锦州医科大学《控制工程综合实践》2023-2024学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页锦州医科大学《控制工程综合实践》

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、在计算机控制技术中，多变量控制系统的分析和设计具有一定的难度。多个变量之间可能存在耦合关系，需要进行解耦处理。例如，在一个化工反应釜的温度和压力控制系统中，温度和压力之间存在相互影响。以下关于多变量控制系统的说法，错误的是：（）A.可以通过矩阵运算等方法对多变量系统进行建模和分析B.解耦控制可以将多变量系统转化为多个单变量系统，简化控制设计C.多变量控制系统的稳定性分析比单变量系统更复杂D.多变量控制系统在实际应用中很少见，一般可以通过简化为单变量系统来处理2、在计算机控制的工业机器人轨迹规划中，如果要求机器人在运动过程中避免与障碍物碰撞，同时优化运动路径，以下哪种方法是有效的？（）A.人工势场法，构建虚拟的势场引导机器人运动B.快速搜索随机树（RRT）算法，随机探索可行路径C.A*算法，寻找最优路径D.以上方法结合使用3、在计算机控制的航空航天领域中，需要对飞行器的姿态、速度等进行精确控制。当飞行器处于复杂的飞行环境和高动态条件下，以下哪种控制方法能够更好地保证飞行的稳定性和安全性？（）A.最优控制B.鲁棒控制C.自适应控制D.模型预测控制4、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5、关于计算机控制系统中的A/D和D/A转换，当考虑转换精度和速度的权衡时，以下哪一个观点是最合理的？（）A.在选择A/D和D/A转换器时，需要根据具体的应用需求来平衡转换精度和速度。对于精度要求高而速度要求相对较低的场合，应优先选择高精度的转换器；对于实时性要求高而对精度要求可以适当放宽的系统，则应注重转换器的速度B.A/D和D/A转换的精度和速度是相互独立的，不存在权衡的问题，应根据系统预算尽可能选择高精度和高速度的转换器C.为了保证系统性能，应始终选择具有最高精度和最快速度的A/D和D/A转换器，而不考虑成本和其他因素D.转换精度比速度更重要，因为精度直接影响系统的控制效果，而速度的影响相对较小，可以通过其他方式来弥补6、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7、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8、当利用计算机控制技术实现一个温度控制系统时，如果系统受到频繁的外部干扰，导致温度波动较大，为了提高系统的抗干扰能力和稳定性，以下哪种改进措施是有效的？（）A.增加传感器的采样频率B.加大控制器的输出幅度C.引入前馈控制环节，对干扰进行预先补偿D.降低系统的响应速度9、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10、当谈到闭环控制系统（Closed-loopControlSystem）的工作原理时，以下说法错误的是：（）A.闭环控制系统通过反馈回路将输出量与期望值进行比较，并根据偏差产生控制作用B.反馈信号可以是输出量的全部或部分，用于修正控制输入C.闭环控制系统能够克服各种扰动对系统输出的影响，实现精确控制D.闭环控制系统中，控制器的参数一旦设定就不能再调整，否则会导致系统不稳定11、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12、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13、在计算机控制的自动化生产线中，需要对多个执行机构进行协同控制。当各执行机构之间存在强耦合关系时，为了实现精确的同步和协调动作，以下哪种控制策略是关键的？（）A.分散控制策略，每个执行机构独立控制B.集中控制策略，由一个中央控制器统一指挥C.主从控制策略，确定一个主执行机构，其他为从执行机构D.解耦控制策略，消除或减弱各执行机构之间的相互影响14、对于计算机控制系统中的分布式控制系统（DCS），以下叙述不准确的是（）A.DCS是一种将控制功能分散、管理功能集中的控制系统，它由多个控制站、操作站和通信网络组成B.各个控制站可以独立完成局部的控制任务，通过通信网络与操作站进行数据交换和协调控制C.DCS具有可靠性高、扩展性好、组态灵活等优点，广泛应用于大型工业过程控制领域D.DCS是一种完全独立的控制系统，与其他控制系统无法进行集成和通信15、在计算机控制系统中，实时操作系统（RTOS）为系统的实时性提供了保障。以下关于RTOS的描述，哪一项是不正确的？（）A.RTOS能够保证任务在规定的时间内完成，满足系统的实时性要求B.