为准确的滤波效果B.数字滤波技术的效果取决于滤波器的阶数，阶数越高，滤波效果越好C.只要增加采样频率，就可以提高数字滤波的效果，无需选择特定的滤波方法D.数字滤波技术对于高频噪声的去除效果较好，但对于低频噪声往往无能为力22、在计算机控制的数控机床中，刀具路径的规划和控制精度直接影响加工零件的质量。当加工复杂形状的零件时，以下哪种刀具路径规划方法更能提高加工精度和效率？（）A.等参数线法，沿曲线参数均匀分布刀位点B.等距环切法，减少刀具空行程C.行切法，简单易行但可能存在残留高度D.随意生成刀具路径，不考虑加工要求23、对于计算机控制系统中的离散化方法（DiscretizationMethod），以下观点不正确的是（）A.离散化方法将连续的控制系统模型转换为离散的数学模型，以便在计算机中进行处理B.常用的离散化方法有前向差分法、后向差分法和双线性变换法等C.不同的离散化方法对系统的性能影响不大，可以随意选择D.在选择离散化方法时，需要考虑系统的特性、精度要求和计算复杂度等因素24、在计算机控制系统的硬件平台（HardwarePlatform）选择中，以下说法错误的是：（）A.硬件平台的选择需要考虑系统的性能要求、成本预算和开发难度等因素B.可以选择工业控制计算机、嵌入式系统或可编程控制器等作为硬件平台C.不同的硬件平台具有不同的特点和适用场景，需要根据实际情况进行选择D.一旦选择了硬件平台，就不能再更改，否则会导致系统重新设计25、计算机控制技术在现代工业生产中发挥着至关重要的作用。它涵盖了从数据采集、处理到控制决策的整个过程。在一个复杂的工业控制系统中，需要对多个变量进行实时监测和控制。例如，在一个化工生产流程中，温度、压力、流量和浓度等参数都需要精确控制。以下关于计算机控制系统的描述，不正确的是：（）A.计算机控制系统能够实现复杂的控制算法，提高控制精度和稳定性B.它可以快速响应系统的变化，及时调整控制策略C.计算机控制系统完全不会受到外界干扰，能够始终保持稳定运行D.其可靠性和可维护性对于工业生产的连续运行至关重要26、在计算机控制系统的组成部分中，关于传感器（Sensor）的作用，以下描述不正确的是：（）A.传感器用于检测被控对象的各种物理量，并将其转换为电信号B.传感器的精度和响应速度对控制系统的性能有重要影响C.不同类型的传感器可以测量不同的物理量，如温度、压力、位移等D.传感器输出的信号可以直接被控制器处理，无需进行任何转换和调理27、在计算机控制的造纸生产过程中，需要对纸张的厚度、湿度等进行均匀控制。当生产线上存在多个控制环节相互关联时，以下哪种控制结构能够实现整体的优化控制？（）A.串级控制B.比值控制C.均匀控制D.以上都是28、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29、对于计算机控制系统中的实时操作系统选择，以下哪种因素是最为关键的？（）A.实时操作系统的价格，越便宜越好B.关键因素包括任务调度算法的有效性、中断响应时间的快速性、内存管理的高效性、内核的可裁剪性等。一个优秀的实时操作系统能够确保控制系统的实时性和可靠性要求，满足各种复杂控制任务的需求C.实时操作系统的界面是否友好，操作是否简单D.实时操作系统支持的编程语言种类，越多越好30、对于计算机控制系统中的运动控制，假设要精确控制一个机械臂的运动轨迹，以下哪个控制参数的精度要求最高？（）A.不考虑控制参数精度，运动控制不准确B.位置控制精度，直接影响机械臂到达目标位置的准确性，对于高精度的运动控制任务至关重要C.速度控制精度，影响运动的平稳性D.加速度控制精度，对机械冲击有影响二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在计算机控制技术中，多智能体系统的协同控制是实现复杂任务的有效手段。请深入论述多智能体系统的基本概念和模型，如一致性问题、分布式控制等。分析多智能体系统协同控制的策略和算法。结合实际的应用场景，如无人机编队飞行、智