湖北美术学院《自动化控制》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北美术学院《自动化控制》

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、在计算机控制系统的故障诊断和容错控制方面，如果系统中的某个传感器发生故障，导致测量数据不准确，以下哪种方法能够及时检测到故障并采取相应的容错措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多个相同传感器进行对比B.基于模型的方法，通过模型预测值与实际测量值的差异判断C.基于信号处理的方法，分析测量信号的特征来检测故障D.以上方法结合使用，提高故障诊断的准确性和可靠性2、在计算机控制技术中，当设计一个闭环控制系统来精确控制工业生产中的温度时，需要考虑多个因素。其中，对于传感器的选择，以下哪个特性对于确保温度测量的准确性和稳定性至关重要？（）A.测量范围B.响应时间C.精度D.价格3、在计算机控制技术中，先进控制策略的研究不断推动着控制领域的发展。预测控制、自适应控制、鲁棒控制等为解决复杂工业过程的控制问题提供了新的方法。例如，在一个石油化工生产过程中，采用先进控制策略可以提高产品质量和生产效率。以下关于先进控制策略的说法，不正确的是：（）A.先进控制策略通常需要更多的计算资源和复杂的算法实现B.先进控制策略在所有工业过程中都能取得显著的效果C.先进控制策略的应用需要结合实际系统的特点和需求D.对先进控制策略的性能评估需要综合考虑多个因素4、在计算机控制的水质监测系统中，实时准确地检测多种污染物的浓度对于环境保护和水资源管理具有重要意义。当需要同时检测低浓度和高浓度的多种污染物时，以下哪种传感器和检测方法的组合更能满足要求？（）A.电化学传感器结合化学发光检测法B.光学传感器结合比色法C.生物传感器结合荧光分析法D.不使用传感器，依靠人工采样和实验室分析5、计算机控制系统中的信号调理和转换环节起着至关重要的作用。关于信号调理和转换，以下说法不正确的是（）A.信号调理包括放大、滤波、隔离等操作，用于将传感器采集到的信号调整为适合计算机处理的形式B.A/D转换将模拟信号转换为数字信号，D/A转换则将数字信号转换为模拟信号，它们的精度和转换速度会影响系统的性能C.为了提高信号的测量精度，可以采用多次采样和平均的方法来减少噪声的影响D.信号调理和转换环节对系统性能的影响不大，可以忽略不计6、在计算机控制系统的通信协议方面，以下关于Modbus协议和CANopen协议的特点，哪种说法是不准确的？（）A.Modbus协议是一种应用广泛的串行通信协议，具有简单、开放、易于实现等优点，适用于主从式通信结构B.CANopen协议是基于CAN总线的高层协议，具有实时性强、可靠性高、网络管理功能完善等特点，适用于多主式通信结构C.Modbus协议和CANopen协议在数据格式、传输速率、错误处理等方面存在差异，应根据具体的应用需求选择合适的协议D.Modbus协议和CANopen协议可以相互兼容和转换，在一个系统中可以同时使用这两种协议，无需进行特殊的处理7、在计算机控制的智能家居系统中，实现对各种设备的智能控制和节能管理是重要目标。当需要根据室内环境参数（如温度、光照）自动调节灯光亮度和空调温度时，以下哪种控制策略更节能且舒适？（）A.模糊控制策略，根据模糊规则进行决策B.比例控制策略，简单直接调节C.开环控制策略，不考虑反馈D.手动控制策略，由用户随时调节8、计算机控制系统中的数据采集与处理是获取信息和进行控制决策的基础。以下关于数据采集与处理的描述，错误的是（）A.数据采集系统需要选择合适的传感器和信号调理电路，以保证采集到的信号准确可靠B.对采集到的数据进行滤波、平滑、变换等处理，以去除噪声和提取有用信息C.数据压缩技术可以减少数据量，提高数据存储和传输的效率，但可能会导致信息丢失D.数据采集与处理只需要在系统运行的初始阶段进行，后续不需要再进行更新和调整9、在计算机控制技术中，关于开环控制系统（Open-loopControlSystem）的特点，以下描述不准确的是：（）A.