天津大学《智能控制技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《智能控制技术》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、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2、在计算机控制技术的应用中，传感器的精度和响应速度对系统的准确性和实时性有着重要影响。当需要测量一个快速变化的物理量，且要求测量精度达到很高的水平时，以下哪种类型的传感器更适合？（）A.光电式传感器，具有高响应速度和高精度B.电容式传感器，适用于测量微小变化C.电感式传感器，稳定性较好但响应速度一般D.热电偶传感器，常用于温度测量但精度有限3、在计算机控制的数控机床系统中，要实现高精度的加工，需要对刀具的运动轨迹进行精确控制。以下哪种插补算法能够在保证精度的同时提高加工效率？（）A.逐点比较法插补，简单直观B.数字积分法（DDA）插补，运算速度快C.时间分割法插补，适用于各种曲线D.样条插补，提供光滑的曲线轨迹4、在计算机控制系统的智能控制算法（IntelligentControlAlgorithm）应用中，以下说法不准确的是（）A.智能控制算法能够自适应地调整控制参数，以应对系统的变化和不确定性B.例如模糊逻辑控制可以处理模糊和不精确的信息，具有较强的鲁棒性C.虽然智能控制算法具有很多优点，但由于其复杂性，在实际应用中不如传统控制算法广泛D.智能控制算法的性能完全取决于算法本身，与系统的特性和应用场景无关5、在计算机控制技术中，关于闭环控制系统的特点，以下哪种描述最为准确和全面？（）A.闭环控制系统能够实时检测输出量，并将其与给定值进行比较，通过反馈环节调整控制作用，使输出量稳定在给定值附近。其优点是控制精度高，能够克服各种干扰和不确定性，但缺点是系统结构复杂，调试和维护难度较大B.闭环控制系统主要依赖于精确的数学模型来进行控制，对系统参数的变化非常敏感，一旦模型不准确，控制效果就会大打折扣C.闭环控制系统的响应速度快，能够在短时间内对输入信号做出强烈的反应，但容易出现超调现象，导致系统不稳定D.闭环控制系统在工业生产中应用较少，主要适用于对控制精度要求不高的场合，因为其成本较高，不具有经济性6、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7、在计算机控制的智能温室系统中，需要对室内的温度、湿度、光照等环境参数进行综合控制。当外界气候条件变化剧烈时，以下哪种控制策略能够实现温室环境的快速稳定调节？（）A.预测控制结合反馈控制B.模糊控制结合PID控制C.自适应控制结合智能优化算法D.以上都是8、计算机控制系统中的数据存储和管理也是重要的环节。大量的历史数据和实时数据需要进行有效的存储和查询。例如，在一个城市交通管理系统中，需要存储车辆的行驶轨迹、流量等数据。以下关于数据存储和管理的描述，正确的是：（）A.关系型数据库是唯一适合计算机控制系统的数据存储方式B.数据备份和恢复策略对于保障数据的安全性和完整性至关重要C.不需要对数据进行压缩和加密处理，不会影响系统性能D.数据的存储和管理与系统的控制功能无关，可以独立设计9、在计算机控制系统的软件设计中，以下关于实时操作系统的作用和特点，哪一项是不正确的？（）A.实时操作系统能够保证系统在规定的时间内完成对外部事件的响应和处理，满足系统的实时性要求B.它提供了任务调度、内存管理、中断处理等功能，为应用程序的开发提供了一个稳定、高效的运行环境C.实时操作系统通常具有较小的内核和较低的资源占用，以确保系统能够快速启动和运行D.实时操作系统不支持多任务处理，只能按照顺序依次执行任务，无法满足复杂系统的需求10、在计算机控制系统的软件设计中，如果要求系统具有良好的可扩展性和可维护性，以下哪种编程架构和方法是应该优先采用的？（）A.面向过程编程，按功能模块划分程序B.面向对象编程，封装数据和操作C.结构化编程，使用顺序、选择和循环结构D.函数式编程，强调函数的组合和纯函数11、对于一个计算机控制的物流配送系统，需要根据订单需求和车辆状况进行优化调度。以下哪种优化目标是最为关键的？（）A.最小化配送时间B.最小化配送成本C.最大化客户满意度D.以上目标综合考虑12、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13、在计算机控制技术的数字滤波算法应用中，比如要去除测量信号中的噪声干扰，以下哪种数字滤波算法是适用于高频噪声的？