海南软件职业技术学院《系统仿真》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《系统仿真》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、对于计算机控制系统的无线控制（WirelessControl）技术，以下哪种说法是错误的？（）A.无线控制可以摆脱线缆的束缚，实现更灵活的控制方式B.蓝牙、Zigbee、Wi-Fi等是常见的无线控制技术C.无线控制的信号传输容易受到干扰和距离限制D.无线控制技术在安全性和可靠性方面已经完全达到了有线控制的水平2、对于计算机控制系统中的组态软件，以下关于其功能和应用领域的描述，哪一项是准确的？（）A.组态软件具有图形界面设计、数据库管理、控制策略组态、实时监控等功能，广泛应用于工业自动化、电力、石油化工等领域，能够快速搭建个性化的控制系统B.组态软件功能单一，只能用于简单的控制系统C.组态软件操作复杂，需要专业的编程知识才能使用D.组态软件价格昂贵，性价比低，不适合推广应用3、计算机控制系统中的多传感器数据融合技术可以提高系统的感知能力和决策准确性。以下关于多传感器数据融合的描述，错误的是（）A.数据融合可以对来自多个传感器的信息进行综合处理和分析，得到更全面、准确的测量结果B.常见的数据融合方法有加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法等C.多传感器数据融合技术可以有效地克服单个传感器的局限性和不确定性D.多传感器数据融合技术非常简单，不需要考虑传感器的特性和数据的相关性4、计算机控制技术在医疗设备中的应用越来越广泛，如手术机器人、医疗影像设备、生命支持系统等。这些设备对控制的精度和可靠性要求极高。例如，在心脏起搏器中，需要精确控制起搏频率和输出能量。以下关于计算机控制技术在医疗设备中的描述，不正确的是：（）A.医疗设备的计算机控制系统需要经过严格的安全性和有效性认证B.采用无线通信技术可以方便地实现医疗设备与外部系统的数据传输C.医疗设备中的计算机控制技术发展已经非常成熟，不会存在任何风险D.为了保障患者的安全，医疗设备的软件需要定期更新和维护5、在计算机控制系统的设计过程中，若要实现对一个机械臂的精确位置控制，需要选择合适的控制算法。当系统存在较大的非线性和不确定性因素时，以下哪种控制算法可能更适合？（）A.PID控制B.模糊控制C.自适应控制D.前馈控制6、在计算机控制的化工生产过程中，温度、压力等参数的精确控制对于产品质量和生产安全至关重要。当被控对象具有非线性特性时，以下哪种控制方法更能适应这种特性并实现良好的控制效果？（）A.非线性PID控制，对常规PID进行改进B.变结构控制，根据系统状态切换控制结构C.自适应模糊控制，结合模糊逻辑和自适应机制D.使用线性控制方法，忽略非线性特性7、计算机控制系统的人机界面设计对于操作人员与系统的交互至关重要。一个友好、直观的人机界面能够提高操作效率和准确性。例如，在一个工业自动化监控系统中，操作人员需要通过界面实时了解生产过程的参数和状态。以下关于人机界面设计的描述，错误的是：（）A.人机界面的布局应该合理，重要信息突出显示B.操作流程应该简单明了，减少操作人员的误操作C.人机界面的颜色和图标选择对系统性能没有影响，可以随意设计D.应该提供实时的反馈和提示信息，帮助操作人员做出正确的决策8、在计算机控制系统的节能控制（Energy-savingControl）策略中，以下叙述错误的是（）A.节能控制旨在降低系统的能耗，同时保证系统的性能和生产要求B.可以通过优化控制算法、调整设备运行状态等方式实现节能控制C.节能控制会增加系统的复杂性和成本，对企业的经济效益没有帮助D.随着能源成本的增加和环保要求的提高，节能控制在工业领域越来越受到重视9、对于计算机控制系统中的数字控制器设计，当考虑采用PID控制算法时，以下关于其参数整定方法的描述，哪一项是最恰当的？（）A.PID参数的整定可以通过理论计算、实验试凑或基于模型的方法来实现。