天津现代职业技术学院《计算机控制系统实验》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页天津现代职业技术学院《计算机控制系统实验》

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、对于计算机控制系统中的无线控制技术（WirelessControlTechnology），以下观点不正确的是（）A.无线控制技术可以摆脱线缆的束缚，实现灵活的远程控制B.常见的无线控制技术有蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等C.无线控制技术存在信号不稳定、易受干扰、安全性差等问题D.无线控制技术在所有控制场景中都优于有线控制技术，应优先选择2、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、计算机控制系统中的网络通信技术实现了系统各部分之间的数据传输和信息共享。以下关于网络通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.现场总线是一种应用于工业控制领域的网络通信技术，具有实时性、可靠性和开放性等特点B.工业以太网在工业控制中的应用越来越广泛，它结合了以太网的高速传输和工业控制的实时性要求C.无线网络通信技术为移动设备和远程监控提供了便利，但存在信号不稳定和安全性等问题D.网络通信协议的选择对系统的性能没有影响，任何一种协议都可以满足控制要求5、对于计算机控制系统中的网络通信技术，以下关于其特点和应用的描述，不正确的是哪一项？（）A.网络通信技术可以实现计算机控制系统中各个节点之间的数据交换和资源共享，提高系统的灵活性和可扩展性B.现场总线是一种应用于工业现场的网络通信技术，具有实时性强、可靠性高、开放性好等特点，广泛应用于工业自动化领域C.以太网作为一种通用的网络技术，也逐渐应用于计算机控制系统中，但在实时性和确定性方面不如专用的现场总线D.无线网络通信技术在计算机控制系统中的应用受到限制，主要是因为其传输速度慢、稳定性差、安全性低6、当利用计算机控制技术实现一个智能家居系统时，需要考虑多种设备和系统的集成，如照明控制、家电控制、安防监控等。为了实现统一的管理和智能化的场景控制，以下哪种通信协议和技术架构是合适的？（）A.Zigbee协议，低功耗、短距离无线通信B.蓝牙协议，常用于个人设备连接C.云计算架构，集中处理和存储数据D.以上技术结合，构建多层次的智能家居网络7、关于计算机控制系统中的执行机构（Actuator），以下说法不准确的是：（）A.执行机构根据控制器的输出信号，对被控对象施加控制作用B.常见的执行机构有电动、气动和液压等类型C.执行机构的性能指标包括行程、速度、精度和驱动力等D.执行机构的选择只取决于被控对象的特性，与控制要求无关8、在计算机控制技术的先进控制策略中，关于模糊控制的原理和特点，以下哪种说法是准确的？（）A.模糊控制基于模糊逻辑和模糊推理，不依赖精确的数学模型，对非线性、时变系统具有较好的控制效果，具有适应性强、鲁棒性好等特点B.模糊控制原理复杂，难以理解和应用，控制效果不稳定C.模糊控制只适用于简单的控制系统，对于复杂系统无法发挥作用D.模糊控制需要精确的数学模型才能实现有效控制9、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10、在计算机控制系统的可靠性设计中，以下关于冗余技术和故障诊断与容错技术的描述，哪一项是恰当的？（）A.冗余技术通过增加备份设备或部件来提高系统的可靠性，故障诊断与容错技术则能够及时发现和处理故障，使系统在部分故障情况下仍能正常工作，综合应用这些技术可以显著提高计算机控制系统的可靠性和可用性B.冗余技术和故障诊断与容错技术成本高、效果不明显，不值得采用C.只要系统设计合理，就不需要考虑冗余技术和故障诊断与容错技术D.冗余技术会增加系统的复杂性，应尽量避免使用；故障诊断与容错技术则难以实现，实际应用价值不大11、在计算机控制系统的抗干扰技术中，以下关于电磁干扰的来源和抑制方法的描述，哪一项是正确的？