湖北艺术职业学院《控制科学进展》2023-2024学年第二学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页湖北艺术职业学院

《控制科学进展》2023-2024学年第二学期期末试卷院(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1分，共15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、在计算机控制的污水处理系统中，需要对水质参数进行实时监测和控制。当水质参数出现异常波动时，以下哪种控制算法能够更快速地调整处理工艺，保证出水质量达标？（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.组合控制2、在计算机控制的机器人系统中，为了实现精确的轨迹规划和运动控制，需要对机器人的动力学模型进行分析。当机器人的关节数量较多，且运动复杂时，以下哪种建模方法能够更有效地描述其运动特性？（）A.拉格朗日方程B.牛顿-欧拉方程C.凯恩方程D.以上都不是3、计算机控制系统中的嵌入式系统应用越来越广泛。关于嵌入式系统，以下描述错误的是（）A.嵌入式系统是将计算机技术嵌入到设备中，实现特定功能的专用计算机系统B.具有体积小、功耗低、可靠性高等优点，适用于各种控制应用场景C.嵌入式系统的开发需要掌握硬件设计和软件开发的知识和技能D.嵌入式系统的性能不如通用计算机系统，因此应用范围有限4、当考虑计算机控制系统的预测控制（PredictiveControl）时，以下哪种说法不正确？（）A.预测控制基于模型预测未来的输出，并根据预测结果进行控制决策B.预测控制可以处理约束条件和多步预测，适用于复杂的工业过程C.预测控制需要大量的计算资源和精确的模型，实现难度较大D.预测控制只能用于确定性系统，对于随机系统无法应用5、对于一个计算机控制的船舶自动驾驶系统，需要应对复杂的海洋环境和多变的航行条件。以下哪种传感器和导航技术的组合是至关重要的？（）A.全球定位系统（GPS）、惯性导航系统和雷达B.声纳、电子海图和风速传感器C.罗盘、测深仪和卫星通信设备D.以上组合综合运用6、对于一个计算机控制的农业灌溉系统，需要根据土壤湿度、气象条件等因素自动控制灌溉量和灌溉时间。为了实现精准灌溉，以下哪种控制策略是合适的？（）A.基于模糊逻辑的控制，根据模糊规则进行决策B.模型预测控制，考虑未来的气象变化C.自适应控制，根据土壤特性和作物生长阶段调整控制参数D.以上控制策略结合使用7、计算机控制技术在能源管理领域发挥着重要作用。以下关于能源管理中的计算机控制的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以实现对能源生产、传输和分配过程的实时监控和优化控制，提高能源利用效率B.能够对能源消耗进行精确计量和分析，为节能减排提供数据支持C.能源管理系统中的计算机控制可以与可再生能源系统集成，实现能源的综合利用D.能源管理中的计算机控制技术只适用于大型工业企业，对小型商业和居民用户没有作用8、当利用计算机控制技术实现一个仓储管理系统时，需要对货物的入库、出库和库存进行精确控制和管理。为了提高仓储效率和减少错误，以下哪种技术的应用是重要的？（）A.射频识别（RFID）技术，自动识别货物信息B.数据库管理技术，存储和处理大量数据C.自动化搬运设备的控制技术，实现货物的自动搬运D.以上技术结合使用，实现仓储的智能化管理9、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10、在计算机控制技术中，关于控制系统的绿色发展理念，以下选项错误的是：（）A.控制系统的设计和运行应考虑资源节约和环境友好，减少能源消耗和废弃物排放B.采用高效的控制算法和节能设备，实现可持续发展的目标C.绿色发展理念只适用于大型工业控制系统，对小型控制系统不重要D.推动控制系统的绿色发展需要政策引导、技术创新和公众意识的提高11、计算机控制技术在航空航天领域有着至关重要的作用。