上海城建职业学院《控制测量》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷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、在计算机控制系统的信号采样与保持过程中，关于采样定理的理解和应用，以下哪一种说法是最正确的？（）A.采样定理指出，为了能够从采样信号中无失真地恢复原始连续信号，采样频率必须大于或等于原始信号最高频率的两倍。在实际应用中，必须严格遵循采样定理，否则会导致信号失真和控制性能下降B.采样定理对于低速变化的信号不太重要，可以适当降低采样频率以减少数据量和计算负担C.只要采样频率足够高，就可以完全消除采样过程中的量化误差和噪声干扰，保证信号的准确性D.采样定理只适用于线性系统，对于非线性系统可以不考虑采样频率的限制2、在计算机控制系统的通信协议方面，以下关于Modbus协议和CANopen协议的特点，哪种说法是不准确的？（）A.Modbus协议是一种应用广泛的串行通信协议，具有简单、开放、易于实现等优点，适用于主从式通信结构B.CANopen协议是基于CAN总线的高层协议，具有实时性强、可靠性高、网络管理功能完善等特点，适用于多主式通信结构C.Modbus协议和CANopen协议在数据格式、传输速率、错误处理等方面存在差异，应根据具体的应用需求选择合适的协议D.Modbus协议和CANopen协议可以相互兼容和转换，在一个系统中可以同时使用这两种协议，无需进行特殊的处理3、计算机控制技术在智能家居领域的应用越来越广泛。通过对家电设备、照明系统、安防系统等的控制，实现家居的智能化和自动化。例如，可以根据室内光线和人员活动情况自动调节灯光亮度。以下关于计算机控制技术在智能家居中的描述，正确的是：（）A.智能家居系统的安全性不重要，因为不会对用户造成严重影响B.不同厂家的智能设备之间无法实现互联互通，限制了系统的扩展性C.智能家居系统的安装和维护非常简单，用户可以自行完成D.基于物联网技术的智能家居系统能够实现远程控制和智能化管理4、在计算机控制系统的故障诊断技术中，以下关于基于模型的诊断方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.基于模型的诊断方法是通过建立系统的数学模型，将实际测量值与模型预测值进行比较，从而检测和诊断系统的故障B.该方法需要准确的系统模型，对于复杂的非线性系统，建立精确的模型可能比较困难C.基于模型的诊断方法可以实现故障的早期预警和定位，具有较高的诊断精度和可靠性D.一旦系统模型建立完成，就不需要对其进行更新和维护，即使系统发生了变化5、在计算机控制的煤矿通风系统中，需要根据井下的瓦斯浓度、人员分布等情况自动调节通风量。当通风网络复杂且存在多个通风机联合工作时，以下哪种通风控制算法能够实现有效的风量分配和节能运行？（）A.遗传算法B.模拟退火算法C.粒子群优化算法D.以上都是6、在计算机控制系统的硬件平台（HardwarePlatform）选择中，以下说法错误的是：（）A.硬件平台的选择需要考虑系统的性能要求、成本预算和开发难度等因素B.可以选择工业控制计算机、嵌入式系统或可编程控制器等作为硬件平台C.不同的硬件平台具有不同的特点和适用场景，需要根据实际情况进行选择D.一旦选择了硬件平台，就不能再更改，否则会导致系统重新设计7、在计算机控制的石油化工生产过程中，需要对多个反应釜的温度、压力等进行集中监控和控制。当控制点数众多且分布广泛时，以下哪种控制系统架构能够更好地满足需求？（）A.DCS系统B.PLC系统C.FCS系统D.以上都是8、关于计算机控制系统中的数据采集与处理，在保证数据准确性和可靠性方面，以下哪一种措施是最为重要的？（）A.选择合适的传感器和变送器，确保其精度和稳定性满足要求；采用有效的信号调理电路，去除噪声和干扰；采用合适的数据采集卡和采集算法，保证数据的完整性和准确性B.增加数据采集的频率，即使采集到大量冗余数据，也能通过后期处理得到准确的结果C.忽略数据中的异常值和错误数据，认为它们对系统的影响不大D.数据采集与处理过程中，应尽量简化硬件和软件设计，以降低成本和提高效率，准确性和可靠性可以在一定程度上牺牲9、在计算机控制系统的算法优化方面，以下关于其目的和方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.