上海行健职业学院《计算机控制技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算机控制技术》2023-2024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2分，共40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、在计算机控制技术的嵌入式系统应用中，比如要在一个小型的智能设备中实现控制功能，以下哪个方面是需要重点关注的？（）A.不关注嵌入式系统的特点，开发困难B.资源受限、功耗控制和实时性要求，嵌入式系统通常具有有限的计算资源和存储空间，需要优化算法和代码以降低功耗，并保证控制任务的实时执行C.只关注功能实现，忽略系统资源限制D.不采用嵌入式系统，使用通用计算机2、在计算机控制技术的PID控制器参数整定中，以下关于其重要性和常用方法的描述，哪一个是恰当的？（）A.PID控制器参数的整定直接影响控制系统的性能。通过试凑法、临界比例度法、衰减曲线法等，可以确定合适的比例系数、积分时间和微分时间。整定过程需要结合系统的实际运行情况，不断调整参数，以达到期望的控制效果，如快速响应、小超调、无稳态误差等B.PID控制器的参数可以随意设置，不需要进行整定C.PID控制器参数整定是一次性的工作，设置好后不需要再调整D.PID控制器已经过时，不应该在现代计算机控制系统中使用3、在计算机控制系统的模型预测控制（ModelPredictiveControl，MPC）中，以下说法不正确的是（）A.MPC通过预测未来一段时间内系统的输出，并根据优化目标计算最优控制输入B.它能够处理约束条件，适用于具有多变量、非线性和约束的复杂系统C.MPC的计算复杂度较高，实时性要求较高的系统可能不太适用D.MPC不需要建立系统的精确模型，依靠经验和试错就能实现良好的控制效果4、在计算机控制系统的抗干扰技术（Anti-interferenceTechnology）中，以下说法错误的是（）A.干扰会影响计算机控制系统的正常运行，降低系统的可靠性和稳定性B.常见的干扰源有电源干扰、电磁干扰、信号传输干扰等C.可以采用硬件滤波、软件滤波、接地、屏蔽等方法来抑制干扰D.一旦系统设计完成，就无法再采取抗干扰措施，只能接受干扰带来的影响5、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6、在计算机控制的数控机床中，为了实现高精度的加工，需要对刀具的运动轨迹进行精确控制。当加工复杂的曲面零件时，以下哪种插补算法能够提供更高的加工精度和表面质量？（）A.直线插补B.圆弧插补C.样条插补D.脉冲增量插补7、对于一个计算机控制的电力系统，需要实现电压和频率的稳定控制，同时要应对分布式能源的接入和负荷的变化。以下哪种控制策略能够有效地协调各部分的运行？（）A.分层控制策略，将系统分为不同层次进行控制B.协调控制策略，综合考虑各子系统的关系C.智能优化控制策略，基于智能算法寻找最优控制方案D.以上策略结合使用，适应电力系统的复杂特性8、对于计算机控制系统中的硬件选型（HardwareSelection），以下说法错误的是（）A.硬件选型要考虑系统的性能要求、成本预算、环境条件等因素B.包括处理器、传感器、执行器、通信模块等设备的选择C.选择最新、最高性能的硬件设备一定能保证系统的最优性能，无需考虑其他因素D.硬件的兼容性和可扩展性也是选型时需要重点考虑的问题9、对于计算机控制系统中的数字控制器设计，当考虑采用PID控制算法时，以下关于其参数整定方法的描述，哪一项是最恰当的？（）A.PID参数的整定可以通过理论计算、实验试凑或基于模型的方法来实现。实验试凑法虽然简单直观，但需要反复调试，耗费时间；基于模型的方法则需要准确的系统模型，否则难以得到理想的参数B.PID控制算法的参数整定只需根据经验设定一组固定的值，无需根据系统的实际运行情况进行调整，因为其具有较强的适应性C.PID参数整定的关键在于使系统的响应速度最快，而不必考虑超调量和稳态误差，只要能快速达到设定值即可D.数字控制器设计中应尽量避免使用PID控制算法，因为其过于老旧，有许多更先进的控制算法可以替代，如模糊控制、神经网络控制等10、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11、关于计算机控制系统中的工业网络（IndustrialNetwork），以下描述错误的是（）A.工业网络用于连接计算机控制系统中的各个设备，实现数据的传输和共享B.