鄂尔多斯生态环境职业学院《非线性控制系统》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《非线性控制系统》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25个小题，每小题1分，共25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、在计算机控制技术的运动控制系统中，以下关于其分类和应用的描述，哪一个是恰当的？（）A.运动控制系统包括点位控制系统、直线控制系统和轮廓控制系统等。点位控制系统要求准确到达目标位置；直线控制系统实现直线轨迹的控制；轮廓控制系统能够控制多轴协调运动，实现复杂的曲线轨迹。运动控制系统广泛应用于数控机床、机器人、自动化生产线等领域B.运动控制系统的分类不重要，应用场景也比较单一C.运动控制系统只适用于高精度的工业设备，对一般的机械运动控制没有作用D.运动控制系统的发展已经成熟，没有进一步创新和改进的空间2、对于计算机控制系统中的系统辨识（SystemIdentification）技术，以下说法不准确的是（）A.系统辨识是通过输入输出数据来建立系统的数学模型B.可以采用时域辨识方法或频域辨识方法C.系统辨识的结果可以用于控制器的设计和系统性能的评估D.系统辨识能够准确地获得系统的真实模型，无需进行任何假设和简化3、计算机控制技术在工业机器人领域发挥着重要作用。机器人的运动轨迹规划、关节控制、力控制等都依赖于计算机控制。例如，在汽车生产线上的焊接机器人需要精确控制焊接位置和力度。以下关于计算机控制在工业机器人中的应用，不准确的是：（）A.可以采用离线编程的方式，提前规划机器人的运动轨迹B.机器人的控制系统需要具备高速计算和实时响应的能力C.传感器反馈对于机器人的精确控制作用不大，可以忽略D.机器人的控制系统需要与其他设备进行协同工作，实现自动化生产4、在计算机控制的自动化仓库堆垛机系统中，要实现高效的货物存取操作，以下哪种控制方式能够提高堆垛机的运行速度和精度？（）A.开环控制，根据预设指令运行B.闭环控制，实时反馈位置和速度信息C.智能控制，自适应调整控制参数D.以上控制方式结合使用5、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6、在计算机控制系统的精度提高（PrecisionImprovement）方面，以下描述不准确的是：（）A.提高系统的精度可以通过选用高精度的传感器、执行机构和控制器来实现B.对系统进行误差分析和补偿可以有效地提高精度C.增加系统的采样频率可以显著提高系统的精度D.系统的精度只取决于硬件设备的性能，与软件算法无关7、在计算机控制技术的控制系统性能评估指标中，例如评估一个温度控制系统的性能，以下哪个指标能够综合反映系统的快速性和稳定性？（）A.不明确性能评估指标，无法有效评估B.调节时间和超调量，调节时间越短，系统响应越快；超调量越小，系统稳定性越好，综合这两个指标可以较好地评价系统的性能C.只关注单一指标，评估不全面D.不进行性能评估，无法改进系统8、有关计算机控制系统中的智能控制算法，以下哪种说法是比较合理的？（）A.智能控制算法如遗传算法、蚁群算法、粒子群优化算法等在控制系统中展现出了强大的优化和自适应能力。它们能够处理复杂的优化问题和不确定的系统环境，为控制器的参数整定和系统的优化提供了新的思路和方法B.智能控制算法过于理论化，在实际的计算机控制系统中难以应用C.智能控制算法只适用于高端的计算机控制系统，对于一般的系统没有必要D.智能控制算法可以替代传统的控制算法，完全不需要传统控制的知识9、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10、在计算机控制系统的系统集成方面，以下关于系统集成的目标和方法，哪种说法是不准确的？（）A.系统集成的目标是将不同的硬件设备、软件系统、网络通信等要素整合为一个协调工作的整体，实现系统的功能和性能优化B.系统集成的方法包括硬件集成、软件集成、网络集成、数据集成等，需要综合考虑系统的兼容性、开放性、可扩展性等因素C.在系统集成过程中，需要进行系统测试、联调、优化等工作，确保各个子系统之间能够无缝协作，达到预期的效果D.系统集成只需要在系统设计阶段进行规划和实施，在系统运行过程中不需要进行调整和优化11、在计算机控制系统的总线技术中，以下关于内部总线和外部总线的区别，哪一项是不正确的？（）A.内部总线是指计算机内部各个部件之间进行通信的总线，如CPU与内存、CPU与I/O接口之间的总线B.外部总线是指计算机与外部设备之间进行通信的总线，如USB、PCI、ISA等总线C.内部总线的速度通常比外部总线快，因为内部总线的传输距离短，信号干扰小D.内部总线和外部总线的标准和规范是完全相同的，可以相互兼容和替换12、在计算机控制技术的汽车电子控制系统中，对于发动机控制和制动系统控制的特点，以下哪一种比较是最恰当的？（）A.发动机控制主要关注燃油喷射、点火时机等参数的精确控制，以提高燃烧效率和动力性能；制动系统控制则侧重于实现快速、平稳的制动，保障行车安全B.汽车电子控制系统中，发动机控制比制动系统控制更为复杂和关键，因为发动机是汽车的动力源C.发动机控制和制动系统控制都可以采用简单的开环控制策略，因为汽车的运行环境相对稳定D.