四川工商学院《控制科学与工程专题》2023-2024学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页四川工商学院《控制科学与工程专题》

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、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2、对于计算机控制系统中的传感器选择，以下关于其考虑因素和重要性的说法，哪一项是恰当的？（）A.传感器的选择只需要考虑测量范围，其他因素如精度、响应时间、可靠性等都不重要B.选择传感器时，需要综合考虑测量范围、精度、响应时间、线性度、稳定性、可靠性、抗干扰能力等多个因素。合适的传感器能够准确地获取被控对象的状态信息，为控制系统提供可靠的输入，直接影响控制系统的性能和精度C.传感器的价格是选择的唯一关键因素，越便宜越好D.传感器的安装和维护难度不需要在选择时考虑3、在计算机控制的无人机飞行控制系统中，姿态稳定和航迹规划是实现自主飞行的核心技术。当无人机在强风等恶劣环境下飞行时，以下哪种控制策略更能保证飞行的稳定性和准确性？（）A.自适应控制策略，根据环境变化调整参数B.滑膜控制策略，具有较强的鲁棒性C.线性控制策略，假设系统为线性D.不采取任何控制策略，任由无人机随风飘动4、在计算机控制技术的最优控制问题中，例如要使一个控制系统在满足约束条件下达到某种性能指标最优，以下哪种方法是可行的？（）A.不考虑最优控制，无法达到最佳性能B.动态规划法或线性二次型调节器（LQR）方法，通过建立性能指标函数和约束条件，求解最优控制策略，使系统性能达到最优C.不了解最优控制方法，无法实现优化D.随机选择控制策略，不追求最优5、在计算机局域网组建中，关于网络拓扑结构的选择，以下描述不准确的是：（）A.总线型拓扑结构中，所有节点都连接在一条总线上，易于扩展，但故障诊断和隔离较困难B.星型拓扑结构以中心节点为核心，连接其他节点，具有易于管理和故障隔离的优点，但中心节点故障可能导致整个网络瘫痪C.环型拓扑结构中，节点依次连接形成环形，数据沿一个方向传输，传输效率高，但某个节点故障会影响整个网络D.树型拓扑结构是星型拓扑的扩展，层次清晰，适用于大型网络，但结构复杂，成本较高，且对根节点的依赖性强，根节点一旦出现故障，整个网络将无法正常工作6、在计算机控制技术中，分布式控制系统（DCS）具有独特的优势。它将控制功能分散到多个节点，通过网络进行通信和协调。例如，在一个大型发电厂的控制系统中，采用DCS可以实现对各个机组和设备的集中管理和分散控制。以下关于分布式控制系统的说法，错误的是：（）A.DCS能够提高系统的可靠性和灵活性，便于系统的扩展和升级B.分布式控制系统中的节点之间不需要进行数据同步，各自独立运行C.网络通信的稳定性对于DCS的性能至关重要D.DCS的开发和维护成本相对较高7、对于计算机控制系统中的离散化方法（DiscretizationMethod），以下观点不正确的是（）A.离散化方法将连续的控制系统模型转换为离散的数学模型，以便在计算机中进行处理B.常用的离散化方法有前向差分法、后向差分法和双线性变换法等C.不同的离散化方法对系统的性能影响不大，可以随意选择D.在选择离散化方法时，需要考虑系统的特性、精度要求和计算复杂度等因素8、在计算机控制系统的现场总线技术中，以下哪种现场总线在实时性要求较高的场合应用广泛？（）A.CAN总线，其具有较高的实时性和可靠性，短帧结构和优先级机制能够确保关键信息的及时传输，广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域对实时性要求较高的场合B.PROFIBUS总线，虽然功能强大，但实时性一般C.MODBUS总线，主要用于简单的控制场景，实时性较差D.所有现场总线的实时性都差不多，没有明显区别9、在计算机控制系统的数字滤波技术中，为了去除信号中的噪声和干扰，提高数据的可靠性，需要选择合适的滤波算法。当信号中存在高频噪声和随机脉冲干扰时，以下哪种数字滤波方法效果更显著？（）A.中值滤波，去除脉冲干扰B.算术平均滤波，平滑信号C.加权平均滤波，突出近期数据的影响D.不进行滤波处理，直接使用原始数据10、在计算机控制技术中，工业控制网络的安全性至关重要。网络攻击可能导致生产中断、数据泄露等严重后果。例如，黑客攻击可能控制工厂的生产线，造成巨大的经济损失。以下关于工业控制网络安全的说法，不正确的是：（）A.采用加密技术可以保障网络通信的安全性B.定期进行安全漏洞扫描和补丁更新可以降低网络安全风险C.工业控制网络与互联网隔离就可以完全避免网络攻击D.