四川民族学院《系统仿真》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《系统仿真》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、计算机控制技术在航空航天领域也有广泛的应用。例如，飞机的飞行控制系统、卫星的姿态控制系统等都依赖于计算机控制技术。在这些系统中，对控制精度和可靠性的要求极高。以下关于计算机控制技术在航空航天领域的描述，不正确的是：（）A.微小的控制误差可能导致严重的后果，因此需要高精度的传感器和执行机构B.采用冗余设计可以提高系统的可靠性，保障飞行安全C.航空航天领域的计算机控制系统不需要考虑重量和体积的限制D.先进的控制算法和仿真技术有助于优化系统性能，降低研发成本2、计算机控制技术在工业自动化领域有着广泛的应用。以下关于工业自动化中的计算机控制的描述，哪一项是错误的？（）A.可以实现生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量B.能够对生产设备进行实时监测和故障诊断，减少停机时间和维修成本C.计算机控制系统可以完全取代人工操作，不需要人的干预和管理D.可以根据市场需求灵活调整生产工艺和参数，实现个性化定制生产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、有关计算机控制系统中的传感器和变送器，以下哪种说法是比较全面的？（）A.传感器用于检测物理量并将其转换为电信号，变送器则将传感器输出的信号进行调理和转换，以满足计算机输入的要求。选择合适的传感器和变送器需要考虑测量范围、精度、响应时间、线性度、稳定性等因素。它们的性能直接影响系统的测量准确性和控制效果B.传感器和变送器的选择只需要考虑价格，越便宜越好C.传感器和变送器的性能对计算机控制系统的影响不大，可以随意选择D.一旦安装了传感器和变送器，就不需要再对其进行校准和维护5、在计算机控制技术的自适应控制算法中，比如系统参数发生变化时要自动调整控制策略，以下哪种自适应方法是基于模型的？（）A.不采用自适应控制，系统性能下降B.模型参考自适应控制，通过参考模型和实际系统的输出比较来调整控制器参数，适应系统参数的变化C.自校正控制，根据系统的输入输出数据在线辨识模型参数，并据此调整控制器参数D.不了解自适应控制方法，无法选择6、在计算机控制系统的精度提高（PrecisionImprovement）方面，以下描述不准确的是：（）A.提高系统的精度可以通过选用高精度的传感器、执行机构和控制器来实现B.对系统进行误差分析和补偿可以有效地提高精度C.增加系统的采样频率可以显著提高系统的精度D.系统的精度只取决于硬件设备的性能，与软件算法无关7、对于计算机控制系统中的系统辨识（SystemIdentification）技术，以下说法不准确的是（）A.系统辨识是通过输入输出数据来建立系统的数学模型B.可以采用时域辨识方法或频域辨识方法C.系统辨识的结果可以用于控制器的设计和系统性能的评估D.系统辨识能够准确地获得系统的真实模型，无需进行任何假设和简化8、在计算机控制系统的软件设计中，选择合适的编程语言和开发工具对于提高开发效率和系统性能至关重要。当开发一个复杂的实时控制软件，要求高效执行和良好的可维护性时，以下哪种编程语言更合适？（）A.C语言，执行效率高B.Python语言，开发效率高但执行速度相对较慢C.Java语言，跨平台性好D.汇编语言，直接控制硬件但开发难度大9、在计算机控制系统中，故障诊断和容错控制是提高系统可靠性的重要手段。以下关于故障诊断和容错控制的描述，哪一项是不准确的？（）A.故障诊断通过监测系统的运行状态，及时发现故障并确定故障的位置和类型B.容错控制能够在系统出现故障的情况下，采取相应的措施保证系统的正常运行或维持一定的性能C.基于模型的故障诊断方法需要建立精确的系统模型，对模型的准确性要求很高D.一旦系统发生故障，容错控制总是能够完全恢复系统的正常性能，不受故障影响10、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11、在计算机控制的飞行器姿态控制系统中，由于飞行器的动态特性复杂且对控制的实时性要求苛刻，以下哪种控制器结构和算法能够满足要求？