武汉软件工程职业学院《计算机控制技术（英语）》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算机控制技术（英语）》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15个小题，每小题2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、在计算机控制系统的实时性要求（Real-timeRequirement）方面，以下描述错误的是（）A.实时性是指系统能够在规定的时间内完成对输入信号的处理和输出响应B.对于一些对时间要求严格的控制系统（如工业过程控制），实时性至关重要C.影响实时性的因素包括计算机的运算速度、数据采集和传输速度、控制算法的复杂度等D.只要计算机的性能足够强大，就可以忽略系统的实时性要求，因为总能及时完成任务2、在计算机控制的电力系统中，电压和频率的稳定控制是保障供电质量的重要任务。当电力系统负载发生突然变化时，以下哪种控制方法更能快速恢复电压和频率的稳定？（）A.自动发电控制（AGC），协调发电机组的出力B.无功补偿控制，改善功率因数C.手动调节变压器分接头，改变电压D.不采取任何控制措施，等待系统自行恢复3、在计算机控制系统的自适应控制中，系统能够根据对象特性的变化自动调整控制参数。当被控对象的特性随工作条件发生较大变化时，以下哪种自适应控制方法更能快速适应并保持良好的控制性能？（）A.模型参考自适应控制，参考理想模型进行调整B.自校正控制，在线估计对象参数并调整控制器C.无模型自适应控制，不依赖对象模型D.固定参数控制，不进行自适应调整4、在计算机控制系统的实时性要求方面，例如在一个高速自动化生产线上的控制应用，以下哪个因素对系统的实时性能影响最为显著？（）A.不考虑实时性要求，导致生产出错B.控制器的计算速度和算法复杂度，高效的算法和快速的硬件能够减少计算时间，确保系统在规定的时间内完成控制任务C.只关注系统的功能实现，忽略实时性D.不优化系统的软件和硬件，影响实时性能5、计算机控制系统中的信号调理环节用于对传感器输出的信号进行处理和优化。对于信号调理，以下哪一项描述是错误的？（）A.信号调理可以包括放大、滤波、线性化等操作，以改善信号质量B.它能够将传感器的微弱输出信号放大到适合计算机处理的范围C.滤波可以去除信号中的噪声和干扰，提高信号的纯度和可信度D.信号调理环节的功能是单一的，只能进行一种操作，如放大或滤波6、在计算机控制的风力发电系统中，为了实现最大功率跟踪和稳定的输出控制，需要对风机的转速和桨距角进行实时调整。当风速频繁变化时，以下哪种控制算法能够更有效地提高风能的利用率？（）A.爬山搜索法B.扰动观察法C.最优转矩控制D.以上都是7、在计算机控制系统的故障诊断中，及时准确地检测和定位故障对于系统的正常运行至关重要。当系统出现异常输出，但输入正常时，以下哪种故障诊断方法更有助于快速确定故障源？（）A.基于模型的诊断方法，对比实际输出与模型预测输出B.基于信号处理的诊断方法，分析信号特征C.专家系统诊断方法，利用知识库和推理规则D.盲目猜测故障原因，进行随机维修8、对于计算机控制系统中的数字控制器（DigitalController）设计方法，以下说法错误的是（）A.常见的设计方法有Z变换法、根轨迹法和频率响应法等B.这些设计方法的目的是确定控制器的参数，以满足系统的性能指标要求C.数字控制器的设计不需要考虑系统的稳定性和动态性能，只关注稳态误差D.不同的设计方法适用于不同类型的系统和控制要求，需要根据具体情况选择9、在计算机控制技术的电力系统自动化中，关于电网调度和继电保护的作用，以下哪一种解释是最准确的？（）A.电网调度通过实时监测电网的运行状态，合理分配电力资源，确保电网的安全、稳定、经济运行；继电保护则在电网发生故障时迅速动作，隔离故障区域，保护设备和电网的安全B.电力系统自动化中，电网调度的重要性高于继电保护，因为调度直接影响电力的供应和分配C.继电保护主要用于保护发电设备，对于电网的整体运行影响较小；电网调度则主要关注输电和配电环节D.