烟台大学《计算机控制系统实验》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《计算机控制系统实验》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2、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3、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4、在计算机控制系统的工业控制计算机（IndustrialControlComputer，IPC）特点中，以下说法不准确的是（）A.IPC具有高可靠性、强抗干扰能力和丰富的接口资源B.适用于恶劣的工业环境，能够长时间稳定运行C.IPC的性能和功能已经固定，无法进行升级和扩展D.可以根据不同的控制需求，灵活配置硬件和软件5、在计算机控制的工业炉温控制系统中，为了实现精确的温度控制，需要选择合适的加热元件和控制方式。当对温度的控制精度要求很高，且加热过程存在较大的滞后时，以下哪种加热元件和控制方式的组合更合适？（）A.电阻丝加热，结合智能预测控制算法B.红外线加热，采用传统PID控制C.电磁感应加热，使用开环控制D.火焰加热，依靠人工观察调节6、对于计算机控制系统中的虚拟仪器（VirtualInstrument）技术，以下观点不正确的是（）A.虚拟仪器通过软件将计算机与测量硬件结合，实现仪器的功能B.具有灵活性高、开发成本低、功能强大等优点C.虚拟仪器完全取代了传统的物理仪器，不再需要使用传统仪器进行测量和控制D.虚拟仪器的开发需要掌握一定的编程语言和测量原理知识7、在计算机控制技术中，先进控制策略不断涌现。以下关于先进控制策略的描述，哪一项是不正确的？（）A.预测控制通过预测系统未来的输出，提前采取控制措施，提高控制性能B.自适应控制能够根据系统的变化自动调整控制器的参数，适应不同的工况C.鲁棒控制在系统存在不确定性和干扰的情况下，仍能保持较好的控制效果D.先进控制策略虽然性能优越，但计算复杂度高，不适合在实时性要求高的系统中应用8、在计算机控制技术中，故障诊断与容错控制是提高系统可靠性的重要手段。通过对系统运行状态的监测和分析，能够及时发现故障并采取相应的措施。例如，在一个电力系统中，对变压器、断路器等设备进行实时监测和故障诊断。以下关于故障诊断与容错控制的说法，准确的是：（）A.故障诊断只能基于硬件检测，软件分析无法实现B.容错控制可以在系统出现故障时，自动切换到备用设备或采取降级运行模式C.故障诊断和容错控制技术对于提高系统的可用性没有帮助D.只要系统设计合理，就不会出现故障，不需要进行故障诊断和容错控制9、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10、在计算机控制系统的信号调理电路中，以下关于其作用和类型的描述，不正确的是哪一项？（）A.信号调理电路的作用是将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、隔离等处理，使其满足A/D转换器的输入要求B.放大电路可以提高信号的幅度，使其能够被准确测量；滤波电路用于去除信号中的噪声和干扰；隔离电路用于防止信号之间的串扰和共模干扰C.信号调理电路可以分为模拟信号调理电路和数字信号调理电路，分别适用于不同类型的信号和系统D.信号调理电路的性能对系统的测量精度和稳定性没有影响，只要能够将信号转换为合适的形式即可11、对于计算机控制系统中的工业以太网应用，在考虑其与传统现场总线的比较时，以下哪一项优势是最为突出的？（）A.工业以太网具有更高的带宽、更远的传输距离、更好的兼容性和开放性，能够满足现代工业自动化系统对大数据量、高速通信和互操作性的需求B.工业以太网的安装和维护成本低于传统现场总线，因为其使用的线缆和连接器更为常见和便宜C.传统现场总线在实时性和确定性方面优于工业以太网，因此在对实时性要求极高的场合，工业以太网不适用D.工业以太网的安全性不如传统现场总线，容易受到网络攻击和干扰12、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13、在计算机控制系统的最优控制（OptimalControl）中，以下描述不正确的是：（）A.最优控制是在一定的约束条件下，使系统的性能指标达到最优B.可以通过求解动态规划方程或使用线性二次型调节器等方法实现最优控制C.最优控制需要精确的系统模型和完整的系统信息，在实际应用中往往难以实现D.一旦实现了最优控制，系统就不需要再进行调整和优化14、对于计算机控制系统中的智能控制算法，以下关于其在复杂系统中的应用优势和挑战的描述，哪一项是正确的？（）A.智能控制算法如神经网络控制、遗传算法控制等在处理复杂、不确定性系统时具有强大的自适应性和优化能力，但也面临着计算量大、模型训练困难、实时性要求高等挑战B.智能控制算法理论复杂，实际应用效果不佳，不适合在工业控制中使用C.智能控制算法可以完全替代传统控制算法，解决所有控制问题D.智能控制算法只适用于研究领域，在实际工程中难以应用15、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16、对于计算机控制系统中的工业4.0与智能制造，以下说法不准确的是：（）A.工业4.0强调通过信息技术实现制造业的智能化、数字化和网络化转型B.计算机控制技术在智能制造中发挥着关键作用，实现生产过程的自动化和优化控制C.智能制造能够提高生产效率、产品质量和企业的竞争力，但实施成本高昂，只有大型企业才能承担D.工业4.0和智能制造的发展需要跨学科的知识和技术融合，以及企业的战略规划和创新思维17、在计算机控制的智能交通系统中，需要对车辆的行驶状态进行实时监测和控制。