（）A.串级控制结构，提高系统的快速性和稳定性B.状态反馈控制，基于系统状态进行精确控制C.智能PID控制，结合智能算法优化PID参数D.以上控制结构和算法结合使用12、在计算机控制技术的运动控制领域，关于步进电机和伺服电机的控制特点和适用范围，以下哪种描述是恰当的？（）A.步进电机控制简单、成本低，适用于对精度要求不高的开环控制系统；伺服电机精度高、响应快，适用于对性能要求较高的闭环控制系统B.步进电机和伺服电机控制方式相同，适用范围也没有明显区别C.伺服电机成本低、维护方便，因此在大多数运动控制场景中优先选择D.步进电机精度高、速度快，比伺服电机更适合复杂的运动控制任务13、在计算机控制技术中，多变量控制系统比单变量控制系统更为复杂。以下关于多变量控制系统的描述，哪一项是不正确的？（）A.多变量控制系统需要考虑多个输入和输出之间的相互关系和耦合B.解耦控制是处理多变量系统耦合问题的一种有效方法，可以将多变量系统转化为多个独立的单变量系统C.多变量控制系统的设计和分析方法与单变量控制系统完全不同，需要采用专门的工具和技术D.现代控制理论中的状态空间法在多变量控制系统的设计和分析中得到了广泛应用14、关于计算机控制系统中的过程监控（ProcessMonitoring）系统，以下说法错误的是（）A.过程监控系统用于实时监测生产过程中的参数和状态，及时发现异常情况B.可以采用数据采集与监控（SCADA）系统或分布式控制系统（DCS）来实现过程监控C.过程监控系统只提供数据显示和报警功能，不能对生产过程进行控制和调整D.有效的过程监控可以提高生产效率、保证产品质量和减少事故发生15、在计算机控制技术中，关于控制系统的性能指标，以下描述错误的是：（）A.常用的性能指标包括稳态误差、超调量、调节时间、上升时间等，用于衡量系统的控制效果B.稳态误差反映了系统在稳态时输出与期望值之间的偏差，超调量表示系统输出超过稳态值的最大幅度C.调节时间是指系统从受到干扰到重新恢复稳定所需的时间，上升时间则是指系统输出从0上升到稳态值所需的时间D.这些性能指标是相互独立的，优化一个指标不会对其他指标产生影响16、在计算机控制系统的实时性要求较高的情况下，如果要减少系统的响应时间和提高控制的及时性，以下哪个方面的优化是关键的？（）A.优化算法的计算复杂度B.提高硬件的处理速度C.改进操作系统的调度策略D.以上都是17、关于计算机控制系统中的工业控制计算机（IPC），以下描述错误的是（）A.IPC是专门为工业控制应用设计的计算机，具有可靠性高、抗干扰能力强、扩展性好等特点B.IPC通常采用标准的硬件架构和操作系统，如x86架构和Windows、Linux等操作系统C.IPC可以通过插入各种功能卡，如数据采集卡、运动控制卡等，实现对不同类型信号的处理和控制D.IPC的性能和功能不如普通个人计算机，因此在工业控制中的应用逐渐减少18、当设计一个计算机控制的煤矿安全生产监控系统时，需要实时监测瓦斯浓度、通风状况等参数，并及时发出警报和采取控制措施。为了确保系统的可靠性和稳定性，以下哪种系统架构和技术是合适的？（）A.分布式架构，多传感器冗余监测B.工业以太网通信，高速传输数据C.智能预警算法，提前预测危险情况D.以上技术和架构结合使用19、关于计算机控制系统的网络通信（NetworkCommunication），以下说法不正确的是：（）A.网络通信可以实现计算机控制系统中各个节点之间的数据交换和信息共享B.常见的网络通信协议有TCP/IP、CAN总线、Modbus等C.网络通信的实时性和可靠性对于控制系统的性能至关重要D.计算机控制系统中的网络通信不需要考虑安全性问题20、当设计一个计算机控制的智能温室系统时，需要综合调控温度、湿度、光照等环境参数。为了实现节能和环保的控制目标，以下哪种控制策略是可取的？（）A.基于节能模型的控制，优化设备运行时间和功率B.环境友好型控制，减少化学药剂的使用C.太阳能和风能等可再生能源的利用控制D.以上策略结合使用21、有关计算机控制系统中的大数据分析在控制中的应用，下列说法不正确的是：（）A.