辽宁民族师范高等专科学校《线性系统理论与设计》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页辽宁民族师范高等专科学校《线性系统理论与设计》

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、在计算机控制的电梯运行系统中，为了实现平稳、快速和安全的运行，需要综合考虑乘客需求、楼层间距和载重等因素。当电梯内乘客数量较多且分布不均匀时，以下哪种调度算法更能提高电梯的运行效率和乘客满意度？（）A.最短路径优先算法，选择距离最近的楼层停靠B.分区服务算法，将楼层划分为不同区域进行服务C.随机停靠算法，不考虑乘客需求和楼层分布D.优先服务高层乘客算法，忽略低层乘客需求2、对于计算机控制系统中的数据预处理（DataPreprocessing）环节，以下观点不正确的是（）A.数据预处理包括数据滤波、归一化、去噪等操作，以提高数据的质量和可用性B.它可以有效地去除数据中的异常值和干扰，为后续的控制决策提供可靠的依据C.数据预处理对系统的控制性能影响不大，可以简单处理甚至忽略D.不同的数据预处理方法适用于不同类型的数据和控制任务，需要根据实际情况选择3、在计算机控制技术的自整定控制器设计中，例如要使控制器能够根据系统的变化自动调整参数，以下哪个技术是常用的？（）A.不具备自整定功能，参数调整困难B.模型参考自适应控制技术，通过比较实际系统输出与参考模型输出的差异，自动调整控制器参数，使实际系统接近理想的性能C.不了解自整定技术，无法设计D.依靠人工定期调整参数，效率低下4、在计算机控制技术中，对于控制系统的稳定性分析是至关重要的。当一个计算机控制系统存在多个反馈回路，且系统参数随时间变化时，以下哪种方法更适合用于判断系统的稳定性？（）A.劳斯判据，通过计算特征方程的系数来判断B.奈奎斯特稳定判据，基于系统的开环频率特性C.根轨迹法，绘制系统特征根随参数变化的轨迹D.直接观察系统的输出响应，凭经验判断稳定性5、在计算机控制技术的多变量控制系统中，以下关于其特点和控制策略的描述，哪一项是正确的？（）A.多变量控制系统具有多个输入和多个输出，变量之间存在耦合关系。控制策略包括解耦控制、预测控制、自适应控制等。解耦控制用于消除变量之间的耦合；预测控制考虑系统的未来行为；自适应控制能够根据系统变化调整控制器参数。这些策略旨在实现良好的控制性能B.多变量控制系统与单变量控制系统没有本质区别，控制策略可以通用C.多变量控制系统过于复杂，不适合在实际工程中应用D.多变量控制系统的控制策略只需要考虑当前的系统状态，不需要考虑未来的变化6、在计算机控制的农业灌溉系统中，需要根据土壤湿度、气象条件等因素自动控制灌溉水量和时间。当气象数据存在较大的不确定性时，以下哪种方法能够更好地提高灌溉决策的准确性？（）A.概率预测B.模糊推理C.神经网络预测D.以上都是7、在计算机控制的机器人视觉系统中，图像的采集、处理和分析对于机器人的任务执行至关重要。当需要快速准确地识别物体的形状、颜色和位置等特征时，以下哪种图像处理技术和算法更有效？（）A.卷积神经网络（CNN），深度学习方法B.边缘检测算法，提取物体轮廓C.灰度变换，调整图像亮度和对比度D.不进行图像处理，依靠机器人的触觉感知8、当设计一个计算机控制的煤矿安全生产监控系统时，需要实时监测瓦斯浓度、通风状况等参数，并及时发出警报和采取控制措施。为了确保系统的可靠性和稳定性，以下哪种系统架构和技术是合适的？（）A.分布式架构，多传感器冗余监测B.工业以太网通信，高速传输数据C.智能预警算法，提前预测危险情况D.以上技术和架构结合使用9、计算机控制系统中的控制器参数整定是一项重要的工作。关于控制器参数整定，以下描述错误的是（）A.可以采用经验法、试凑法、临界比例度法等方法进行参数整定B.参数整定需要根据系统的性能指标和实际运行情况进行不断调整和优化C.一旦参数整定完成，就不需要再进行修改，即使系统的工作条件发生变化D.现代控制理论中的一些方法，如极点配置法和最优控制法，也可以用于控制器参数整定10、在计算机控制技术中，抗干扰技术是保证系统稳定运行的重要措施。干扰可能来自系统内部，也可能来自外部环境。