常见的工业网络有现场总线（Fieldbus）、工业以太网（IndustrialEthernet）等C.工业网络具有高实时性、高可靠性和抗干扰能力强等特点D.工业网络的通信协议是统一的，不同厂家的设备可以直接互联互通，无需进行任何配置和调试12、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13、关于计算机控制系统中的控制器实现方式，假设要在硬件上实现一个复杂的控制器，以下哪种硬件平台是常见且高效的？（）A.不选择合适的硬件平台，实现效率低B.现场可编程门阵列（FPGA），具有并行处理能力和可定制性，能够快速实现复杂的逻辑和算法，适用于对速度和性能要求较高的控制器实现C.专用集成电路（ASIC），成本高且灵活性差D.通用微处理器，处理速度可能无法满足要求14、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15、在计算机控制技术的飞行器控制系统中，关于姿态控制和轨迹跟踪控制的重要性，以下哪一种描述是最准确的？（）A.姿态控制确保飞行器在飞行过程中的稳定姿态，轨迹跟踪控制则使飞行器按照预定的轨迹飞行。两者相辅相成，对于飞行器的安全、准确飞行至关重要B.姿态控制在飞行器起飞和降落阶段比较重要，轨迹跟踪控制在巡航阶段更为关键C.飞行器控制系统中，姿态控制比轨迹跟踪控制更为重要，因为姿态不稳定会直接导致飞行事故D.轨迹跟踪控制是飞行器控制系统的核心，姿态控制相对次要，可以通过其他方式进行补偿16、关于计算机控制系统的稳定性裕度计算，假设要评估一个控制系统的稳定程度和鲁棒性，以下哪个指标是重要的？（）A.不计算稳定性裕度，无法评估系统B.相位裕度和幅值裕度，它们能够定量地反映系统在稳定性方面的储备，相位裕度越大，系统的相对稳定性越好；幅值裕度越大，系统对参数变化的不敏感性越强C.只关注稳定性，不考虑裕度D.不了解稳定性裕度的概念和计算方法17、在计算机控制系统的信号处理环节，以下关于数字滤波技术的应用和效果的说法，哪一个是正确的？（）A.数字滤波技术对提高信号质量没有作用，可有可无B.数字滤波技术能够有效地去除信号中的噪声和干扰，提高信号的准确性和可靠性。常见的数字滤波方法如中值滤波、均值滤波、巴特沃斯滤波等，各自适用于不同的信号特点和噪声环境C.数字滤波技术会引入额外的误差，不建议使用D.数字滤波技术只适用于模拟信号，对数字信号无效18、在计算机控制技术中，关于控制系统的稳定性分析，假设要判断一个复杂的闭环控制系统在不同输入条件下是否稳定，以下哪种方法是常用且有效的？（）A.仅通过观察系统的输出响应，主观判断其稳定性B.利用劳斯判据，通过计算系统特征方程的系数来确定系统的稳定性，该方法适用于线性定常系统，能准确判断系统是否具有右半平面的极点，从而确定其稳定性C.采用根轨迹法，绘制系统的根轨迹图，通过观察根轨迹是否穿越虚轴来判断系统的稳定性，但对于高阶系统计算较为复杂D.完全依赖模拟实验，不进行理论分析19、计算机控制技术在能源管理领域发挥着重要作用。以下关于能源管理中的计算机控制的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以实现对能源生产、传输和分配过程的实时监控和优化控制，提高能源利用效率B.能够对能源消耗进行精确计量和分析，为节能减排提供数据支持C.能源管理系统中的计算机控制可以与可再生能源系统集成，实现能源的综合利用D.能源管理中的计算机控制技术只适用于大型工业企业，对小型商业和居民用户没有作用20、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.以上都是二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）什么是系统的稳定性？在计算机控制中如何判断系统的稳定性？2、（本题5分）说明计算机控制在智能微波炉中的应用。3、（本题5分）简述智能家居系统中的控制技术。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个电梯的运行控制系统，保障乘坐的舒适性和安全性。2、（本题5分）针对一个水泥厂的余热发电过程，设计其蒸汽参数和发电量的控制系统。3、（本题5分）为一个数控机床的刀具交换系统设计自动控制程序。4、（本题5分）针对一个制药厂的药品生产过程，设计温度、压力和反应时间的控制系统。5、（本题5分）利用计算机控制，设计一个水泥厂生料配料比例自动控制系统。四、论述题（本大题共2个小题，共20分)