开环控制系统中，输出量不影响控制作用，控制作用的输入信号是给定值B.开环控制系统结构简单、成本低，但控制精度通常较低C.开环控制系统不存在稳定性问题，因为没有反馈环节D.开环控制系统能够自动补偿外部干扰和系统参数变化对输出的影响10、在计算机控制技术中，模型预测控制（MPC）是一种基于模型的先进控制方法。它通过预测系统未来的输出，并根据优化目标计算控制输入。例如，在化工过程控制中，MPC可以有效地处理多变量、约束等复杂问题。以下关于模型预测控制的说法，准确的是：（）A.MPC不需要建立系统的数学模型，依靠经验即可进行控制B.MPC的计算量较大，实时性要求较高的系统可能不适用C.MPC只能用于线性系统，对于非线性系统无法应用D.MPC的控制效果不受模型误差和不确定性的影响11、在计算机控制的汽车电子系统中，需要对发动机、变速器等部件进行精确控制。当面临苛刻的工作环境和严格的排放标准时，以下哪种传感器技术能够更准确地获取车辆的运行状态信息？（）A.磁电式传感器B.光电式传感器C.压电式传感器D.以上都不是12、在计算机控制的物流配送中心的分拣系统中，需要对大量不同类型的包裹进行快速准确的分类和派送。当包裹的流向和数量存在不确定性时，以下哪种智能优化算法能够帮助优化分拣路径和资源配置？（）A.禁忌搜索算法B.差分进化算法C.人工蜂群算法D.以上都是13、对于计算机控制系统中的先进控制策略，以下关于其应用和优势的描述，哪一种是准确的？（）A.先进控制策略如模糊控制、神经网络控制、预测控制等在复杂工业过程中得到了广泛应用。它们能够处理非线性、时变、多变量等复杂系统，具有更好的控制性能和适应性。然而，先进控制策略的实现通常需要较高的计算资源和专业知识B.先进控制策略过于复杂，不适合在实际的计算机控制系统中应用C.传统的控制策略已经足够满足所有需求，不需要采用先进控制策略D.先进控制策略可以直接应用于任何计算机控制系统，无需进行调整和优化14、在计算机控制系统的控制器设计（ControllerDesign）中，以下描述不准确的是：（）A.控制器的设计目标是使系统的输出能够快速、准确地跟踪给定输入，并具有良好的稳定性和鲁棒性B.常见的控制器设计方法有PID控制、模糊控制、神经网络控制等C.控制器的参数整定需要根据系统的性能要求和被控对象的特性进行D.一旦确定了控制器的类型和参数，就不需要再根据系统的运行情况进行调整15、计算机控制系统中的运动控制技术在机器人、数控机床等领域发挥着重要作用。以下关于运动控制技术的描述，错误的是（）A.运动控制技术包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以实现精确的轨迹规划和运动控制，满足各种复杂的运动需求C.运动控制技术的发展已经非常成熟，没有进一步提高的空间D.与传感器技术和智能控制算法相结合，提高运动控制的精度和稳定性二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）阐述提高控制系统可靠性的方法。2、（本题5分）阐述故障监测与诊断系统的设计。3、（本题5分）阐述模糊控制器的参数调整。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模型预测控制（MPC）的原理和应用。解释MPC的基本思想和算法，如滚动优化、反馈校正等。分析MPC在处理约束条件和多变量系统时的优势，以及在实际工业过程中的应用案例和效果。2、（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。3、（本题5分）详细说明计算机控制系统中的电梯控制技术。阐述电梯系统的工作原理和控制要求，分析电梯的调速控制、楼层定位和安全保护等控制功能。讨论如何利用计算机控制系统实现电梯的高效运行和舒适乘坐体验。4、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的智能控制在物流自动化中的应用，分析如何通过智能控制实现仓储管理、运输调度等环节的优化。5、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的容错控制在航空航天领域