例如，电磁干扰、电源波动、噪声等都可能影响系统的正常工作。以下关于抗干扰技术的说法，错误的是：（）A.硬件抗干扰措施如滤波、屏蔽、接地等可以有效减少干扰的影响B.软件抗干扰技术如数字滤波、指令冗余、软件陷阱等也能提高系统的稳定性C.只要系统的硬件设计合理，就不需要考虑软件抗干扰措施D.综合运用硬件和软件抗干扰技术可以更好地保障系统的可靠运行11、关于计算机控制系统的分布式控制（DistributedControl），以下说法错误的是：（）A.分布式控制系统由多个相互独立的控制单元组成，通过网络进行通信和协调B.分布式控制可以提高系统的可靠性和灵活性，便于系统的扩展和维护C.分布式控制系统中的各个控制单元具有相同的功能和地位，不存在主从之分D.分布式控制只适用于大规模、复杂的工业控制系统，不适用于小型系统12、在计算机控制系统的绿色控制（GreenControl）理念中，以下描述不准确的是：（）A.绿色控制旨在减少控制系统对环境的影响，实现可持续发展B.可以通过优化控制算法、降低能耗等方式实现绿色控制C.绿色控制只关注系统的能源消耗，不考虑其他环境因素D.绿色控制需要在系统性能和环境友好之间进行平衡13、计算机控制系统中的网络通信技术实现了系统各部分之间的数据传输和信息共享。以下关于网络通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.现场总线是一种应用于工业控制领域的网络通信技术，具有实时性、可靠性和开放性等特点B.工业以太网在工业控制中的应用越来越广泛，它结合了以太网的高速传输和工业控制的实时性要求C.无线网络通信技术为移动设备和远程监控提供了便利，但存在信号不稳定和安全性等问题D.网络通信协议的选择对系统的性能没有影响，任何一种协议都可以满足控制要求14、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15、对于计算机控制系统中的数字控制器设计，假设要为一个具有特定性能要求的工业过程设计数字控制器，以下哪个设计原则是至关重要的？（）A.不考虑系统性能要求，随意设计控制器B.基于被控对象的数学模型，综合考虑系统的稳定性、准确性、快速性和抗干扰能力等性能指标，运用Z变换、离散化方法等将连续控制器转换为数字控制器，并通过参数整定和优化来满足设计要求C.只追求控制器的简单性，忽略系统性能D.不进行数学建模，依靠经验设计控制器二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明鲁棒控制的概念和意义。2、（本题5分）简述自适应控制在机器人操作中的应用。3、（本题5分）什么是神经控制？简述其基本原理。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的预测控制中的模型失配处理策略，分析在实际系统中模型不准确时如何保证控制性能，讨论相应的改进方法。2、（本题5分）全面论述计算机控制系统中的智能电网控制技术，包括电网监测、负荷预测和能源管理。解释智能电网的架构和通信标准，分析智能电网控制系统中的分布式能源接入、储能系统控制等关键问题。结合一个区域智能电网的运行实例，说明如何实现电网的安全、稳定和高效运行。3、（本题5分）在计算机控制技术中，数字信号处理技术在信号滤波、频谱分析和系统辨识等方面得到广泛应用。请详细阐述数字信号处理的基本原理和常用算法，如快速傅里叶变换（FFT）、数字滤波器设计等。分析数字信号处理技术在计算机控制系统中的作用和实现方法。结合实际的控制系统信号处理需求，说明如何选择合适的数字信号处理算法和工具，并讨论数字信号处理技术在提高系统性能和抗干扰能力方面的应用效果。4、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的实时操作系统在控制中的应用。介绍常见的实时操作系统特点和功能，如任务调度、中断处理等。分析实时操作系统如何满足控制系统的实时性要求，以及在开发计算机控制应用程序时的注意事项。5、（本题5分）深入探讨计算机控制系统中的系统辨识技术。解释系统辨识的目的和方法，包括基于输入输出数据的辨识和