算法优化的目的是提高系统的控制性能、降低计算复杂度、减少资源占用，以满足实时性和高效性的要求B.常见的算法优化方法包括代码优化、数据结构优化、算法改进、并行计算等C.算法优化只需要考虑计算效率，不需要考虑算法的稳定性和准确性D.在进行算法优化时，需要综合考虑系统的性能、成本和可实现性等因素，选择合适的优化方案10、在计算机控制系统的多变量控制（MultivariableControl）问题中，以下叙述错误的是（）A.多变量控制系统具有多个输入和多个输出，控制关系较为复杂B.相比单变量控制，多变量控制需要考虑变量之间的耦合和相互影响C.解耦控制是解决多变量控制问题的一种有效方法，可以将多变量系统分解为多个独立的单变量系统进行控制D.多变量控制只在大型工业系统中存在，小型控制系统不会涉及11、对于计算机控制技术中的自适应控制，在系统参数发生变化或存在未知干扰的情况下，以下哪种说法是最能体现其优势的？（）A.自适应控制能够根据系统的运行状态和环境变化，自动调整控制器的参数，以保持良好的控制性能，无需人工干预B.自适应控制需要大量的先验知识和精确的系统模型，否则难以发挥作用C.自适应控制在应对系统参数缓慢变化时效果较好，但对于突发的、剧烈的变化可能无法及时响应D.相比于传统的固定参数控制，自适应控制的计算复杂度高，实现成本高，因此在实际应用中应谨慎选择12、在计算机控制系统的工业以太网应用中，以下哪种优势是其相较于传统现场总线的突出特点？（）A.工业以太网的数据传输速率低，不适合大数据量的传输B.工业以太网具有高带宽、开放性好、易于与互联网集成、支持多种拓扑结构等优势，能够满足现代工业控制系统对大数据量、实时性、远程监控和智能化的需求C.工业以太网的安装和维护难度大，成本高D.工业以太网的安全性不如传统现场总线，容易受到攻击13、在计算机控制技术的工业机器人控制中，以下关于轨迹规划和力控制的描述，哪一项是准确的？（）A.轨迹规划确定机器人的运动路径和速度，力控制保证机器人与环境的交互力符合要求，两者对于实现高精度、高效率的机器人操作至关重要，需要结合机器人的动力学模型和控制算法进行优化B.轨迹规划和力控制不重要，机器人可以根据预设的动作进行操作C.轨迹规划和力控制只适用于高端工业机器人，普通机器人不需要D.轨迹规划和力控制技术已经非常成熟，不需要进一步研究和改进14、计算机控制系统的可靠性设计是确保系统长期稳定运行的关键。以下关于可靠性设计的描述，错误的是（）A.可以采用冗余技术，如硬件冗余、软件冗余和信息冗余，提高系统的可靠性B.对关键部件进行故障诊断和预测，及时发现潜在的故障并采取相应的措施C.合理选择元器件和设备，进行严格的质量控制和可靠性测试D.为了降低成本，可以适当降低系统的可靠性要求15、在计算机控制系统的可靠性设计中，以下关于冗余技术和容错技术的说法，哪种是不正确的？（）A.冗余技术是通过增加备用设备或部件，提高系统在故障情况下的可用性，如电源冗余、控制器冗余等B.容错技术则是通过设计系统的结构和算法，使系统在出现故障时能够自动检测、诊断和恢复，不影响系统的正常运行C.冗余技术和容错技术都能够提高系统的可靠性，但冗余技术成本较高，容错技术实现难度较大D.只要采用了冗余技术或容错技术，就可以完全消除系统故障，保证系统永远不会出现停机或失控的情况16、在计算机控制系统的数字控制器设计中，关于PID控制器（比例-积分-微分控制器）的参数整定方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.PID控制器的参数整定可以随意尝试，直到系统性能满足要求，不需要遵循特定的方法B.常用的参数整定方法有Ziegler-Nichols法、临界比例度法等，这些方法基于系统的阶跃响应或频率特性，通过一定的计算和试验来确定合适的参数值，以实现良好的控制效果C.PID控制器的参数整定非常简单，不需要考虑系统的特性和控制要求D.只要根据经验设置参数，就能够保证PID控制器在各种系统中都能达到最优控制17、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18、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19、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20、计算机控制系统中的实时数据库技术用于存储和管理实时数据。