烟台大学《计算机控制系统》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《计算机控制系统》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2、计算机控制技术在工业机器人领域发挥着重要作用。机器人的运动轨迹规划、关节控制、力控制等都依赖于计算机控制。例如，在汽车生产线上的焊接机器人需要精确控制焊接位置和力度。以下关于计算机控制在工业机器人中的应用，不准确的是：（）A.可以采用离线编程的方式，提前规划机器人的运动轨迹B.机器人的控制系统需要具备高速计算和实时响应的能力C.传感器反馈对于机器人的精确控制作用不大，可以忽略D.机器人的控制系统需要与其他设备进行协同工作，实现自动化生产3、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4、对于局域网中的无线局域网（WLAN）组建，以下说法不准确的是：（）A.无线局域网使用无线信号进行数据传输，摆脱了线缆的束缚，使网络接入更加灵活方便B.在组建无线局域网时，需要选择合适的无线接入点（AP），设置SSID、加密方式和信道等参数，以确保网络的安全性和稳定性C.无线信号的覆盖范围和传输速率受到障碍物、距离和干扰等因素的影响，因此需要合理规划AP的位置和数量D.无线局域网的安全性不如有线局域网，容易受到黑客攻击和窃听，因此不适合在对安全性要求较高的场合使用5、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6、在计算机控制技术的控制系统性能评估指标中，例如评估一个温度控制系统的性能，以下哪个指标能够综合反映系统的快速性和稳定性？（）A.不明确性能评估指标，无法有效评估B.调节时间和超调量，调节时间越短，系统响应越快；超调量越小，系统稳定性越好，综合这两个指标可以较好地评价系统的性能C.只关注单一指标，评估不全面D.不进行性能评估，无法改进系统7、关于计算机控制系统中的故障诊断与容错技术，以下描述不准确的是：（）A.故障诊断是及时发现系统中的故障并确定其位置和类型的过程，容错技术则是在系统出现故障时采取措施保证系统继续正常运行B.故障诊断方法包括基于模型的诊断、基于信号处理的诊断、基于知识的诊断等，不同方法各有优缺点C.容错技术包括硬件容错、软件容错和信息容错等，通过冗余和备份机制提高系统的可靠性D.故障诊断和容错技术只在关键的计算机控制系统中需要应用，对于一般的控制系统来说，没有必要考虑8、计算机控制系统的抗干扰技术对于保证系统的稳定运行至关重要。关于抗干扰技术，以下描述不正确的是（）A.干扰可以分为内部干扰和外部干扰，内部干扰主要来自系统内部的电路噪声和电磁辐射，外部干扰主要来自电源波动、空间电磁辐射和信号线引入的干扰等B.硬件抗干扰技术包括滤波、屏蔽、接地、隔离等方法，可以有效地抑制干扰信号的传播C.软件抗干扰技术包括数字滤波、指令冗余、软件陷阱等方法，可以提高系统的可靠性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中的干扰，无需采取其他措施9、在计算机控制技术的分布式控制系统架构中，考虑到系统的扩展性和可靠性，以下哪个特点是其显著优势？（）A.不了解分布式控制系统的特点，无法发挥优势B.功能分散、危险分散、管理集中，各个控制节点相对独立，便于系统的扩展和维护，同时提高了系统的可靠性，单个节点的故障不会导致整个系统瘫痪C.认为分布式控制系统复杂，不采用D.只看到分布式控制系统的缺点，忽略其优势10、当谈到闭环控制系统（Closed-loopControlSystem）的工作原理时，以下说法错误的是：（）A.闭环控制系统通过反馈回路将输出量与期望值进行比较，并根据偏差产生控制作用B.反馈信号可以是输出量的全部或部分，用于修正控制输入C.闭环控制系统能够克服各种扰动对系统输出的影响，实现精确控制D.闭环控制系统中，控制器的参数一旦设定就不能再调整，否则会导致系统不稳定11、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12、计算机控制技术在医疗设备中的应用越来越广泛，如手术机器人、医疗影像设备、生命支持系统等。这些设备对控制的精度和可靠性要求极高。