山东交通学院《数控技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数控技术》2023-2024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控制器设计中，以下哪种控制算法在处理复杂非线性系统时具有优势？（）A.传统的PID控制算法，因其简单易用，适用于所有类型的系统B.模糊控制算法，能够处理难以建立精确数学模型的非线性系统，通过模糊推理和规则库进行控制决策，具有较强的鲁棒性和适应性C.最优控制算法，总是能够在各种情况下提供最优的控制性能D.前馈控制算法，单独使用就可以实现对复杂非线性系统的完美控制2、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3、在计算机控制系统的采样过程中，例如要确定合适的采样周期以保证系统性能，以下哪个因素对采样周期的选择影响最大？（）A.不考虑任何因素，随机选择采样周期B.被控对象的动态特性，包括时间常数和自然频率等，采样周期应远小于被控对象的最小时间常数，以准确捕捉系统的变化C.系统的抗干扰性能，采样周期越短，抗干扰能力越强D.只考虑计算机的计算能力，而不考虑系统特性4、在计算机控制系统的现场总线（Fieldbus）技术中，以下描述不正确的是：（）A.现场总线是一种用于工业现场的数字通信网络B.现场总线可以实现现场设备之间的互联互通和数据共享C.不同的现场总线标准具有不同的特点和适用范围D.现场总线技术已经非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性问题5、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6、在计算机控制技术的汽车电子控制系统中，对于发动机控制和制动系统控制的特点，以下哪一种比较是最恰当的？（）A.发动机控制主要关注燃油喷射、点火时机等参数的精确控制，以提高燃烧效率和动力性能；制动系统控制则侧重于实现快速、平稳的制动，保障行车安全B.汽车电子控制系统中，发动机控制比制动系统控制更为复杂和关键，因为发动机是汽车的动力源C.发动机控制和制动系统控制都可以采用简单的开环控制策略，因为汽车的运行环境相对稳定D.制动系统控制对实时性的要求不高，而发动机控制需要快速响应各种工况变化7、对于计算机控制系统中的分布式控制系统（DCS），以下叙述不准确的是（）A.DCS是一种将控制功能分散、管理功能集中的控制系统，它由多个控制站、操作站和通信网络组成B.各个控制站可以独立完成局部的控制任务，通过通信网络与操作站进行数据交换和协调控制C.DCS具有可靠性高、扩展性好、组态灵活等优点，广泛应用于大型工业过程控制领域D.DCS是一种完全独立的控制系统，与其他控制系统无法进行集成和通信8、对于计算机控制系统中的实时操作系统选择，假设要为一个对时间要求严格的控制应用选择操作系统，以下哪个操作系统特性是关键的？（）A.不考虑操作系统特性，选择随意B.任务调度的实时性和确定性，能够保证关键任务在规定的时间内得到执行，避免任务的延迟和不确定性对控制性能产生影响C.只关注操作系统的功能丰富性，忽略实时性D.不使用实时操作系统，采用通用操作系统9、计算机控制系统中的数字滤波技术可以有效地去除噪声干扰。关于数字滤波技术，以下描述错误的是（）A.常见的数字滤波方法有算术平均值滤波、中值滤波、加权平均值滤波等B.不同的数字滤波方法适用于不同类型的噪声，需要根据实际情况选择合适的滤波方法C.数字滤波可以完全消除噪声，使信号恢复到原始的真实状态D.数字滤波可以在硬件电路中实现，也可以通过软件算法在计算机中实现10、在计算机控制的自动化生产线中，为了保证系统的可靠性和稳定性，通常会采用冗余技术。当关键的控制器出现故障时，以下哪种冗余方式能够最快地实现无缝切换，确保生产不受影响？（）A.硬件冗余B.软件冗余C.信息冗余D.时间冗余11、在计算机控制技术中，实时数据库系统用于存储和管理实时数据。它具有高并发、快速读写、数据一致性等特点。例如，在电力监控系统中，实时数据库能够及时记录电网的运行状态。以下关于实时数据库系统的说法，不正确的是：（）A.实时数据库系统能够保证数据的实时性和准确性B.实时数据库系统的架构和普通数据库系统没有区别C.实时数据库系统需要支持数据的备份和恢复机制D.实时数据库系统的性能优化是一个重要的研究方向12、在计算机控制的物流配送系统中，车辆路径的优化和调度是提高配送效率、降低成本的重要环节。当面临多个配送点、不同货物需求和时间限制时，以下哪种路径优化算法更能找到最优的配送方案？（）A.遗传算法，通过模拟进化过程搜索最优解B.蚁群算法，利用蚂蚁觅食行为寻找路径C.贪心算法，每次选择局部最优解D.随机选择路径，不进行优化13、在计算机控制系统的实时性要求（Real-timeRequirement）中，以下说法错误的是：（）A.实时性是指系统能够在规定的时间内完成对输入信号的处理和输出响应B.对于不同的应用场景，计算机控制系统的实时性要求不同C.提高系统的硬件性能和优化软件算法可以提高系统的实时性D.只要系统的响应速度足够快，就一定满足实时性要求14、在计算机控制系统的工业以太网（IndustrialEthernet）应用中，以下描述不正确的是：（）A.工业以太网是将以太网技术应用于工业控制领域的通信网络B.工业以太网具有高速、可靠、开放性好等优点C.工业以太网与传统的现场总线可以无缝集成，无需进行任何转换D.工业以太网在实时性和确定性方面还存在一些挑战，需要采取特殊的技术措施来保证15、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述计算机控制在冶金行业的应用。2、（本题5分）简述控制技术的定义和作用。3、（本题5分）什么是智能通风控制？4、（本题5分）阐述多变量系统的控制器参数整定。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的汽车电子控制系统，如发动机控制、底盘控制、车身控制等，分析控制算法和技术在提高汽车性能和安全性方面的应用。2、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的舞台灯光音响控制技术。解释舞台灯光和音响设备的控制要求和效果设计，分析如何通过计算机控制系统实现精彩的舞台演出效果。3、（本题5分）在计算机控制技术中，预测控制算法在处理约束和优化问题方面具有独特的优势。请深入论述预测控制中的动态矩阵控制（DMC）和广义预测控制（GPC）的基本原理和算法步骤。分析这两种预测控制算法在模型精度要求、计算复杂度和控制性能方面的特点。结合实际的工业过程控制实例，说明如何选择合适的预测控制算法，并讨论在预测控制中如何处理多变量、非线性和时变系统的问题。4、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的采样定理，解释其原理和重要性，分析在实际系统中如何确定合适的采样频率，以避免频谱混叠和信息丢失，同时考虑对系统稳定性和控制精度的影响。5、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的无线传感器网络在控制中的应用，讨论无线传感器网络的特点、组网方式、数据传输可靠性，以及在控制领域中的应