青岛科技大学《计算机控制技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40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、关于计算机控制系统的工业标准（IndustrialStandard），以下说法不准确的是：（）A.工业标准对于保证计算机控制系统的兼容性、互操作性和可扩展性非常重要B.常见的工业标准包括IEC61131、ISA95等C.遵循工业标准可以降低系统开发成本，提高系统的质量和可靠性D.工业标准是固定不变的，不需要随着技术的发展进行更新和完善2、对于一个计算机控制的物流配送系统，需要根据订单需求和车辆状况进行优化调度。以下哪种优化目标是最为关键的？（）A.最小化配送时间B.最小化配送成本C.最大化客户满意度D.以上目标综合考虑3、在计算机控制系统的故障诊断与容错控制方面，以下哪种技术能够提高系统的可靠性？（）A.不进行故障诊断和容错控制，等故障发生后再处理B.基于模型的故障诊断技术，通过建立系统的数学模型，对比实际输出和模型预测输出，检测和诊断故障；容错控制技术则通过冗余配置、控制重构等手段，使系统在故障情况下仍能保持一定的性能或安全运行C.故障诊断和容错控制技术会增加系统的成本和复杂性，不值得采用D.只依靠人工经验进行故障诊断，不使用自动化的技术4、对于计算机控制系统中的非线性系统控制，假设要控制一个具有明显非线性特性的对象，以下哪种处理方式是合适的？（）A.将非线性系统近似为线性系统，控制效果差B.采用非线性控制理论和方法，如反馈线性化、滑模控制等，直接针对非线性特性进行控制设计，以获得更好的控制效果C.不处理非线性特性，系统性能不稳定D.放弃对非线性系统的控制，寻找替代方案5、在计算机控制系统的可靠性设计（ReliabilityDesign）方面，以下描述不正确的是：（）A.可靠性设计包括硬件冗余、软件容错、故障检测与恢复等技术B.可以通过提高元器件的质量、采用可靠的电路设计等方法提高硬件的可靠性C.软件的可靠性可以通过代码审查、测试和纠错等手段来保证D.只要增加系统的冗余度，就能够显著提高系统的可靠性，而不需要考虑成本和复杂性6、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7、在计算机控制系统的先进控制技术中，以下关于预测控制的描述，不正确的是哪一项？（）A.预测控制是一种基于模型预测、滚动优化和反馈校正的控制策略，能够有效地处理约束和多变量系统B.它通过预测未来一段时间内系统的输出，根据优化目标计算控制输入，并根据实际输出与预测输出的偏差进行校正C.预测控制模型的精度对控制效果影响不大，因为它具有较强的鲁棒性和自适应能力D.预测控制适用于工业过程中的慢时变、大滞后系统，能够提高系统的控制性能和经济效益8、在计算机控制系统的设计过程中，系统建模是重要的基础工作。关于系统建模，以下说法错误的是（）A.可以采用机理建模的方法，根据被控对象的物理和化学规律建立数学模型B.实验建模方法通过对被控对象进行实验测试，获取输入输出数据，然后运用系统辨识的方法建立数学模型C.建立的数学模型越复杂、越精确，对计算机控制系统的设计就越有利D.在实际应用中，往往需要根据具体情况选择合适的建模方法，并对模型进行适当的简化和近似9、在计算机控制系统的先进控制策略中，预测控制具有独特的优势。关于预测控制，以下描述不正确的是（）A.预测控制基于模型预测未来的输出，并通过优化算法确定控制输入B.它能够处理多变量、约束和时变等复杂的控制问题C.预测控制的计算量较大，对计算机的性能要求较高D.预测控制不需要建立精确的数学模型，适用于任何类型的被控对象10、在计算机控制系统的抗干扰设计中，需要采取多种措施来降低外部干扰对系统的影响。当系统所处的环境存在强烈的电磁干扰时，以下哪种方法更能有效地提高系统的抗干扰能力？（）A.采用屏蔽线传输信号，减少电磁辐射B.合理布线，减少信号回路面积C.安装电源滤波器，抑制电源中的干扰D.不采取任何抗干扰措施，任由干扰影响系统11、当利用计算机控制技术实现一个智能仓储物流系统时，需要对货物的分拣、搬运和存储进行自动化控制。为了提高系统的灵活性和适应性，以下哪种技术的应用是重要的？（）A.机器视觉引导技术，实现精准的货物识别和定位B.机器学习算法，优化物流流程C.柔性制造技术，适应不同规格的货物处理D.以上技术结合使用12、计算机控制系统中的嵌入式系统应用广泛，如智能手机、平板电脑、汽车电子等。