无锡职业技术学院《智能控制理论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《智能控制理论》2023-2024学年第一学期期末试卷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、计算机控制系统中的信号调理和转换环节起着至关重要的作用。关于信号调理和转换，以下说法不正确的是（）A.信号调理包括放大、滤波、隔离等操作，用于将传感器采集到的信号调整为适合计算机处理的形式B.A/D转换将模拟信号转换为数字信号，D/A转换则将数字信号转换为模拟信号，它们的精度和转换速度会影响系统的性能C.为了提高信号的测量精度，可以采用多次采样和平均的方法来减少噪声的影响D.信号调理和转换环节对系统性能的影响不大，可以忽略不计2、在计算机控制技术的多变量控制系统中，对于解耦控制方法的应用，以下哪种描述是最准确的？（）A.当系统存在多个输入和多个输出变量，且变量之间存在较强的耦合关系时，解耦控制通过设计合适的补偿器，将耦合的多变量系统转化为多个相互独立的单变量系统，从而简化控制设计和提高控制性能B.解耦控制方法虽然理论上可行，但在实际应用中由于系统的复杂性和不确定性，很难达到理想的解耦效果，因此不常使用C.多变量控制系统中，解耦控制是唯一有效的控制方法，其他控制策略都无法解决变量耦合的问题D.解耦控制只适用于线性多变量系统，对于非线性多变量系统无法应用3、在计算机控制系统的人机交互界面设计中，如果需要操作人员能够直观、方便地监控和操作控制系统，以下哪个方面是需要重点关注的？（）A.界面的布局和颜色搭配B.操作的便捷性和响应速度C.数据的可视化展示方式D.以上都是4、在计算机控制技术中，数字控制器的设计是核心内容之一。设计数字控制器时，需要考虑系统的性能指标，如稳定性、快速性和准确性等。对于一个二阶系统，采用不同的控制算法会对系统性能产生显著影响。假设要设计一个用于数控机床进给系统的数字控制器，以下关于数字控制器设计的说法，错误的是：（）A.可以基于经典控制理论，如PID控制算法进行设计B.现代控制理论中的状态空间法也能为数字控制器设计提供有效手段C.数字控制器的设计不需要考虑系统的数学模型，凭借经验即可完成D.设计过程中需要对系统进行性能分析和参数整定5、在计算机控制的智能家居系统中，实现对各种设备的智能控制和节能管理是重要目标。当需要根据室内环境参数（如温度、光照）自动调节灯光亮度和空调温度时，以下哪种控制策略更节能且舒适？（）A.模糊控制策略，根据模糊规则进行决策B.比例控制策略，简单直接调节C.开环控制策略，不考虑反馈D.手动控制策略，由用户随时调节6、在计算机控制技术中，关于控制系统的建模方法，以下描述错误的是：（）A.可以通过机理建模，根据系统的物理和化学规律建立数学模型B.实验建模则是通过对系统输入输出数据的测量和分析，来建立模型C.混合建模结合了机理建模和实验建模的优点，能够更准确地描述系统特性D.一旦建立了控制系统的模型，就不需要再进行更新和改进，能够一直适用于系统的控制7、对于计算机控制系统的可靠性评估，假设要评估一个新设计的控制系统在长期运行中的可靠性，以下哪个方面是需要综合考虑的？（）A.不进行可靠性评估，系统存在风险B.硬件的可靠性、软件的稳定性、系统的容错能力、维护的便捷性以及环境适应性等方面，通过可靠性模型和指标计算，对系统的可靠性进行量化评估C.只关注某一方面的可靠性，评估不全面D.认为可靠性评估不重要，不进行相关工作8、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9、在计算机控制技术中，关于控制系统的稳定性分析，以下哪种说法是最为准确的？（）A.只要系统的开环增益足够大，系统就一定稳定B.控制系统的稳定性只取决于系统的闭环极点是否都在复平面的左半平面。通过劳斯判据、根轨迹法等方法，可以对系统的稳定性进行精确分析和判断。同时，系统的参数变化、外部干扰以及非线性因素等都可能影响系统的稳定性C.系统的稳定性与输入信号的类型和幅值密切相关D.