（）A.电磁干扰主要来自电源、空间辐射和信号线传导，抑制方法包括屏蔽、滤波、接地等，通过这些措施可以有效地减少干扰对系统的影响，提高系统的可靠性和稳定性B.电磁干扰对计算机控制系统影响很小，不需要采取专门的抑制措施C.抑制电磁干扰只需要采用屏蔽一种方法就足够了D.电磁干扰的来源难以确定，因此无法有效地进行抑制12、在计算机控制技术中，关于控制系统的可靠性设计，以下描述错误的是：（）A.可靠性设计包括硬件冗余、软件容错、故障检测与诊断等方面，以提高系统的可靠性B.采用冗余技术可以在关键部件出现故障时，自动切换到备份部件，保证系统的正常运行C.软件容错技术通过错误处理程序和恢复机制，使系统在软件故障时能够继续工作D.只要在设计阶段考虑了可靠性因素，系统在运行过程中就不会出现任何故障13、在计算机控制技术的智能控制与传统控制结合方面，例如在一个复杂的工业过程控制中，以下哪种结合方式是具有潜力的？（）A.完全分开使用智能控制和传统控制，无法发挥优势B.将智能控制用于系统的优化和自适应调整，传统控制用于基础的稳定控制，实现优势互补，提高系统的整体性能和适应性C.不尝试结合，只依赖单一控制方式D.随意结合，不考虑系统需求14、在计算机控制的工业机器人轨迹规划中，如果要求机器人在运动过程中避免与障碍物碰撞，同时优化运动路径，以下哪种方法是有效的？（）A.人工势场法，构建虚拟的势场引导机器人运动B.快速搜索随机树（RRT）算法，随机探索可行路径C.A*算法，寻找最优路径D.以上方法结合使用15、在计算机控制的机器人系统中，轨迹规划是实现精确运动控制的关键。当要求机器人在有限的时间内从起始点以最短路径到达目标点，并避开障碍物时，以下哪种轨迹规划算法更适用？（）A.直线插补算法，简单直接B.圆弧插补算法，适用于曲线运动C.多项式插补算法，可灵活设定运动曲线D.随机生成轨迹，不考虑路径优化16、对于计算机控制系统中的过程控制对象建模，以下关于其方法和意义的描述，哪一种是准确的？（）A.过程控制对象建模可以采用传递函数法、状态空间法等。建模的意义在于深入了解对象的动态特性，为控制器的设计和优化提供依据。通过建立准确的模型，可以预测对象的响应，提高控制效果，降低调试成本和风险B.过程控制对象建模是一项繁琐且没有实际意义的工作，可以省略C.过程控制对象建模只需要定性分析，不需要定量计算D.过程控制对象建模一旦完成，就不需要再根据实际情况进行修正17、在计算机控制技术的无线控制应用中，以下关于其面临的挑战和解决方案的描述，哪一项是正确的？（）A.无线控制应用面临着信号干扰、传输延迟、安全性等挑战。为解决这些问题，可以采用频段选择、协议优化、加密技术、纠错编码等方法。同时，需要考虑无线设备的能耗管理和网络覆盖范围，以确保稳定可靠的控制B.无线控制应用没有任何挑战，可以随意推广和使用C.无线控制应用的挑战无法解决，不适合在重要的控制场景中应用D.无线控制应用只需要关注信号强度，其他因素不重要18、对于计算机控制系统中的软件设计，假设要开发一个复杂的控制程序，以下哪个设计原则是需要优先遵循的？（）A.不遵循任何设计原则，代码混乱B.模块化设计原则，将系统功能分解为独立的模块，便于开发、调试和维护，提高软件的可扩展性和可重用性C.只追求代码的简洁性，忽略功能完整性D.不进行软件架构设计，随意编写代码19、在计算机控制的飞行器导航系统中，精确的姿态解算是保证飞行安全和稳定的关键。当飞行器处于复杂的动态环境中，以下哪种姿态解算算法更能提供准确的姿态信息？（）A.卡尔曼滤波算法，融合多种传感器数据B.互补滤波算法，结合低通和高通滤波C.梯度下降算法，迭代求解姿态D.不进行姿态解算，依靠飞行员的直觉判断20、在计算机控制系统的最优控制（OptimalControl）中，以下描述不正确的是：（）A.最优控制是在一定的约束条件下，使系统的性能指标达到最优B.可以通过求解动态规划方程或使用线性二次型调节器等方法实现最优控制C.最优控制需要精确的系统模型和完整的系统信息，在实际应用中往往难以实现D.