实验试凑法虽然简单直观，但需要反复调试，耗费时间；基于模型的方法则需要准确的系统模型，否则难以得到理想的参数B.PID控制算法的参数整定只需根据经验设定一组固定的值，无需根据系统的实际运行情况进行调整，因为其具有较强的适应性C.PID参数整定的关键在于使系统的响应速度最快，而不必考虑超调量和稳态误差，只要能快速达到设定值即可D.数字控制器设计中应尽量避免使用PID控制算法，因为其过于老旧，有许多更先进的控制算法可以替代，如模糊控制、神经网络控制等10、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11、关于计算机控制系统中的自适应控制技术，以下哪种应用场景能够充分发挥其优势？（）A.系统参数和环境变化缓慢，不需要自适应控制B.当系统的参数、结构或环境发生变化时，自适应控制技术能够自动调整控制器的参数或结构，以适应变化，保持系统的性能。例如在飞行器控制、机器人控制等领域，环境和任务的变化较为频繁，自适应控制能够发挥重要作用C.自适应控制技术计算复杂，不适合实际应用D.自适应控制技术只能用于线性系统，对非线性系统无效12、在计算机控制系统的故障诊断与容错技术中，以下哪个选项是正确的？（）A.故障诊断和容错技术只是在系统出现故障后进行修复，不能预防故障B.故障诊断技术通过监测系统的运行状态、分析数据，及时发现潜在的故障并定位故障源。容错技术则通过冗余设计、备份机制等手段，使系统在部分故障情况下仍能正常工作或快速恢复。例如，在航空航天领域，容错计算机系统能够保证飞行器在关键部件故障时仍能安全飞行C.故障诊断和容错技术会增加系统的复杂性和成本，应尽量避免使用D.计算机控制系统的故障都是硬件故障，与软件无关13、在计算机控制系统的抗干扰设计中，当系统受到强烈的电磁干扰时，以下哪种措施对于提高系统的抗干扰能力最为有效？（）A.屏蔽B.滤波C.接地D.以上都是14、在计算机控制的数控机床刀具磨损监测中，以下哪种方法能够准确地判断刀具的磨损程度？（）A.基于振动信号分析的方法B.基于切削力监测的方法C.基于图像分析的方法D.以上方法综合运用15、在计算机控制系统中，系统的稳定性是至关重要的。以下关于系统稳定性的描述，哪一项是不正确的？（）A.稳定的系统能够在受到外界干扰后，经过一段时间恢复到平衡状态B.可以通过系统的特征方程、根轨迹或频率响应等方法来判断系统的稳定性C.系统的参数变化可能会导致系统从稳定变为不稳定，需要进行稳定性分析和校验D.只要系统的开环增益足够小，系统就一定是稳定的，与其他因素无关二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述控制技术的定义和作用。2、（本题5分）阐述智能家居中的温度和湿度控制方法。3、（本题5分）简要分析计算机控制在天然气输送中的作用。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的采样过程和保持器的作用。分析采样定理在确定采样频率时的应用，解释零阶保持器对系统性能的影响。结合实际控制系统，讨论如何合理选择采样周期以平衡系统的控制精度和实时性要求。2、（本题5分）计算机控制系统的性能评估指标对于衡量系统的优劣具有重要意义。请详细阐述常见的性能评估指标，如超调量、调节时间、稳态误差、鲁棒性等的定义和计算方法。分析这些指标之间的关系和相互影响。结合实际的控制系统案例，说明如何根据性能评估指标来判断系统是否满足设计要求，并讨论如何通过调整控制参数或改进控制策略来优化系统性能。3、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的工业控制网络安全。分析工业控制网络面临的安全威胁，如网络攻击、病毒入侵等。阐述安全防护措施，如加密技术、访问控制、入侵检测等，以及如何建立有效的安全管理体系。4、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的控制系统的抗饱和控制策略，分析在执行器受限情况下如何避免系统性能恶化，保证系统的稳定性和控制效果。5、（本题5