对于复杂的控制系统，无法进行稳定性分析，只能通过实际运行来验证10、在计算机控制的物流配送系统中，车辆路径的优化和调度是提高配送效率、降低成本的重要环节。当面临多个配送点、不同货物需求和时间限制时，以下哪种路径优化算法更能找到最优的配送方案？（）A.遗传算法，通过模拟进化过程搜索最优解B.蚁群算法，利用蚂蚁觅食行为寻找路径C.贪心算法，每次选择局部最优解D.随机选择路径，不进行优化11、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12、在计算机控制系统的软件开发过程中，需要选择合适的编程语言和开发工具。当系统对实时性和可靠性要求极高时，以下哪种编程语言通常是首选？（）A.C/C++B.JavaC.PythonD.VisualBasic13、在计算机控制系统的工业控制计算机选型中，以下关于IPC（工业控制计算机）和PLC（可编程逻辑控制器）的比较，哪种说法是不正确的？（）A.IPC具有强大的计算能力和丰富的软件资源，适用于复杂的控制算法和数据处理任务，但环境适应性相对较差B.PLC则具有高可靠性、抗干扰能力强、编程简单等特点，适用于对可靠性要求高、控制逻辑相对固定的场合C.在实际应用中，可以根据具体的控制需求和现场环境，选择IPC或PLC，或者将两者结合使用，以发挥各自的优势D.IPC的发展已经完全取代了PLC，在现代工业控制中，PLC已经很少被使用，而IPC成为了主流的控制设备14、在计算机控制系统的工业以太网（IndustrialEthernet）应用中，以下描述不正确的是：（）A.工业以太网是将以太网技术应用于工业控制领域的通信网络B.工业以太网具有高速、可靠、开放性好等优点C.工业以太网与传统的现场总线可以无缝集成，无需进行任何转换D.工业以太网在实时性和确定性方面还存在一些挑战，需要采取特殊的技术措施来保证15、在计算机控制系统中，为了实现远程监控和操作，需要建立通信网络。当控制现场与监控中心距离较远，且对通信的实时性和可靠性要求较高时，以下哪种通信方式是较为理想的选择？（）A.以太网B.无线通信C.现场总线D.卫星通信16、在计算机控制技术的工业机器人控制中，对于轨迹规划和运动控制算法的设计，以下哪种考虑是最为关键的？（）A.轨迹规划和运动控制算法需要考虑机器人的动力学特性、关节限制、工作空间约束以及任务要求，以实现精确、平稳、高效的运动控制B.工业机器人控制中，轨迹规划和运动控制算法的设计主要依赖于机器人的机械结构和硬件性能，软件算法的作用相对较小C.轨迹规划和运动控制算法应尽量简化，以降低计算量和控制成本，即使牺牲一定的控制精度也在所不惜D.工业机器人的控制只需要保证基本的运动功能，对于复杂的轨迹和高精度的要求可以忽略17、对于局域网中的无线局域网（WLAN）组建，以下说法不准确的是：（）A.无线局域网使用无线信号进行数据传输，摆脱了线缆的束缚，使网络接入更加灵活方便B.在组建无线局域网时，需要选择合适的无线接入点（AP），设置SSID、加密方式和信道等参数，以确保网络的安全性和稳定性C.无线信号的覆盖范围和传输速率受到障碍物、距离和干扰等因素的影响，因此需要合理规划AP的位置和数量D.无线局域网的安全性不如有线局域网，容易受到黑客攻击和窃听，因此不适合在对安全性要求较高的场合使用18、在计算机控制系统的人机交互界面设计中，以下哪种原则是需要优先遵循的？（）A.人机交互界面设计只注重美观，不考虑操作的便捷性和信息的可读性B.以用户为中心的原则，充分考虑用户的需求和操作习惯，设计简洁、直观、易于操作的界面，提供清晰的信息显示和便捷的操作方式，同时确保界面的响应速度和稳定性，提高用户的工作效率和满意度C.人机交互界面的功能越多越好，不管用户是否能够理解和使用D.人机交互界面不需要考虑不同用户的权限和安全级别19、在计算机控制技术中，故障诊断与容错控制是提高系统可靠性的重要手段。通过对系统运行状态的监测和分析，能够及时发现故障并采取相应的措施。例如，在一个电力系统中，对变压器、断路器等设备进行实时监测和故障诊断。以下关于故障诊断与容错控制的说法，准确的是：（）A.故障诊断只能基于硬件检测，软件分析无法实现B.容错控制可以在系统出现故障时，自动切换到备用设备或采取降级运行模式C.