以下关于航空航天中的计算机控制的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以实现飞行器的姿态控制、导航和制导，确保飞行的稳定性和准确性B.能够对发动机的工作状态进行实时监测和控制，提高发动机的性能和可靠性C.航空航天中的计算机控制系统对重量、体积和功耗有严格的限制，需要进行优化设计D.计算机控制技术在航空航天领域的应用已经非常成熟，没有进一步发展的空间12、对于计算机控制系统中的工业以太网应用，在考虑其与传统现场总线的比较时，以下哪一项优势是最为突出的？（）A.工业以太网具有更高的带宽、更远的传输距离、更好的兼容性和开放性，能够满足现代工业自动化系统对大数据量、高速通信和互操作性的需求B.工业以太网的安装和维护成本低于传统现场总线，因为其使用的线缆和连接器更为常见和便宜C.传统现场总线在实时性和确定性方面优于工业以太网，因此在对实时性要求极高的场合，工业以太网不适用D.工业以太网的安全性不如传统现场总线，容易受到网络攻击和干扰13、计算机控制系统中的数字信号处理技术用于对采集到的信号进行分析和处理。例如，通过滤波去除噪声、通过频谱分析提取有用信息等。在一个音频处理系统中，需要对声音信号进行降噪和增强。以下关于数字信号处理在计算机控制中的应用，错误的是：（）A.数字信号处理可以提高信号的质量和可靠性B.快速傅里叶变换（FFT）是数字信号处理中常用的算法之一C.数字信号处理的算法越复杂，效果就越好D.数字信号处理需要考虑硬件的计算能力和实时性要求14、在计算机控制系统的工业控制计算机选型中，以下哪种考虑因素对系统性能影响最大？（）A.工业控制计算机的外观和尺寸，越美观越好B.处理器性能、内存容量、存储设备速度、扩展接口数量和类型等硬件指标，以及操作系统的稳定性和兼容性，这些因素直接决定了系统的计算能力、数据处理速度和可扩展性，对系统性能产生重要影响C.工业控制计算机的价格，越便宜越好D.工业控制计算机的品牌，知名品牌就一定好15、在计算机控制技术的先进控制策略应用中，比如对于具有大滞后、非线性特性的被控对象，以下哪种先进控制方法可能更有效？（）A.坚持使用传统的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神经网络控制或预测控制等先进控制策略，能够更好地处理复杂的被控对象特性，提高控制精度和适应性C.不了解先进控制方法，不进行应用D.认为先进控制方法复杂，不尝试使用二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明如何根据诊断结果进行故障修复。2、（本题5分）简述计算机控制在储能系统中的应用。3、（本题5分）解释计算机控制系统中的积分分离PID控制的原理。4、（本题5分）阐述智能家居中的温度和湿度控制方法。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定理，解释其原理和重要性，分析在实际系统中如何确定合适的采样频率，以避免频谱混叠和信息丢失，同时考虑对系统稳定性和控制精度的影响。2、（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。3、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的系统集成技术，涵盖硬件集成、软件集成、通信协议转换等，分析如何整合不同厂家、不同类型的设备和系统，实现协同工作。4、（本题5分）详细探讨计算机控制系统中的实时操作系统（RTOS）在控制任务调度和资源管理方面的作用。阐述常见的RTOS（如VxWorks、μC/OS-II等）的特点和工作原理，分析其任务调度策略（如优先级调度、时间片轮转调度等）和内存管理机制。结合一个实时性要求较高的计算机控制系统，说明如何选择合适的RTOS，并根据系统需求进行配置和优化。5、（本题5分）计算机控制系统的软件设计包括控制算法的实现、人机界面的开发和数据处理等方面。请深入探讨软件设计的方法和流程，如结构化编程、面向对象编程在控制系统软件中的应用。分析软件的可靠性、可维护性和可扩展性设计原则。结合实际的控制系统软件项目，说明如何进行代码优化和测试，以及如何利用软件工程的方法提高软件的质量，并讨论在软件开发