西安工业大学《计算机科学与技术专业导论》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页西安工业大学《计算机科学与技术专业导论》

2022-2023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25个小题，每小题1分，共25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，A/D转换（模拟-数字转换）是将模拟信号转换为数字信号的关键步骤。关于A/D转换，以下哪一项是不正确的？（）A.A/D转换器的分辨率决定了数字信号对模拟信号的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采样定理指出，为了准确地恢复原始模拟信号，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍C.A/D转换的速度影响着系统对快速变化信号的响应能力，速度越快越好D.A/D转换的结果是完全精确的，不存在任何量化误差2、在计算机控制的太阳能发电系统中，需要对光伏阵列的输出功率进行最大化跟踪。当光照强度和温度变化时，以下哪种最大功率点跟踪（MPPT）算法能够更准确地找到最大功率点？（）A.扰动观察法B.电导增量法C.恒压跟踪法D.以上都是3、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4、在计算机控制技术中，对于控制系统的稳定性分析是至关重要的。当一个计算机控制系统存在多个反馈回路，且系统参数随时间变化时，以下哪种方法更适合用于判断系统的稳定性？（）A.劳斯判据，通过计算特征方程的系数来判断B.奈奎斯特稳定判据，基于系统的开环频率特性C.根轨迹法，绘制系统特征根随参数变化的轨迹D.直接观察系统的输出响应，凭经验判断稳定性5、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6、在控制系统中，开环幅相频率特性曲线与负实轴的交点对应的频率称为（）A.截止频率B.穿越频率C.带宽D.谐振频率7、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8、在计算机控制系统的抗干扰设计中，当系统受到强烈的电磁干扰时，以下哪种措施对于提高系统的抗干扰能力最为有效？（）A.屏蔽B.滤波C.接地D.以上都是9、关于计算机控制系统中的数据采集与处理，以下对于其精度和实时性的影响因素的描述，哪一项是恰当的？（）A.数据采集与处理的精度和实时性受到传感器精度、采样频率、信号调理、A/D转换、计算机处理能力等多种因素的影响，需要综合考虑这些因素，优化系统设计，以满足不同应用场景的要求B.数据采集与处理的精度和实时性只取决于传感器精度，其他因素影响不大C.为了提高精度和实时性，应尽量采用最高性能的传感器和计算机硬件，而无需考虑成本D.精度和实时性是相互矛盾的，无法同时提高10、对于计算机控制系统中的抗干扰技术，在考虑电磁干扰的抑制措施时，以下哪种方法是最为关键和有效的？（）A.采用屏蔽、滤波、接地等技术手段，从源头上减少电磁干扰的产生和传播；同时，合理布线、优化系统布局，提高系统的抗干扰能力B.增加系统的功率和电压，以抵抗电磁干扰的影响C.采用软件滤波算法，对采集到的数据进行处理，消除干扰信号D.忽略电磁干扰的影响，认为系统自身具有足够的稳定性和容错能力11、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12、计算机控制系统中的信号调理和转换环节起着至关重要的作用。关于信号调理和转换，以下说法不正确的是（）A.信号调理包括放大、滤波、隔离等操作，用于将传感器采集到的信号调整为适合计算机处理的形式B.A/D转换将模拟信号转换为数字信号，D/A转换则将数字信号转换为模拟信号，它们的精度和转换速度会影响系统的性能C.为了提高信号的测量精度，可以采用多次采样和平均的方法来减少噪声的影响D.信号调理和转换环节对系统性能的影响不大，可以忽略不计13、在计算机控制系统的先进控制策略应用中，以下哪种情况更适合采用预测控制？（）A.对于简单的线性定常系统，控制要求不高的情况B.当系统具有大时滞、多变量耦合、约束条件等复杂特性，且对控制性能有较高要求时，预测控制能够通过预测未来的输出，提前进行控制决策，有效地克服系统的不确定性和复杂性C.预测控制计算复杂，不适合任何实际系统D.只要系统存在不确定性，就应该采用预测控制14、当利用计算机控制技术实现一个温度控制系统时，如果系统受到频繁的外部干扰，导致温度波动较大，为了提高系统的抗干扰能力和稳定性，以下哪种改进措施是有效的？（）A.增加传感器的采样频率B.加大控制器的输出幅度C.引入前馈控制环节，对干扰进行预先补偿D.降低系统的响应速度15、在计算机控制系统的绿色控制（GreenControl）理念中，以下描述不准确的是：（）A.绿色控制旨在减少控制系统对环境的影响，实现可持续发展B.可以通过优化控制算法、降低能耗等方式实现绿色控制C.