故障诊断和容错控制技术对于提高系统的可用性没有帮助D.只要系统设计合理，就不会出现故障，不需要进行故障诊断和容错控制20、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21、在计算机控制系统的设计过程中，选择合适的控制器类型和参数对于系统性能的优化起着关键作用。当面对一个具有大滞后特性的被控对象，要求系统具有较快的响应速度和较小的超调量时，以下哪种控制器更有可能满足要求？（）A.PID控制器，通过比例、积分和微分环节的调节B.模糊控制器，基于模糊逻辑和规则推理C.智能优化算法控制器，如遗传算法优化的控制器D.随机选择一种控制器，不考虑被控对象的特性22、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23、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24、计算机控制系统中的运动控制技术在机器人、数控机床等领域发挥着重要作用。以下关于运动控制技术的描述，错误的是（）A.运动控制技术包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以实现精确的轨迹规划和运动控制，满足各种复杂的运动需求C.运动控制技术的发展已经非常成熟，没有进一步提高的空间D.与传感器技术和智能控制算法相结合，提高运动控制的精度和稳定性25、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26、在计算机控制系统的人机交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）设计中，以下叙述不正确的是（）A.人机交互界面应该具有友好的操作方式、清晰的信息显示和及时的反馈B.考虑用户的使用习惯和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美观的界面设计比功能的实用性更重要，能够吸引用户的注意力D.可以采用触摸屏、键盘、鼠标等多种输入方式，满足不同用户的需求27、关于计算机控制系统中的先进控制策略（AdvancedControlStrategy），以下说法不正确的是（）A.先进控制策略包括模糊控制、神经网络控制、预测控制等，用于解决复杂的控制问题B.这些策略通常基于人工智能、机器学习等技术，能够适应系统的不确定性和非线性特性C.先进控制策略的实现需要较高的计算资源和复杂的算法，在实际应用中受到一定限制D.传统的控制策略（如PID控制）已经能够满足所有控制需求，无需采用先进控制策略28、在计算机控制技术的智能家居系统中，关于环境监测和设备控制的实现方式，以下哪一种描述是最符合实际的？（）A.通过部署各种传感器（如温度、湿度、光照、烟雾等传感器）采集环境数据，利用微控制器或嵌入式系统进行数据处理和分析，然后根据设定的规则或用户的指令，通过智能插座、继电器等控制设备实现对家电、照明等的自动控制B.智能家居系统的环境监测和设备控制主要依赖于云服务器的计算和决策能力，本地设备只负责数据采集和传输C.智能家居系统中的设备控制通常采用集中式控制架构，所有设备的控制信号都由一个中央控制器统一发送D.为了降低成本和复杂性，智能家居系统可以忽略环境监测功能，只实现基本的设备控制29、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30、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二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明计算机控制系统中的无人机飞行控制技术。阐述无人机的飞行原理和姿态控制方法，分析无人机的导航定位、航线规划和自主避障等控制功能。讨论如何通过计算机控制系统实现无人机的稳定飞行和复杂任务执行。2、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的自适应神