西安邮电大学《计算机控制技术》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页西安邮电大学《计算机控制技术》

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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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人机界面设计中，以下关于其原则和要求的描述，不正确的是哪一项？（）A.人机界面应具有友好性、直观性和易用性，操作简单方便，符合用户的习惯和认知规律B.界面的布局应合理美观，信息显示清晰准确，颜色搭配协调，能够吸引用户的注意力C.人机界面应能够及时反馈系统的运行状态和操作结果，提供必要的提示和帮助信息，方便用户进行操作和监控D.人机界面的设计只需要考虑功能的实现，不需要考虑用户的体验和感受，只要能够完成控制任务即可2、在计算机控制系统的系统集成方面，以下关于系统集成的目标和方法，哪种说法是不准确的？（）A.系统集成的目标是将不同的硬件设备、软件系统、网络通信等要素整合为一个协调工作的整体，实现系统的功能和性能优化B.系统集成的方法包括硬件集成、软件集成、网络集成、数据集成等，需要综合考虑系统的兼容性、开放性、可扩展性等因素C.在系统集成过程中，需要进行系统测试、联调、优化等工作，确保各个子系统之间能够无缝协作，达到预期的效果D.系统集成只需要在系统设计阶段进行规划和实施，在系统运行过程中不需要进行调整和优化3、数字控制器的设计是计算机控制技术中的重要内容。对于数字控制器的设计，以下哪一项是错误的？（）A.可以通过连续控制系统的离散化方法，将成熟的连续控制算法转换为数字控制器B.直接数字设计方法直接根据离散系统的特点设计数字控制器，无需考虑连续系统的特性C.数字控制器的稳定性是设计时需要重点考虑的因素，关系到系统的正常运行D.数字控制器的设计只需要考虑系统的性能指标，无需考虑硬件实现的可行性4、在计算机控制技术中，关于开环控制系统和闭环控制系统的特点，以下哪种说法是不准确的？（）A.开环控制系统中，控制作用的产生不依赖于输出量的反馈，系统结构相对简单，但控制精度往往较低，容易受到外部干扰的影响B.闭环控制系统通过将输出量与期望值进行比较，产生偏差信号，进而调整控制作用，能够实现较高的控制精度和稳定性，但系统结构较为复杂，成本也相对较高C.开环控制系统适用于对控制精度要求不高、外部干扰较小的场合，如一些简单的自动化生产线；而闭环控制系统则更适用于对控制精度要求严格、外部干扰较大的场合，如精密机床的控制D.闭环控制系统总是比开环控制系统更优越，在任何情况下都应优先选择闭环控制系统，而无需考虑成本和系统复杂性等因素5、在计算机控制系统的工业控制计算机选型中，以下关于IPC（工业控制计算机）和PLC（可编程逻辑控制器）的比较，哪种说法是不正确的？（）A.IPC具有强大的计算能力和丰富的软件资源，适用于复杂的控制算法和数据处理任务，但环境适应性相对较差B.PLC则具有高可靠性、抗干扰能力强、编程简单等特点，适用于对可靠性要求高、控制逻辑相对固定的场合C.在实际应用中，可以根据具体的控制需求和现场环境，选择IPC或PLC，或者将两者结合使用，以发挥各自的优势D.IPC的发展已经完全取代了PLC，在现代工业控制中，PLC已经很少被使用，而IPC成为了主流的控制设备6、计算机控制系统中的数据采集和处理是获取系统信息和做出控制决策的基础。以下关于数据采集和处理的描述，哪一项是不准确的？（）A.数据采集需要考虑采样频率、精度和通道数量等因素，以满足系统的要求B.采集到的数据可能存在噪声和误差，需要进行滤波、校准和数据融合等处理C.数据处理可以包括数据分析、特征提取和模式识别等，为控制决策提供支持D.数据采集和处理的速度对系统性能影响不大，可以在系统空闲时进行7、在计算机控制的汽车电子系统中，发动机的燃油喷射控制对于提高燃油经济性和减少尾气排放起着重要作用。当考虑到不同工况下（如加速、匀速、怠速）的燃油需求时，以下哪种燃油喷射控制策略更能优化发动机性能？（）A.基于模型的预测控制，根据工况预测燃油需求B.闭环反馈控制，根据氧传感器反馈调节C.开环定时控制，按照固定时间喷射燃油D.随机喷射燃油，不考虑工况差异8、在计算机控制系统的安全防护方面，以下关于网络攻击和防护措施的描述，哪一项是准确的？（）A.