它具有任务调度、中断管理、内存管理等功能，提高系统的资源利用率和响应速度C.RTOS通常适用于对实时性要求较高的应用场景，如航空航天、工业控制等D.任何一种操作系统都可以作为RTOS使用，只要进行适当的配置和优化16、在计算机控制系统的抗干扰技术方面，以下关于硬件抗干扰和软件抗干扰措施的描述，哪种是不准确的？（）A.硬件抗干扰措施包括采用滤波电路、屏蔽技术、隔离技术等，从物理层面减少干扰信号的影响B.软件抗干扰措施则通过数字滤波、软件陷阱、指令冗余等方法，提高系统对干扰的容忍能力和恢复能力C.硬件抗干扰和软件抗干扰措施相互配合，可以有效地提高计算机控制系统的可靠性和稳定性D.硬件抗干扰措施效果显著，而软件抗干扰措施作用有限，因此在系统设计中应优先考虑硬件抗干扰，而软件抗干扰可以作为辅助手段17、在计算机控制的玻璃制造工艺中，需要对熔炉的温度和玻璃液的流动进行精确控制。当工艺参数需要频繁调整且调整幅度较大时，以下哪种控制器具有更好的适应性和鲁棒性？（）A.常规PID控制器B.智能PID控制器C.非线性控制器D.以上都不是18、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19、关于计算机控制系统中的PID控制器（PIDController），以下描述不准确的是（）A.PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节组成，通过调整这三个参数可以改善系统的控制性能B.比例环节主要影响系统的响应速度，比例系数越大，响应速度越快，但可能导致系统超调增大C.积分环节用于消除系统的稳态误差，但积分作用过强可能使系统产生振荡D.微分环节对系统的动态性能影响较小，可以忽略不计，只依靠比例和积分环节就能满足大多数控制需求20、当设计一个计算机控制的医疗设备系统时，对系统的安全性和可靠性要求极高。为了确保患者的安全和治疗效果，以下哪种措施是必不可少的？（）A.采用多重备份和冗余设计B.进行严格的软件和硬件测试C.遵循相关的医疗设备标准和规范D.以上都是21、有关计算机控制系统中的故障诊断与容错控制，下列说法不正确的是：（）A.故障诊断技术能够及时检测和识别系统中的故障，为容错控制提供依据B.容错控制通过采取冗余、重构等措施，使系统在故障情况下仍能保持一定的性能C.故障诊断和容错控制可以完全避免系统故障的发生，确保系统的可靠性和稳定性D.这些技术的应用需要考虑系统的成本、复杂性和性能要求等因素22、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23、在计算机控制技术中，关于数字控制器的设计方法，以下哪种说法是不准确的？（）A.数字控制器的设计可以基于连续控制系统的设计方法，通过离散化将其转换为数字形式。常用的离散化方法有前向差分法、后向差分法和双线性变换法等B.直接数字设计法是直接根据系统的性能指标和数字控制器的特点，在z域中进行设计，无需经过连续系统到离散系统的转换过程C.数字控制器的设计需要考虑系统的稳定性、准确性和快速性等性能指标，通过调整控制器的参数来满足这些要求D.数字控制器的设计一旦完成，就不能再进行修改和优化，即使系统的运行环境或控制要求发生变化24、关于计算机控制系统中的最优控制（OptimalControl）理论，以下说法不正确的是（）A.最优控制的目标是在满足一定约束条件下，使系统的性能指标达到最优B.可以通过求解最优控制问题的数学模型，得到最优的控制策略C.最优控制在实际应用中往往难以实现，因为需要精确的系统模型和大量的计算资源D.最优控制理论只适用于理论研究，对实际的控制系统没有任何指导意义25、在计算机控制的污水处理厂中，需要对生物反应池中的溶解氧浓度进行精确控制。当进水水质和水量波动较大时，以下哪种控制方法能够更快速地响应变化，维持溶解氧浓度在合适的范围内？（）A.模糊PID控制B.自适应模糊控制C.专家系统控制D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简要分析计算机控制在工业机器人中的作用。2、（本题5分）简要说明数字控制器的设计方法有哪些。3、（本题5分）什么是非线性预测控制？4、（本题5分）简要分析计算机控制系统中的非线性控制问题。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）针对一个热电厂的凝结水泵，设计其流量和扬程的控制系统。2、（本题5分）设计一个计算机控制的声音强度控制系统，使声音强度在0-120dB范围内可调节，误差小于±2dB。3、（本题5分）设计一个智能交通系统中的智能铁路道口管理系统。4、（本题5分）针对一个工业自动化生产线的物料输送系统，设计一个PLC控制系统，实现对物料输送的自动化控制。5、（本题5分）设计一个计算机控制的流量分布调节系统，实现流量在管道内的均匀分布。四、论述题（本大题