一旦实现了最优控制，系统就不需要再进行调整和优化21、在计算机控制系统的人机界面（Human-machineInterface）设计中，以下描述不准确的是：（）A.人机界面是操作人员与计算机控制系统进行交互的窗口B.人机界面应该具有友好的操作方式、清晰的显示内容和及时的响应C.可以使用图形化编程语言如LabVIEW来设计人机界面D.人机界面的设计只需要考虑功能的实现，不需要考虑美观和用户体验22、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23、对于计算机控制系统中的采样定理，以下关于其重要性和应用的描述，哪一项是恰当的？（）A.采样定理规定了采样频率必须大于信号最高频率的两倍，否则会导致信号失真，在设计采样系统时必须严格遵循，以保证系统能够准确地还原原始信号B.采样定理不太重要，实际系统中可以忽略，对控制效果影响不大C.只要采样频率足够高，就可以不考虑采样定理的限制D.采样定理只适用于理论研究，在实际工程中难以应用24、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25、对于计算机控制系统中的数据采集与处理，以下关于其重要性和方法的描述，哪一种是准确的？（）A.数据采集与处理是计算机控制系统的基础，它为控制决策提供依据。通过传感器获取原始数据后，需要进行滤波、放大、A/D转换等处理。数据的准确性、实时性和完整性对于控制系统的性能至关重要，采用合适的数据处理算法可以提高数据质量B.数据采集与处理对控制系统的影响不大，可以简单处理或忽略C.数据采集与处理只需要使用固定的方法和参数，不需要根据实际情况进行调整D.数据采集与处理只关注数据的采集，不需要进行后续的分析和利用26、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27、在计算机控制技术中，关于控制系统的性能指标，以下哪种描述是较为全面和准确的？（）A.控制系统的性能指标仅包括稳定性，只要系统稳定，其他方面都不重要B.控制系统的性能指标涵盖了稳定性、准确性和快速性。稳定性确保系统在受到干扰后能够恢复到平衡状态；准确性要求系统的输出能够精确地跟踪给定的输入信号；快速性则强调系统的响应速度要快，以满足实时性的要求C.控制系统的性能指标只关注快速性，越快越好，不考虑稳定性和准确性D.控制系统的性能指标不包括稳定性，而主要是精度和响应时间28、对于一个计算机控制的船舶自动驾驶系统，需要应对复杂的海洋环境和多变的航行条件。以下哪种传感器和导航技术的组合是至关重要的？（）A.全球定位系统（GPS）、惯性导航系统和雷达B.声纳、电子海图和风速传感器C.罗盘、测深仪和卫星通信设备D.以上组合综合运用29、对于计算机控制系统中的智能控制算法，以下关于其与传统控制算法的比较，哪一项是不准确的？（）A.传统控制算法通常基于精确的数学模型，而智能控制算法可以在没有精确模型的情况下工作，具有更强的适应性和鲁棒性B.智能控制算法能够处理复杂的非线性、时变和不确定性系统，而传统控制算法在这些方面存在一定的局限性C.传统控制算法的设计和调试相对简单，而智能控制算法往往需要大量的计算资源和复杂的训练过程D.智能控制算法在任何情况下都优于传统控制算法，应该完全取代传统控制算法30、在计算机控制系统的状态空间模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下叙述不准确的是（）A.状态空间模型能够全面描述系统的内部状态和外部输入输出关系B.通过状态空间模型，可以分析系统的稳定性、可控性和可观性等特性C.状态空间模型的求解需要一定的数学知识和计算方法，如矩阵运算和线性代数D.状态空间模型只适用于线性系统，对于非线性系统无法进行描述和分析二、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）深入探讨计算机控制系统中的分布式控制中的通信延迟补偿方法，分析延迟对系统性能的影响，讨论如何通过补偿技术提高分布式控制的效