计算机控制系统面临着病毒、黑客攻击、拒绝服务攻击等多种网络安全威胁，需要采取防火墙、入侵检测系统、加密技术等防护措施，同时加强用户认证和权限管理，保障系统的安全运行B.计算机控制系统相对独立，不会受到网络攻击，不需要采取防护措施C.简单的杀毒软件就足以保护计算机控制系统免受网络攻击D.网络攻击对计算机控制系统影响不大，不必过于关注防护措施9、关于计算机控制系统中的前馈控制应用，假设要补偿系统中的可测干扰，以下哪种情况适合使用前馈控制？（）A.不使用前馈控制，无法有效补偿干扰B.干扰可测且其对系统输出的影响规律已知，通过前馈控制器提前对干扰进行补偿，减少其对系统输出的影响C.不了解干扰特性，无法应用前馈控制D.认为前馈控制复杂，不采用10、在计算机控制系统的故障诊断（FaultDiagnosis）方面，以下描述不正确的是：（）A.故障诊断是指及时发现并确定系统中出现的故障类型和位置B.可以通过硬件自检测、软件诊断算法、专家系统等方法进行故障诊断C.故障诊断的目的是为了及时采取措施修复故障，保证系统的正常运行D.只有在系统出现明显故障症状时才需要进行故障诊断，平时不需要进行监测11、计算机控制系统的安全性是一个不容忽视的问题。以下关于系统安全性的描述，错误的是（）A.采取措施防止未经授权的访问、篡改和破坏，保障系统的正常运行和数据的安全B.安装防火墙、入侵检测系统等安全设备，加强网络安全防护C.对系统进行定期的安全评估和漏洞扫描，及时发现并修复安全隐患D.系统安全性只与软件和网络有关，与硬件设备无关12、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13、在计算机控制技术的分布式控制系统（DCS）中，以下关于其结构和特点的描述，哪一项是正确的？（）A.DCS采用分层分布式结构，包括现场控制层、监控层和管理层，具有分散控制、集中管理、可靠性高、开放性好等特点，适用于大型工业过程的控制B.DCS结构复杂、成本高，不如集中式控制系统实用C.DCS的各层之间相互独立，没有信息交互D.DCS已经过时，被新的控制系统所取代14、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15、关于计算机控制系统中的数据采集与处理，以下哪种方法能够提高数据的准确性？（）A.不进行任何数据校准和滤波处理，直接使用采集到的数据B.采用合适的传感器校准方法、信号调理电路、数据滤波算法（如中值滤波、卡尔曼滤波等）以及误差补偿技术，能够有效地去除噪声、减小误差，提高数据采集的准确性和可靠性C.数据采集的频率越高，数据的准确性就越高D.只采集一次数据，不进行多次采样和平均二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）什么是模型参考滑模控制？2、（本题5分）说明计算机控制系统中的分布式预测控制。3、（本题5分）简要分析计算机控制在智能家居能源管理中的作用。4、（本题5分）说明校正对系统动态和稳态性能的改善效果。三、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，系统辨识是建立被控对象数学模型的重要手段。请全面论述系统辨识的基本原理和方法，包括基于输入输出数据的辨识方法（如最小二乘法、递推最小二乘法等）和基于物理原理的建模方法。分析系统辨识的精度和可靠性影响因素。结合实际的被控对象，说明如何进行实验设计以获取有效的辨识数据，并讨论在系统辨识过程中如何处理噪声和非线性等问题。2、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的多变量控制系统设计。阐述多变量系统的特点和建模方法，比较解耦控制、协调控制等多变量控制策略的原理和应用。结合实际的多变量控制对象，分析设计过程中的关键问题和解决方案。3、（本题5分）全面论述计算机控制系统中的大数据分析在控制中的应用，阐述如何从控制系统中采集和处理大量数据，分析大数据技术对系统性能优化和故障预测的作用。讨论数据隐私和安全在大数据应用中的重要性，结合一个工业生产过程的大数据分析案例，说明如何挖掘数据价值。4、（本题5分）计算机控制系统中的实时数据库管理对于系统的高效运行和数据处理至关重要。请详细阐述实时数据库的特点和功能，如数据的快速存储和检索、事务处理的实时性等。分析实时数据库的体系结构和数据模型。结合实际的计算机控制系统，说明如何设计和实现实时数据库，并讨论在实时数据库管理中如何保证数据的一致性和完整性，以及如何处理并发访问和数据更新的问题。5、