台州学院《控制工程基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《控制工程基础》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2、对于计算机控制系统中的工业4.0与智能制造，以下说法不准确的是：（）A.工业4.0强调通过信息技术实现制造业的智能化、数字化和网络化转型B.计算机控制技术在智能制造中发挥着关键作用，实现生产过程的自动化和优化控制C.智能制造能够提高生产效率、产品质量和企业的竞争力，但实施成本高昂，只有大型企业才能承担D.工业4.0和智能制造的发展需要跨学科的知识和技术融合，以及企业的战略规划和创新思维3、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4、在计算机控制系统的通信网络中，数据传输的可靠性和实时性是重要的考虑因素。当需要在一个分布式计算机控制系统中实现多个节点之间的高速、实时数据传输时，以下哪种通信协议更适合？（）A.CAN总线协议，具有高可靠性和实时性B.Ethernet以太网协议，广泛应用但实时性一般C.Wi-Fi无线协议，方便但易受干扰D.蓝牙协议，适用于短距离通信但速度较慢5、关于计算机控制系统的无线通信在控制中的应用，以下叙述错误的是：（）A.无线通信技术为计算机控制系统提供了更灵活的通信方式，摆脱了线缆的束缚B.常见的无线通信技术如蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等在工业控制中都有应用C.无线通信在控制中的应用存在信号干扰、传输距离有限、安全性等问题D.无线通信技术不稳定，不适合在对可靠性要求高的计算机控制系统中使用6、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7、计算机控制系统的控制算法是实现系统性能的核心。以下关于控制算法的描述，哪一项是不准确的？（）A.PID控制算法是一种经典的控制算法，通过比例、积分和微分环节的组合来实现对系统的控制B.智能控制算法，如模糊控制和神经网络控制，能够处理复杂的非线性系统，但计算复杂度较高C.控制算法的选择取决于系统的特性、控制要求和性能指标，没有一种算法适用于所有情况D.一旦确定了控制算法，就不能根据系统的运行情况进行调整和优化8、计算机控制技术在医疗设备中的应用日益广泛。以下关于医疗设备中的计算机控制的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以实现医疗设备的精确控制和自动化操作，提高诊断和治疗的准确性和效率B.能够对患者的生理参数进行实时监测和分析，为医疗决策提供依据C.医疗设备中的计算机控制系统对安全性和可靠性要求极高，需要严格的质量控制和认证D.计算机控制技术在医疗设备中的应用已经非常完善，不存在任何技术挑战和风险9、在计算机控制的自动化生产线中，多个执行机构需要协同工作以完成复杂的生产任务。当不同执行机构的动作时间和顺序需要精确协调时，以下哪种控制方式更能确保生产过程的顺利进行？（）A.集中控制，由一个中央控制器统一指挥B.分散控制，各执行机构独立控制C.分级控制，分层次进行协调控制D.无序控制，各执行机构随机动作10、在计算机控制系统的数字控制器设计中，以下关于PID控制器的参数整定方法，哪种说法是不正确的？（）A.PID控制器的参数包括比例系数、积分时间常数和微分时间常数，合理整定这些参数对于系统的性能至关重要B.常见的PID参数整定方法有Ziegler-Nichols法、临界比例度法、试凑法等，每种方法都有其适用范围和优缺点C.在参数整定过程中，可以通过观察系统的阶跃响应曲线，根据超调量、调节时间、稳态误差等指标来调整参数，以获得满意的控制效果D.一旦确定了PID控制器的参数，在系统运行过程中就无需再进行调整，因为PID控制器具有良好的自适应能力，能够自动适应系统的变化11、当利用计算机控制技术实现一个智能仓储物流系统时，需要对货物的分拣、搬运和存储进行自动化控制。为了提高系统的灵活性和适应性，以下哪种技术的应用是重要的？（）A.机器视觉引导技术，实现精准的货物识别和定位B.机器学习算法，优化物流流程C.柔性制造技术，适应不同规格的货物处理D.以上技术结合使用12、在计算机控制技术中，系统集成是将各个子系统和设备整合为一个完整的控制系统的过程。这需要解决硬件接口、软件通信、协议转换等一系列问题。例如，在一个智能工厂的建设中，需要将生产设备、自动化仓储系统、质量检测系统等进行集成。以下关于系统集成的说法，错误的是：（）A.系统集成可以提高整个控制系统的效率和性能B.系统集成过程中需要充分考虑各个子系统的兼容性和互操作性C.系统集成只需要关注技术层面的问题，不需要考虑管理和组织因素D.良好的系统集成方案能够降低系统的维护成本和复杂度13、在计算机控制系统的可靠性设计中，以下关于冗余技术和故障诊断与容错技术的描述，哪一项是恰当的？（）A.冗余技术通过增加备份设备或部件来提高系统的可靠性，故障诊断与容错技术则能够及时发现和处理故障，使系统在部分故障情况下仍能正常工作，综合应用这些技术可以显著提高计算机控制系统的可靠性和可用性B.冗余技术和故障诊断与容错技术成本高、效果不明显，不值得采用C.只要系统设计合理，就不需要考虑冗余技术和故障诊断与容错技术D.冗余技术会增加系统的复杂性，应尽量避免使用；故障诊断与容错技术则难以实现，实际应用价值不大14、关于计算机控制系统的能源管理（EnergyManagement），以下说法不准确的是：（）A.计算机控制系统可以通过优化控制策略来降低能源消耗B.可以监测和分析系统的能源使用情况，为节能提供依据C.能源管理只适用于大型工业控制系统，对于小型系统意义不大D.采用节能型的硬件设备和软件算法可以提高系统的能源效率15、在计算机控制的飞行器导航系统中，精确的姿态解算是保证飞行安全和稳定的关键。当飞行器处于复杂的动态环境中，以下哪种姿态解算算法更能提供准确的姿态信息？（）A.卡尔曼滤波算法，融合多种传感器数据B.互补滤波算法，结合低通和高通滤波C.梯度下降算法，迭代求解姿态D.不进行姿态解算，依靠飞行员的直觉判断二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明计算机控制在玻璃制造中的应用。2、（本题5分）阐述多变量系统的控制器参数整定。3、（本题5分）说明计算机控制系统中的冗余技术及其作用。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分布式控制中的通信延迟补偿方法，分析延迟对系统性能的影响，讨论如何通过补偿技术提高分布式控制的效果。2、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的汽车电子控制系统，如发动机控制、底盘控制、车身控制等，分析控制算法和技术在提高汽车性能和安全性方面的应用。3、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的无线传感器网络在控制中的应用，讨论无线传感器网络的特点、组网方式、数据传输可靠性，以及在控制领域中的应用前景。4、（本题5分）详细探讨计算机控制系统中的数控机床控制技术，阐述数控机床的工作原理和运动控制方式（点位控制、直线控制、轮廓控制）。分析数控机床控制系统中的插补算法、误差补偿和速度控制技术，结合一台高精度数控机床的加工过程，说明如何保证加工精度和效率。5、（本题5分）详细分析计算机控制系统中的虚拟现实与仿真训练系统，如飞行模拟器、驾驶模拟器和工业操作训练系统。阐述虚拟现实与仿真技术在控制系统中的应用原理，分析其对操作人员技能培训和系统性能评估的