（）A.不使用数字滤波，信号质量差B.低通滤波算法，能够有效地滤除高频噪声，保留低频有用信号，但可能会导致信号的一定延迟C.高通滤波算法，适用于去除低频噪声，保留高频信号D.不了解数字滤波算法，无法选择合适的方法14、在计算机控制的汽车电子系统中，发动机的燃油喷射控制对于提高燃油经济性和减少尾气排放起着重要作用。当考虑到不同工况下（如加速、匀速、怠速）的燃油需求时，以下哪种燃油喷射控制策略更能优化发动机性能？（）A.基于模型的预测控制，根据工况预测燃油需求B.闭环反馈控制，根据氧传感器反馈调节C.开环定时控制，按照固定时间喷射燃油D.随机喷射燃油，不考虑工况差异15、在计算机控制技术的系统集成与调试中，以下关于其步骤和挑战的描述，哪一项是正确的？（）A.系统集成与调试包括硬件连接、软件配置、参数设置、功能测试等步骤。在这个过程中，可能会遇到硬件兼容性问题、软件冲突、通信故障等挑战。需要逐步排查问题，优化系统性能，确保系统满足设计要求和稳定运行B.系统集成与调试是一个简单的过程，不会遇到任何问题C.系统集成与调试只需要关注系统的功能实现，不需要考虑性能和稳定性D.系统集成与调试可以一次性完成，不需要反复测试和优化16、在计算机控制技术中，关于开环控制系统（Open-loopControlSystem）的特点，以下描述不准确的是：（）A.开环控制系统中，输出量不影响控制作用，控制作用的输入信号是给定值B.开环控制系统结构简单、成本低，但控制精度通常较低C.开环控制系统不存在稳定性问题，因为没有反馈环节D.开环控制系统能够自动补偿外部干扰和系统参数变化对输出的影响17、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18、在计算机控制技术的发展趋势中，以下关于智能化、网络化和集成化的描述，哪一项是恰当的？（）A.计算机控制技术正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展，智能化使系统具有自学习、自适应能力，网络化实现远程监控和资源共享，集成化则将各种控制功能整合在一个平台上，提高系统的整体性能和效率B.智能化、网络化和集成化只是概念炒作，对实际应用没有太大意义C.计算机控制技术的发展已经达到瓶颈，难以实现智能化、网络化和集成化D.智能化、网络化和集成化只适用于高端控制系统，对普通控制系统不适用19、计算机控制系统中的人机交互界面（HMI）为操作人员提供了与系统交互的途径。以下关于HMI的描述，哪一项是不准确的？（）A.HMI应该具有直观、简洁、易于操作的特点，方便操作人员进行监控和控制B.图形化显示能够直观地展示系统的运行状态和数据，帮助操作人员快速做出决策C.HMI可以支持多种输入方式，如触摸屏、键盘、鼠标等，满足不同用户的需求D.HMI的设计对系统性能没有影响，只需要关注界面的美观和易用性20、在计算机控制的食品加工生产线中，需要对温度、压力、湿度等多个参数进行协同控制。当不同参数之间存在相互影响和耦合关系时，以下哪种解耦控制方法能够有效地实现各个参数的独立控制？（）A.前馈补偿解耦B.反馈补偿解耦C.对角矩阵解耦D.以上都是二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）什么是计算机控制网络？其主要特点有哪些？2、（本题5分）简述滑模控制在电机控制中的应用。3、（本题5分）说明计算机控制在智能微波炉中的应用。4、（本题5分）说明计算机控制系统中的冗余技术及其作用。5、（本题5分）什么是模型预测控制中的滚动优化？三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个计算机控制的位移分布补偿系统，补偿不同位置的位移分布误差。2、（本题5分）为芯片生产车间的光刻机设计一个计算机控制的曝光强度和位置精度控制系统。3、（本题5分）设计一个计算机控制的压力分布调节系统，调节空间压力的分布。4、（本题5分）设计一个智能电表的阶梯电价计费和控制管理系统。5、（本题5分）为一个自动化木材加工生产线设计锯切尺寸和精度的控制系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10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