以下关于实时数据库的描述，错误的是（）A.实时数据库能够快速地存储、检索和更新实时数据，满足系统对数据实时性的要求B.它具有数据压缩、数据缓存和事务处理等功能，提高数据管理的效率C.实时数据库与关系数据库在数据结构和存储方式上有很大的不同D.实时数据库的设计和实现非常简单，不需要考虑数据的一致性和可靠性21、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22、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23、对于计算机控制系统中的执行机构，以下关于其类型和特点的描述，哪一种是准确的？（）A.执行机构包括电动执行器、气动执行器和液压执行器等。电动执行器控制精度高、响应速度较快，但驱动力较小；气动执行器结构简单、成本低，但控制精度相对较低；液压执行器输出力大、响应速度快，但系统复杂且维护成本高。选择执行机构时要根据控制要求、工作环境和成本等因素综合考虑B.执行机构的类型对控制系统的性能没有明显影响，可以任意选择C.执行机构只需要具备足够的动力输出，其他特点不重要D.一旦选择了执行机构，就不能再更换或改进24、在计算机控制系统的稳定性分析中，以下关于朱利稳定判据的描述，不正确的是哪一项？（）A.朱利稳定判据是一种直接在z域中判断系统稳定性的方法，不需要将系统转换到w平面B.该判据通过检查系统特征方程的系数来确定系统的稳定性，避免了求解特征根的复杂过程C.朱利稳定判据不仅可以判断系统是否稳定，还能给出系统稳定的程度和参数的允许范围D.朱利稳定判据适用于所有类型的计算机控制系统，包括线性和非线性、时变和时不变系统25、在计算机控制系统中，当需要对一个具有大滞后特性的工业过程进行精确控制时，以下哪种控制算法可能最为有效？（）A.比例-积分-微分（PID）控制算法，通过调整比例、积分和微分系数来实现控制B.模糊控制算法，利用模糊逻辑和语言规则进行推理和决策C.预测控制算法，基于模型预测未来的输出并进行优化控制D.神经网络控制算法，通过模拟生物神经网络的学习和适应能力进行控制26、当利用计算机控制技术实现一个仓储管理系统时，需要对货物的入库、出库和库存进行精确控制和管理。为了提高仓储效率和减少错误，以下哪种技术的应用是重要的？（）A.射频识别（RFID）技术，自动识别货物信息B.数据库管理技术，存储和处理大量数据C.自动化搬运设备的控制技术，实现货物的自动搬运D.以上技术结合使用，实现仓储的智能化管理27、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28、对于计算机控制系统中的数字信号处理技术，以下关于其在控制中的作用和方法的描述，哪一种是准确的？（）A.数字信号处理技术在计算机控制系统中用于信号的滤波、变换、特征提取等。通过离散傅里叶变换、数字滤波器设计等方法，可以提高信号的质量和有用信息的提取，为控制决策提供更准确的数据。数字信号处理技术有助于改善系统的抗干扰能力和控制精度B.数字信号处理技术对计算机控制系统的性能提升作用不大，可以忽略C.数字信号处理技术只适用于特定类型的控制系统，应用范围有限D.数字信号处理技术的方法复杂，计算量大，不适合在实时控制系统中应用29、关于计算机控制系统的集成化（Integration）发展趋势，以下说法不正确的是：（）A.集成化是将控制、通信、计算等功能集成在一个系统中，实现更高效的运行B.系统集成可以提高系统的可靠性、可维护性和可扩展性C.集成化需要解决不同子系统之间的接口和兼容性问题D.集成化会导致系统的复杂度增加，因此应该尽量避免30、对于计算机控制系统中的滞后补偿（Dead-timeCompensation）技术，以下说法不准确的是（）A.滞后现象会降低系统的控制性能，需要进行补偿B.可以采用史密斯预估器（SmithPredictor）等方法来补偿滞后C.滞后补偿能够完全消除滞后对系统的影响，使系统性能恢复到无滞后时的水平D.滞后补偿的效果受到模型精度和参数变化的影响，需要进行适当的调整和优化二、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鲁棒控制理论及其应用，包括H∞控制、μ综合等方法，讨论在存在模型不确定性情况下的系统稳定性和性能保证。2、（本题5分）在计算机控制技术中，最优控制理论为实现系统性能的最优提供了理论