嵌入式系统具有体积小、功耗低、实时性强等特点。例如，在汽车的发动机控制系统中，嵌入式系统负责控制燃油喷射、点火时机等。以下关于嵌入式系统在计算机控制中的描述，错误的是：（）A.嵌入式系统的开发需要考虑硬件资源的限制和优化B.嵌入式操作系统的选择对系统性能有重要影响C.嵌入式系统的软件和硬件可以随意修改和升级，不会影响系统稳定性D.嵌入式系统通常需要进行严格的测试和验证，以确保其可靠性13、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14、在计算机控制技术的系统建模中，以下关于其方法和作用的描述，哪一个是恰当的？（）A.系统建模可以采用机理建模、实验建模或两者结合的方法。机理建模基于系统的物理和化学原理；实验建模通过输入输出数据辨识系统模型。建模的作用在于为控制系统的分析、设计和优化提供基础，帮助理解系统特性，预测系统行为B.系统建模是一项复杂且不准确的工作，对控制系统的设计没有实际帮助C.系统建模只需要在系统开发的初期进行，后续不需要更新和改进D.系统建模可以完全依赖数学公式，不需要考虑实际系统的特性15、计算机控制系统中的数据存储和管理也是重要的环节。大量的历史数据和实时数据需要进行有效的存储和查询。例如，在一个城市交通管理系统中，需要存储车辆的行驶轨迹、流量等数据。以下关于数据存储和管理的描述，正确的是：（）A.关系型数据库是唯一适合计算机控制系统的数据存储方式B.数据备份和恢复策略对于保障数据的安全性和完整性至关重要C.不需要对数据进行压缩和加密处理，不会影响系统性能D.数据的存储和管理与系统的控制功能无关，可以独立设计16、在计算机控制技术中，关于控制系统的仿真与调试，以下选项错误的是：（）A.仿真可以在实际系统搭建之前，对控制系统的性能进行评估和预测B.通过调试，可以发现系统设计中的问题，并对控制器参数进行优化C.仿真和调试只需要在系统开发的初期进行，一旦系统投入运行，就不再需要D.有效的仿真和调试工具能够提高系统开发的效率和质量17、对于计算机控制系统中的网络通信技术，以下关于其特点和应用的描述，不正确的是哪一项？（）A.网络通信技术可以实现计算机控制系统中各个节点之间的数据交换和资源共享，提高系统的灵活性和可扩展性B.现场总线是一种应用于工业现场的网络通信技术，具有实时性强、可靠性高、开放性好等特点，广泛应用于工业自动化领域C.以太网作为一种通用的网络技术，也逐渐应用于计算机控制系统中，但在实时性和确定性方面不如专用的现场总线D.无线网络通信技术在计算机控制系统中的应用受到限制，主要是因为其传输速度慢、稳定性差、安全性低18、在计算机控制的机器人视觉系统中，图像的采集、处理和分析对于机器人的任务执行至关重要。当需要快速准确地识别物体的形状、颜色和位置等特征时，以下哪种图像处理技术和算法更有效？（）A.卷积神经网络（CNN），深度学习方法B.边缘检测算法，提取物体轮廓C.灰度变换，调整图像亮度和对比度D.不进行图像处理，依靠机器人的触觉感知19、在计算机控制系统的非线性系统控制（ControlofNonlinearSystems）中，以下叙述不正确的是（）A.非线性系统的控制比线性系统更为复杂，需要采用特殊的控制方法B.常见的非线性控制方法有反馈线性化、滑模控制、自适应控制等C.对于某些强非线性系统，可能无法找到有效的控制方法，只能采用近似或简化处理D.非线性系统控制在实际应用中很少遇到，主要研究线性系统控制即可20、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述计算机控制系统中的智能电表数据采集与处理。2、（本题5分）阐述机器人控制系统的参数调整。3、（本题5分）说明稳定性裕度对系统性能的影响。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个智能交通系统中的智能公交车辆调度与监控系统。2、（本题5分）设计一个计算机控制的角度速度波动控制系统，使角度速度波动在±1°/s以内。3、（本题5分）设计一个计算机控制的功率控制系统，能够在0-10kW范围内精确控制功率，误差不超过±0.5kW。4、（本题5分）针对一个自动化仓储系统的货架搬运设备，设计其运动轨迹和速度的控制系统。5、（本题5分）设计一个基于计算机的速度偏差分布调节系统，调节速度偏差在不同位置的分布。四、论述题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）详细论述计算机