绿色控制只关注系统的能源消耗，不考虑其他环境因素D.绿色控制需要在系统性能和环境友好之间进行平衡16、在计算机控制系统中，实时操作系统（RTOS）为系统的实时性提供了保障。以下关于RTOS的描述，哪一项是不正确的？（）A.RTOS能够保证任务在规定的时间内完成，满足系统的实时性要求B.它具有任务调度、中断管理、内存管理等功能，提高系统的资源利用率和响应速度C.RTOS通常适用于对实时性要求较高的应用场景，如航空航天、工业控制等D.任何一种操作系统都可以作为RTOS使用，只要进行适当的配置和优化17、在计算机控制技术的运动控制领域，关于步进电机和伺服电机的控制特点和适用范围，以下哪种描述是恰当的？（）A.步进电机控制简单、成本低，适用于对精度要求不高的开环控制系统；伺服电机精度高、响应快，适用于对性能要求较高的闭环控制系统B.步进电机和伺服电机控制方式相同，适用范围也没有明显区别C.伺服电机成本低、维护方便，因此在大多数运动控制场景中优先选择D.步进电机精度高、速度快，比伺服电机更适合复杂的运动控制任务18、在计算机控制技术的系统集成方面，例如将多个不同类型的控制子系统整合为一个整体系统，以下哪个环节是容易出现问题且需要特别关注的？（）A.不进行系统集成规划，导致混乱B.接口设计和通信协议的统一，不同子系统之间的接口和通信协议需要协调一致，以确保数据的准确传输和系统的协同工作C.只关注单个子系统，忽略整体集成D.不进行测试和验证，直接投入使用19、对于一个采用计算机控制的污水处理系统，需要根据水质的实时变化调整处理工艺和参数。为了实现有效的控制，以下哪种传感器和检测技术是关键的？（）A.化学需氧量（COD）传感器，检测污水的污染程度B.生物传感器，监测微生物的活动C.流量传感器，测量污水的流量D.以上传感器和检测技术结合使用20、在计算机控制系统的人机交互界面设计中，如果需要操作人员能够直观、方便地监控和操作控制系统，以下哪个方面是需要重点关注的？（）A.界面的布局和颜色搭配B.操作的便捷性和响应速度C.数据的可视化展示方式D.以上都是21、对于计算机控制系统的组态软件（ConfigurationSoftware），以下哪种说法是错误的？（）A.组态软件可以方便地进行控制系统的配置、编程和监控B.组态软件通常具有图形化的编程界面和丰富的功能模块C.组态软件能够提高控制系统的开发效率和可维护性D.组态软件只能用于简单的控制系统，对于复杂的系统不适用22、计算机控制系统中的嵌入式系统应用越来越广泛。关于嵌入式系统，以下描述错误的是（）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、可靠性高等优点，适用于各种控制应用场景C.嵌入式系统的开发需要掌握硬件设计和软件开发的知识和技能D.嵌入式系统的性能不如通用计算机系统，因此应用范围有限23、对于计算机控制系统的人机交互界面设计，假设要设计一个操作方便、直观的界面供操作人员使用，以下哪个方面是需要着重考虑的？（）A.界面布局混乱，操作复杂B.信息的清晰展示、操作的便捷性和反馈的及时性，界面应能够清晰地呈现系统状态和控制参数，操作按钮易于理解和操作，同时系统应能够及时响应操作人员的操作并给出反馈C.只注重界面美观，忽略功能D.不考虑操作人员的需求，自行设计24、在计算机控制的医疗设备中，如输液泵、呼吸机等，需要保证控制的精度和安全性。当设备出现故障或异常情况时，以下哪种报警和保护机制能够及时有效地保障患者的生命安全？（）A.声光报警B.自动停机C.紧急呼叫D.以上都是25、对于计算机控制系统中的可编程控制器（PLC），以下哪个描述是准确的？（）A.PLC功能单一，只能用于简单的逻辑控制B.PLC具有可靠性高、编程简单、适应性强等特点，能够实现逻辑控制、顺序控制、定时计数、模拟量处理等多种功能，广泛应用于工业自动化的各个领域。比如，在数控机床的控制系统中，PLC负责机床的动作控制和逻辑判断C.PLC的编程语言复杂，学习和使用难度大D.PLC无法与其他计算机控制系统集成二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述控制系统的时域分析方法。2、（本题5分）简述计算机控制在智能建筑中的应用。3、（本题5分）简述控制系统的性能指标有哪些。4、（本题5分）简要分析计算机控制系统中的鲁棒控制方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）针对一个水泥厂的熟料烧成过程，设计其温度和气氛的控制系统。2、（本题5分）设计一个智能家居的安防监控与报警控制系统。3、（本题5分）为一个智能交通路口设计信号灯控制系统，提高交通流量和通行效率。4、（本题5分）为一个自动化电子元件插件生产线设计插件速度和精度的控制系统。5、（本题5分）设计一个智能家居的智能家电故障自诊断与报警控制系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面剖析计算机控制系统中的故障诊断与容错技术，包括故障检测与诊断方法、容错控制策略，讨论如何提高系统在故障情况下的生存能力和可靠性。2、（