当面临复杂的交通流量和多变的路况时，以下哪种控制策略能够更好地优化交通流量，减少拥堵？（）A.集中式控制B.分布式控制C.分层式控制D.随机控制18、在计算机控制的汽车电子系统中，如发动机管理系统、制动系统等，需要保证系统在各种恶劣环境下的稳定工作。以下哪种可靠性设计方法是常用的？（）A.降额设计，降低元器件的工作应力B.冗余设计，增加备份部件C.故障树分析（FTA），预测和预防故障D.以上方法都是19、在计算机控制的机器人系统中，轨迹规划是实现精确运动控制的关键。当要求机器人在有限的时间内从起始点以最短路径到达目标点，并避开障碍物时，以下哪种轨迹规划算法更适用？（）A.直线插补算法，简单直接B.圆弧插补算法，适用于曲线运动C.多项式插补算法，可灵活设定运动曲线D.随机生成轨迹，不考虑路径优化20、在计算机控制系统的故障诊断和容错控制方面，如果系统中的某个传感器发生故障，导致测量数据不准确，以下哪种方法能够及时检测到故障并采取相应的容错措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多个相同传感器进行对比B.基于模型的方法，通过模型预测值与实际测量值的差异判断C.基于信号处理的方法，分析测量信号的特征来检测故障D.以上方法结合使用，提高故障诊断的准确性和可靠性21、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22、对于一个计算机控制的机器人系统，要实现精确的轨迹跟踪控制，需要准确的模型和高性能的算法。在模型不确定或存在较大误差的情况下，以下哪种控制方法能够较好地适应并实现准确跟踪？（）A.自适应控制，根据系统运行情况自动调整控制器参数B.鲁棒控制，在模型存在不确定性时仍能保证系统稳定C.最优控制，寻求最优的控制策略D.智能控制，结合多种智能算法进行控制23、关于计算机控制系统的故障诊断与容错技术，假设系统在运行过程中出现故障，以下哪种诊断方法能够快速准确地定位故障源？（）A.依靠人工检查和判断，费时费力且不准确B.运用基于模型的故障诊断方法，建立系统的数学模型，通过比较实际输出与模型预测输出的差异来检测和诊断故障，结合智能算法提高诊断的准确性和速度C.不进行故障诊断，等待故障自行消失D.采用简单的阈值判断，容易误判24、计算机控制系统中的网络通信技术实现了系统各部分之间的数据传输和信息共享。以下关于网络通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.现场总线是一种应用于工业控制领域的网络通信技术，具有实时性、可靠性和开放性等特点B.工业以太网在工业控制中的应用越来越广泛，它结合了以太网的高速传输和工业控制的实时性要求C.无线网络通信技术为移动设备和远程监控提供了便利，但存在信号不稳定和安全性等问题D.网络通信协议的选择对系统的性能没有影响，任何一种协议都可以满足控制要求25、关于计算机控制系统中的自适应控制技术，以下哪种应用场景能够充分发挥其优势？（）A.系统参数和环境变化缓慢，不需要自适应控制B.当系统的参数、结构或环境发生变化时，自适应控制技术能够自动调整控制器的参数或结构，以适应变化，保持系统的性能。例如在飞行器控制、机器人控制等领域，环境和任务的变化较为频繁，自适应控制能够发挥重要作用C.自适应控制技术计算复杂，不适合实际应用D.自适应控制技术只能用于线性系统，对非线性系统无效26、关于计算机控制系统的虚拟仪器（VirtualInstrument）技术，以下说法错误的是：（）A.虚拟仪器是利用计算机软件和硬件资源实现传统仪器功能的技术B.虚拟仪器具有灵活性高、可扩展性强、成本低等优点C.虚拟仪器只能用于测量和测试领域，不能用于控制领域D.开发虚拟仪器需要掌握相关的编程语言和开发工具27、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28、在计算机控制系统的鲁棒控制（RobustControl）方法中，以下叙述不准确的是（）A.鲁棒控制旨在设计控制器，使系统在存在模型不确定性和外部干扰的情况下仍能保持稳定和良好的性能B.可以通过H∞控制、μ综合等方法来实现鲁棒控制C.鲁棒控制能够完全消除不确定性和干扰对系统的影响，保证系统的绝对稳定性D.鲁棒控制的设计需要对系统的不确定性进行合理的描述和建模29、在计算机控制系统的软件设计（SoftwareDesign）过程中，以下描述不准确的是（）A.软件设计包括控制算法的实现、界面设计、数据管理等方面B.采用结构化、模块化的编程方法可以提高软件的可读性、可维护性和可扩展性C.实时操作系统（RTOS）可以为软件提供良好的任务调度和资源管理功能D.软件设计完成后无需进行测试和优化，只要能实现基本的控制功能即可30、在计算机控制系统的工业控制计算机选型中，以下哪种考虑因素对系统性能影响最大？（）A.工业控制计算机的外观和尺寸，越美观越好B.处理器性能、内存容量、存储设备速度、扩展接口数量和类型等硬件指标，以及操作系统的稳定性和兼容性，这些因素直接决定了系统的计算能力、数据处理速度和可扩展性，对系统性能产生重要影响C.工业控制计算机的价格，越便宜越好D.工业控制计算机的品牌，知名品牌就一定好二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述计算机控制系统中的智能交通控制。阐述智能交通系统中的交通信号控制、车辆导航和自动驾驶等方面的控制技术。分析如何利用计算机控制系统提高交通效率、减少拥堵和保障交通安全，以及相关技术的发展趋势和挑战。2、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的智能