玉溪师范学院《线性系统理论》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页玉溪师范学院《线性系统理论》

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15个小题，每小题1分，共15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、有关计算机控制系统中的虚拟仪器技术，以下哪种说法是比较全面的？（）A.虚拟仪器技术将计算机与测量仪器相结合，通过软件定义仪器的功能。它具有灵活性高、可扩展性强、成本低等优点，可以实现数据采集、分析、显示和控制等功能。虚拟仪器技术广泛应用于科研、教学、工业测试等领域，提高了测试和测量的效率和精度B.虚拟仪器技术只是一种概念，实际应用价值不大C.虚拟仪器技术完全取代了传统的物理仪器，不再需要传统仪器D.虚拟仪器技术的开发和使用非常复杂，不适合一般用户2、在计算机控制系统的数字控制器设计中，关于PID控制器（比例-积分-微分控制器）的参数整定方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.PID控制器的参数整定可以随意尝试，直到系统性能满足要求，不需要遵循特定的方法B.常用的参数整定方法有Ziegler-Nichols法、临界比例度法等，这些方法基于系统的阶跃响应或频率特性，通过一定的计算和试验来确定合适的参数值，以实现良好的控制效果C.PID控制器的参数整定非常简单，不需要考虑系统的特性和控制要求D.只要根据经验设置参数，就能够保证PID控制器在各种系统中都能达到最优控制3、计算机控制技术在机器人领域的应用不断拓展。以下关于机器人控制中的计算机技术的描述，哪一项是错误的？（）A.可以实现机器人的运动规划、轨迹跟踪和力控制，提高机器人的作业精度和灵活性B.基于视觉的机器人控制利用计算机视觉技术获取环境信息，实现自主导航和避障C.机器人控制系统中的计算机需要具备强大的计算能力和实时响应能力D.机器人控制中的计算机技术只关注机器人的机械运动，不涉及机器人的感知和决策4、在计算机控制系统的系统集成与协同控制方面，以下哪种挑战是最常见的？（）A.不同子系统之间的通信协议不一致，难以实现数据交换和协同工作B.各个子系统的性能都很优秀，不存在协同控制的问题C.系统集成只需要将硬件连接起来，软件不需要进行整合D.协同控制不需要考虑系统的整体性能和优化目标5、在计算机控制的物流分拣系统中，需要对包裹进行快速准确的分类和输送。当包裹的形状、大小和重量差异较大时，以下哪种识别和分拣技术能够提高系统的工作效率和准确性？（）A.条码识别B.图像识别C.射频识别D.以上都是6、对于计算机控制系统中的智能控制算法，以下关于其在复杂系统中的应用优势和挑战的描述，哪一项是正确的？（）A.智能控制算法如神经网络控制、遗传算法控制等在处理复杂、不确定性系统时具有强大的自适应性和优化能力，但也面临着计算量大、模型训练困难、实时性要求高等挑战B.智能控制算法理论复杂，实际应用效果不佳，不适合在工业控制中使用C.智能控制算法可以完全替代传统控制算法，解决所有控制问题D.智能控制算法只适用于研究领域，在实际工程中难以应用7、在计算机控制技术中，工业控制网络的安全性至关重要。网络攻击可能导致生产中断、数据泄露等严重后果。例如，黑客攻击可能控制工厂的生产线，造成巨大的经济损失。以下关于工业控制网络安全的说法，不正确的是：（）A.采用加密技术可以保障网络通信的安全性B.定期进行安全漏洞扫描和补丁更新可以降低网络安全风险C.工业控制网络与互联网隔离就可以完全避免网络攻击D.员工的安全意识培训对于网络安全也非常重要8、在计算机控制系统的数字滤波技术中，为了去除信号中的噪声和干扰，提高数据的可靠性，需要选择合适的滤波算法。当信号中存在高频噪声和随机脉冲干扰时，以下哪种数字滤波方法效果更显著？（）A.中值滤波，去除脉冲干扰B.算术平均滤波，平滑信号C.加权平均滤波，突出近期数据的影响D.不进行滤波处理，直接使用原始数据9、在计算机控制系统的性能指标（PerformanceIndex）方面，以下描述不正确的是：（）A.常见的性能指标包括稳态误差、超调量、调节时间等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C.超调量越大，系统的响应速度越快，性能越好D.调节时间是指系统从受到扰动到重新稳定所需的时间10、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11、在计算机控制技术的多变量控制系统分析中，假设要研究多个输入和多个输出之间的复杂关系，以下哪种工具或方法是常用的？（）A.不使用任何分析工具，无法深入研究B.状态空间法，通过建立系统的状态方程和输出方程，能够全面地描述多变量系统的动态特性，进行系统的性能分析和控制器设计C.只采用简单的传递函数法，无法处理多变量系统D.不进行多变量系统分析，简化为单变量系统12、对于计算机控制技术中的数字滤波技术，在去除信号中的噪声和干扰时，以下哪种滤波方法的效果通常最为显著？（）A.中值滤波能够有效地去除脉冲噪声，对于突变的干扰信号有很好的抑制作用；均值滤波则可以平滑信号，但可能会使信号的细节丢失；卡尔曼滤波结合了预测和测量，能够在动态环境中提供较为准确的滤波效果B.数字滤波技术的效果取决于滤波器的阶数，阶数越高，滤波效果越好C.只要增加采样频率，就可以提高数字滤波的效果，无需选择特定的滤波方法D.数字滤波技术对于高频噪声的去除效果较好，但对于低频噪声往往无能为力13、在计算机控制系统的现场总线（Fieldbus）技术中，以下描述不正确的是：（）A.现场总线是一种用于工业现场的数字通信网络B.现场总线可以实现现场设备之间的互联互通和数据共享C.不同的现场总线标准具有不同的特点和适用范围D.现场总线技术已经非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性问题14、在计算机控制的光伏电站系统中，为了实现最大功率点跟踪（MPPT），提高发电效率，以下哪种控制算法是常用的？（）A.扰动观察法，通过不断扰动工作点寻找最大功率点B.电导增量法，根据电导变化判断最大功率点C.模糊控制算法，根据经验规则调整工作点D.以上算法结合使用15、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）什么是PID控制器？简述其三个参数的作用。2、（本题5分）解释模糊规则的制定方法。3、（本题5分）简要分析计算机控制在造纸行业的作用。4、（本题5分）说明计算机控制系统中信号量化误差产生的原因及影响。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的自适应控制技术，包括模型参考自适应控制和自校正控制，讨论在系统参数变化和不确定性情况下，自适应控制如何实现良好的控制性能。2、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的模型预测控制中的约束处理技术，分析如何在存在输入输出约束的情况下进行优化控制，保证系统的可行性和稳定性。3、（本题5分）深入研究计算机控制系统中的生物医学控制系统，如医疗设备中的生命体征监测、药物输注控制等。解释生物医学信号的特点和处理方法，分析生物医学控制系统的安全性和可靠性要求。结合一个心脏起搏器的控制系统，说明如何设计满足临床需求的控制策略。4、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的过程控制对象的特性分析，包括自衡对象和非自衡对象、滞后特性等，分析如何根据对象特性选择合适的控制策略。5、（本题5分）详细探讨计算机控制系统中的工业机器人控制技术，包括机器人运动学建模、轨迹规划和力控制。阐述工业机器人控制系统的架构和工作原理，分析不同控制算法在机器人控制中的应用。结合一个工业机器人的装配作业任务