例如，在心脏起搏器中，需要精确控制起搏频率和输出能量。以下关于计算机控制技术在医疗设备中的描述，不正确的是：（）A.医疗设备的计算机控制系统需要经过严格的安全性和有效性认证B.采用无线通信技术可以方便地实现医疗设备与外部系统的数据传输C.医疗设备中的计算机控制技术发展已经非常成熟，不会存在任何风险D.为了保障患者的安全，医疗设备的软件需要定期更新和维护13、在计算机控制系统的输入输出接口技术中，以下关于并行接口和串行接口的比较，哪一项是不准确的？（）A.并行接口一次可以传输多个比特的数据，传输速度快，但需要较多的数据线，适用于短距离、高速的数据传输B.串行接口一次只传输一个比特的数据，传输速度相对较慢，但只需要少数几根数据线，适用于长距离、低速的数据传输C.并行接口的线路复杂，成本高，抗干扰能力差；串行接口的线路简单，成本低，抗干扰能力强D.在现代计算机控制系统中，由于串行接口的速度不断提高，已经完全取代了并行接口，不再使用并行接口进行数据传输14、当设计一个计算机控制的医疗设备系统时，对系统的安全性和可靠性要求极高。为了确保患者的安全和治疗效果，以下哪种措施是必不可少的？（）A.采用多重备份和冗余设计B.进行严格的软件和硬件测试C.遵循相关的医疗设备标准和规范D.以上都是15、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16、在计算机控制的光伏电站系统中，为了实现最大功率点跟踪（MPPT），提高发电效率，以下哪种控制算法是常用的？（）A.扰动观察法，通过不断扰动工作点寻找最大功率点B.电导增量法，根据电导变化判断最大功率点C.模糊控制算法，根据经验规则调整工作点D.以上算法结合使用17、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18、计算机控制技术在机器人领域的应用不断拓展。以下关于机器人控制中的计算机技术的描述，哪一项是错误的？（）A.可以实现机器人的运动规划、轨迹跟踪和力控制，提高机器人的作业精度和灵活性B.基于视觉的机器人控制利用计算机视觉技术获取环境信息，实现自主导航和避障C.机器人控制系统中的计算机需要具备强大的计算能力和实时响应能力D.机器人控制中的计算机技术只关注机器人的机械运动，不涉及机器人的感知和决策19、在计算机控制的智能仓储物流系统中，需要实现货物的自动搬运和存储。当仓库空间有限且货物搬运路径复杂时，以下哪种路径规划算法能够有效地提高搬运效率，减少碰撞和拥堵？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.蚁群算法D.以上都是20、在计算机控制的电力系统中，电压和频率的稳定控制是保障供电质量的重要任务。当电力系统负载发生突然变化时，以下哪种控制方法更能快速恢复电压和频率的稳定？（）A.自动发电控制（AGC），协调发电机组的出力B.无功补偿控制，改善功率因数C.手动调节变压器分接头，改变电压D.不采取任何控制措施，等待系统自行恢复二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）什么是解耦控制？在多变量系统中如何实现解耦？2、（本题5分）简述控制系统的数字化实现。3、（本题5分）说明计算机控制系统中干扰的来源及抑制方法。4、（本题5分）阐述飞行器控制系统的性能测试。5、（本题5分）说明如何利用大数据改善交通控制系统性能。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个智能家居的智能灯光场景切换控制系统。2、（本题5分）设计一个基于计算机的扭矩分布抑制系统，抑制扭矩在机械系统中的分布偏差。3、（本题5分）设计一个计算机控制的流量分布调节系统，实现流量在管道内的均匀分布。4、（本题5分）设计一个智能交通系统中的智能停车诱导控制系统。5、（本题5分）设计一个计算机控制的张力控制系统，确保张力在0-100N范围内稳定，误差在±2N以内。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在计算机控制技术中，数字控制器的设计是核心内容之一。请详细论述数字控制器的设计方法，包括直接数字设计法、模拟化设计法等，并分析它们各自的优缺点和适用场景。同时，结合实际控制系统，阐述如何