员工的安全意识培训对于网络安全也非常重要11、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12、对于计算机控制系统中的模糊控制技术，以下关于其原理和特点的描述，不正确的是哪一项？（）A.模糊控制是一种基于模糊逻辑的智能控制方法，它不需要精确的数学模型，而是根据操作人员的经验和知识制定控制规则B.模糊控制器将输入的精确量通过模糊化转换为模糊量，然后根据模糊控制规则进行推理和决策，最后将输出的模糊量通过解模糊转换为精确量C.模糊控制具有较强的鲁棒性和适应性，能够处理非线性、时变和不确定的系统，但控制精度相对较低D.模糊控制只能用于简单的控制系统，对于复杂的多变量、大滞后系统无法发挥作用13、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14、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15、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16、关于计算机控制系统中的A/D和D/A转换，假设要设计一个高精度的控制系统，以下哪个方面是需要重点关注的？（）A.忽略A/D和D/A转换的精度和速度要求B.重点关注A/D和D/A转换器的分辨率、转换速度、线性度和误差等指标，选择合适的转换器以满足系统对精度和实时性的要求C.只选择价格便宜的转换器，不考虑性能D.不进行A/D和D/A转换的选型和配置17、计算机控制系统的人机交互界面设计对于操作人员的使用体验和工作效率有着重要影响。以下关于人机交互界面设计的描述，错误的是（）A.界面应该简洁明了，布局合理，操作方便，符合操作人员的工作习惯B.提供丰富的图形显示和实时数据监测功能，便于操作人员直观地了解系统的运行状态C.具有良好的错误提示和帮助信息，方便操作人员在遇到问题时能够及时解决D.人机交互界面的设计只需要考虑美观性，功能的实用性和易用性并不重要18、在计算机控制系统的传感器和变送器选择中，以下关于传感器和变送器的性能指标，哪种说法是不准确的？（）A.传感器的性能指标包括灵敏度、分辨率、线性度、重复性、迟滞等，这些指标决定了传感器对被测量的检测精度和可靠性B.变送器的作用是将传感器输出的信号转换为标准的电信号，如4-20mA、0-5V等，其性能指标包括精度、稳定性、温度特性等C.在选择传感器和变送器时，需要根据被测量的特点、测量范围、精度要求、环境条件等因素综合考虑，选择合适的型号和规格D.传感器和变送器的性能指标越高越好，不需要考虑成本和系统的实际需求，以确保测量的准确性和可靠性19、在计算机控制系统的可靠性设计（ReliabilityDesign）方面，以下描述不正确的是：（）A.可靠性设计包括硬件冗余、软件容错、故障检测与恢复等技术B.可以通过提高元器件的质量、采用可靠的电路设计等方法提高硬件的可靠性C.软件的可靠性可以通过代码审查、测试和纠错等手段来保证D.只要增加系统的冗余度，就能够显著提高系统的可靠性，而不需要考虑成本和复杂性20、在计算机控制系统的工业网络安全方面，以下关于其面临的威胁和防护措施的描述，不正确的是哪一项？（）A.工业网络面临着来自外部的黑客攻击、病毒感染、恶意软件等威胁，以及内部的误操作、设备故障等风险B.为了保障工业网络的安全，可以采取网络隔离、访问控制、加密传输、漏洞扫描、安全监测等防护措施C.工业网络安全只需要关注网络层面的防护，不需要考虑终端设备和应用程序的安全D.建立完善的安全管理制度和应急预案，加强员工的安全意识培训，也是保障工业网络安全的重要手段二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释非线性系统的线性化方法。2、（本题5分）说明自动驾驶系统中的控制技术。3、（本题5分）说明计算机控制系统的抗干扰接地技术。4、（本题5分）解释计算机控制系统中的滞后补偿方法。5、（本题5分）说明如何根据诊断结果进行故障修复。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个航空发动机的燃油喷射控制系统。2、（本题5分）设计一个基于计算机视觉的工业产品质量检测控制系统。3、（本题5分）设计一个智能家居的智能烟雾报警器与消防设备联动控制系统。4、（本题5分）针对一个汽车生产线的喷漆过程，设计其喷漆量和均匀度的控制系统。5、（本题5分）设计一个机器人的舞蹈表演动作协调控制系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨计算机控制系统中的控制系统的带宽限制对控制性能的影响，分析在带宽有限情况下如何设计