制动系统控制对实时性的要求不高，而发动机控制需要快速响应各种工况变化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、对于计算机控制系统中的运动控制，以下关于其应用领域和技术特点的描述，哪一项是恰当的？（）A.运动控制仅用于工业机器人，其他领域很少应用B.运动控制广泛应用于数控机床、自动化生产线、机器人、航空航天等领域，其技术特点包括高精度定位、高速运动、多轴协同控制、轨迹规划等，要求系统具有快速响应和高稳定性C.运动控制的精度和速度要求不高，一般的控制技术就能满足D.运动控制的发展已经成熟，没有进一步提升的空间15、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16、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17、对于计算机控制系统中的远程控制技术，以下哪种实现方式更具安全性？（）A.基于公共网络的远程控制，不进行任何加密和认证B.采用虚拟专用网络（VPN）技术，建立安全的加密通道，结合用户认证和授权机制，确保远程控制数据的保密性、完整性和可用性，提高系统的安全性C.远程控制不需要考虑安全性，方便就行D.只要有密码保护，就可以保证远程控制的安全18、在计算机控制的造纸生产过程中，需要对纸张的厚度、湿度等进行均匀控制。当生产线上存在多个控制环节相互关联时，以下哪种控制结构能够实现整体的优化控制？（）A.串级控制B.比值控制C.均匀控制D.以上都是19、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20、对于计算机控制系统中的非线性系统控制，假设要控制一个具有明显非线性特性的对象，以下哪种处理方式是合适的？（）A.将非线性系统近似为线性系统，控制效果差B.采用非线性控制理论和方法，如反馈线性化、滑模控制等，直接针对非线性特性进行控制设计，以获得更好的控制效果C.不处理非线性特性，系统性能不稳定D.放弃对非线性系统的控制，寻找替代方案21、在计算机控制系统中，当需要对一个具有大滞后特性的工业过程进行精确控制时，以下哪种控制算法可能最为有效？（）A.比例-积分-微分（PID）控制算法，通过调整比例、积分和微分系数来实现控制B.模糊控制算法，利用模糊逻辑和语言规则进行推理和决策C.预测控制算法，基于模型预测未来的输出并进行优化控制D.神经网络控制算法，通过模拟生物神经网络的学习和适应能力进行控制22、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23、对于一个复杂的计算机控制系统，在进行系统设计时，需要综合考虑性能、成本和可靠性等因素。如果系统对控制精度要求极高，而成本相对不那么敏感，以下哪种控制器硬件配置方案是较为合适的？（）A.采用低端微控制器，搭配简单的外围电路B.选用高性能的工业级PLC（可编程逻辑控制器）C.使用通用的个人计算机，并安装专用的控制卡D.定制专用的集成电路（ASIC）来实现控制功能24、在计算机控制技术中，A/D转换（模拟-数字转换）是将模拟信号转换为数字信号的关键步骤。关于A/D转换，以下哪一项是不正确的？（）A.A/D转换器的分辨率决定了数字信号对模拟信号的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采样定理指出，为了准确地恢复原始模拟信号，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍C.A/D转换的速度影响着系统对快速变化信号的响应能力，速度越快越好D.A/D转换的结果是完全精确的，不存在任何量化误差25、在计算机控制技术中，关于控制系统的稳定性分析，以下哪种描述较为准确？（）A.控制系统的稳定性是指系统在受到外界干扰后，能够恢复到平衡状态或在允许的误差范围内运行的能力。通过判断系统的特征方程根在复平面的位置、绘制根轨迹、使用频率响应分析等方法，可以评估系统的稳定性。稳定性对于系统的正常运行至关重要，不稳定的系统可能导致输出失控，影响系统性能和可靠性B.控制系统的稳定性只取决于控制器的参数设置，与系统的结构和外部干扰无关C.只要系统能够正常运行一段时间，就可以认为它是稳定的，不需要进行专门的稳定性分析D.稳定性分析是一项复杂且不必要的工作，对实际控制系统的设计和运行没有帮助二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）什么是滑模控制？简述其优点和缺点。2、（本题5分）简述计算机控制在生物医学工程中的应用。3、（本题5分）简述计算机控制在塑料加工中的应用。4、（本题5分）简述控制系统的抗干扰设计实例。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）针对一个热电厂的除氧器，设计其水位和压力的控制系统。2、（本题5分）设计一个智能电表的远程抄表和欠费控制管理系统。3、（本题5分）设计一个工业机器人的打磨过程控制系统。4、（本题5分）设计一个基于计算机的转速波动控制系统，确保转速波动在可接受范围内。5、（本题5分）设计一个智能家居的智能门锁指纹识别控制系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述计算机控制系统中