大数据分析可以从海量的控制数据中挖掘出有价值的信息，为控制决策提供支持B.通过对历史数据的分析，可以预测系统的行为和故障，提前采取措施C.大数据分析需要强大的计算和存储能力，以及有效的数据处理和挖掘算法D.大数据分析在计算机控制中的应用还处于初级阶段，对控制性能的提升作用有限22、计算机控制技术在交通领域有着重要的应用，如智能交通系统。以下关于智能交通系统中的计算机控制的描述，哪一项是错误的？（）A.可以实现交通信号灯的智能控制，根据交通流量实时调整信号灯的时长B.能够对车辆进行实时跟踪和监控，提高交通安全和管理效率C.智能交通系统中的计算机控制完全依赖于卫星导航和通信技术，不需要其他传感器的支持D.可以通过大数据分析和预测，优化交通路线规划，缓解交通拥堵23、在计算机控制的造纸生产过程中，需要对纸张的厚度、湿度等进行均匀控制。当生产线上存在多个控制环节相互关联时，以下哪种控制结构能够实现整体的优化控制？（）A.串级控制B.比值控制C.均匀控制D.以上都是24、在计算机控制系统的安全防护（SecurityProtection）方面，以下描述不正确的是：（）A.计算机控制系统面临着网络攻击、病毒感染等安全威胁B.可以采取加密、认证、访问控制等措施来保障系统的安全C.安全防护只需要在系统开发完成后进行一次性设置，不需要定期更新和维护D.员工的安全意识培训也是安全防护的重要组成部分25、在计算机控制的水处理系统中，水质参数的监测和控制对于保证出水质量至关重要。当需要同时控制多个水质参数（如pH值、溶解氧含量）时，以下哪种多变量控制方法更能有效地维持水质稳定？（）A.解耦控制，消除变量之间的相互影响B.协调控制，统筹各参数的控制目标C.独立控制，分别对每个参数进行单独控制D.不进行控制，任由水质参数自由变化26、对于一个采用计算机控制的风力发电系统，为了实现最大功率跟踪和稳定的电能输出，需要综合考虑风速变化、机械传动和电力电子等多个环节。以下哪种控制策略在应对风速的快速变化方面具有优势？（）A.基于模型预测的控制，提前预测风速变化并调整控制B.滑模控制，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力C.比例谐振控制，针对特定频率的信号进行有效控制D.模糊自适应控制，根据经验和规则自动调整控制策略27、有关计算机控制系统中的分布式控制系统（DCS），以下哪种描述是合理的？（）A.DCS系统结构复杂，成本高，不如集中式控制系统实用B.DCS采用分散控制、集中管理的架构，将控制功能分散到多个控制器中，通过网络实现信息共享和协调控制。它具有可靠性高、扩展性强、便于维护等优点，适用于大规模、复杂的工业过程控制。比如，在大型化工厂中，DCS可以对各个生产环节进行精确控制和集中监控C.DCS系统中的各个节点独立性差，一个节点故障会影响整个系统D.DCS系统已经过时，被新的控制系统完全取代28、在根轨迹图中，实轴上的某一区域，若其右边开环实数零点、极点个数之和为奇数，则该区域是根轨迹的一部分，这一性质称为（）A.幅值条件B.相角条件C.分离点D.会合点29、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30、在计算机控制系统的系统调试与维护中，以下关于调试方法和维护要点的说法，哪种是不正确的？（）A.系统调试包括硬件调试和软件调试，硬件调试主要检查电路连接、设备工作状态等，软件调试主要测试程序的逻辑和功能B.调试过程中可以采用分段调试、模拟调试、联机调试等方法，逐步排除故障，确保系统正常运行C.系统维护包括设备维护、软件更新、数据备份、故障处理等工作，需要制定完善的维护计划和制度D.系统调试和维护是一次性的工作，在系统投入运行后就不再需要进行，除非出现严重故障二、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汽车电子控制系统，包括发动机控制、底盘控制和车身电子控制。阐述汽车电子控制系统的工作原理和关键技术，分析其在提高汽车性能、安全性和舒适性方面的作用。结合一款新型汽车的电子控制系统开发，说明如何实现系统的集成和优化。2、（本题5分）详细