电网调度和继电保护的功能可以由人工操作来替代，计算机控制技术在这方面的作用不大10、在计算机控制的港口装卸系统中，需要对起重机、输送带等设备进行协同控制。当设备之间的通信存在延迟和干扰时，以下哪种控制策略能够保证系统的协调运行和高效作业？（）A.分布式控制B.集中式控制C.混合式控制D.以上都不是11、在计算机控制的半导体制造工艺中，需要对温度、气体流量、压力等多个工艺参数进行高精度控制。当工艺要求不断提高，对控制精度的要求达到亚微米级别时，以下哪种先进控制技术能够满足需求？（）A.预测控制B.滑模控制C.自抗扰控制D.以上都是12、在计算机控制系统的稳定性分析中，以下关于朱利稳定判据的描述，不正确的是哪一项？（）A.朱利稳定判据是一种直接在z域中判断系统稳定性的方法，不需要将系统转换到w平面B.该判据通过检查系统特征方程的系数来确定系统的稳定性，避免了求解特征根的复杂过程C.朱利稳定判据不仅可以判断系统是否稳定，还能给出系统稳定的程度和参数的允许范围D.朱利稳定判据适用于所有类型的计算机控制系统，包括线性和非线性、时变和时不变系统13、在计算机控制的工业生产过程中，如果需要对生产线上的产品质量进行实时监测和控制，以下哪种质量控制方法与计算机控制技术结合最为紧密？（）A.统计过程控制（SPC），基于统计分析进行质量监控B.六西格玛管理，追求高质量和低缺陷C.全面质量管理（TQM），全员参与质量管理D.质量功能展开（QFD），将客户需求转化为技术要求14、关于计算机控制系统中的分布式控制系统（DCS），以下哪种说法是错误的？（）A.DCS是一种分散控制、集中管理的控制系统，由多个现场控制站和一个中央控制室组成，通过网络进行通信和数据交换B.现场控制站负责对现场设备进行实时控制和数据采集，中央控制室负责对整个系统进行监控、调度和管理C.DCS具有可靠性高、开放性好、易于扩展和维护等优点，广泛应用于大型工业生产过程D.DCS中的各个节点是完全独立的，没有任何关联和协调，各自完成自己的任务15、在计算机控制的生物发酵过程中，控制温度、pH值和溶氧等参数对于发酵产物的产量和质量有着重要影响。当发酵过程具有时变和非线性特性时，以下哪种控制方法更能实现有效的过程控制？（）A.神经网络控制，模拟生物神经系统B.专家控制，依据专家经验C.传统PID控制，经典控制方法D.放弃控制，让发酵过程自然进行二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明如何实现滑模控制的平滑切换。2、（本题5分）解释计算机控制系统中的随机网络控制。3、（本题5分）简要说明数字控制器的设计方法有哪些。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的工业以太网的实时性改进技术，分析如何解决以太网在工业控制中存在的实时性不足问题，提高数据传输的确定性和可靠性。2、（本题5分）全面论述计算机控制系统的可靠性设计，涵盖硬件可靠性（如元器件选择、冗余设计、故障诊断与容错技术）和软件可靠性（如代码审查、软件测试、错误恢复机制）。解释可靠性设计的重要性和相关指标，分析各种可靠性设计技术的原理和实现方法。结合一个长期运行的关键计算机控制系统，说明如何通过可靠性设计确保系统的无故障运行时间和可维护性。3、（本题5分）详细探讨计算机控制系统中的现场可编程门阵列（FPGA）在高速实时控制中的应用，解释FPGA的工作原理和开发流程，分析其在并行处理和硬件加速方面的优势。讨论如何使用FPGA实现复杂的控制逻辑和算法，结合一个对实时性要求极高的运动控制系统，说明如何利用FPGA提高系统的响应速度和控制精度。4、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的过程监控与质量控制。解释过程监控的方法和指标，如统计过程控制（SPC）。分析质量控制策略，如控制图的应用和质量改进措施，以确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。5、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的太阳能光伏控制技术。解释太阳能光伏系统的原理和结构，阐述光伏阵列的