重庆医科大学《智能控制》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二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、在计算机控制技术的数字滤波算法应用中，比如要去除测量信号中的噪声干扰，以下哪种数字滤波算法是适用于高频噪声的？（）A.不使用数字滤波，信号质量差B.低通滤波算法，能够有效地滤除高频噪声，保留低频有用信号，但可能会导致信号的一定延迟C.高通滤波算法，适用于去除低频噪声，保留高频信号D.不了解数字滤波算法，无法选择合适的方法2、关于局域网中的虚拟专用网络（VPN）技术，以下说法不正确的是：（）A.VPN可以在公共网络上建立安全的私有网络连接，实现远程办公、异地分支机构互联等功能B.VPN技术通过加密和隧道协议，保证数据在传输过程中的安全性和保密性C.可以使用IPSecVPN、SSLVPN等不同类型的VPN技术，根据网络环境和需求选择合适的方案D.VPN连接建立后，用户在远程访问局域网资源时的速度和稳定性与本地访问没有任何区别3、在计算机控制系统的鲁棒控制（RobustControl）方面，以下描述错误的是：（）A.鲁棒控制是使系统在存在模型不确定性和外部扰动的情况下仍能保持稳定和性能要求B.鲁棒控制方法通常基于H∞控制理论和μ综合方法C.鲁棒控制器的设计需要考虑系统的最坏情况，因此可能会导致保守性D.鲁棒控制只适用于线性系统，对于非线性系统无法应用4、在计算机控制系统的状态空间模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下叙述不准确的是（）A.状态空间模型能够全面描述系统的内部状态和外部输入输出关系B.通过状态空间模型，可以分析系统的稳定性、可控性和可观性等特性C.状态空间模型的求解需要一定的数学知识和计算方法，如矩阵运算和线性代数D.状态空间模型只适用于线性系统，对于非线性系统无法进行描述和分析5、在计算机控制系统的硬件平台（HardwarePlatform）选择中，以下说法错误的是：（）A.硬件平台的选择需要考虑系统的性能要求、成本预算和开发难度等因素B.可以选择工业控制计算机、嵌入式系统或可编程控制器等作为硬件平台C.不同的硬件平台具有不同的特点和适用场景，需要根据实际情况进行选择D.一旦选择了硬件平台，就不能再更改，否则会导致系统重新设计6、计算机控制系统的抗干扰技术对于保证系统的稳定运行至关重要。关于抗干扰技术，以下描述不正确的是（）A.干扰可以分为内部干扰和外部干扰，内部干扰主要来自系统内部的电路噪声和电磁辐射，外部干扰主要来自电源波动、空间电磁辐射和信号线引入的干扰等B.硬件抗干扰技术包括滤波、屏蔽、接地、隔离等方法，可以有效地抑制干扰信号的传播C.软件抗干扰技术包括数字滤波、指令冗余、软件陷阱等方法，可以提高系统的可靠性D.只要采用了先进的硬件设备和软件算法，就可以完全消除系统中的干扰，无需采取其他措施7、在计算机控制的汽车电子系统中，发动机的燃油喷射控制对于提高燃油经济性和减少尾气排放起着重要作用。当考虑到不同工况下（如加速、匀速、怠速）的燃油需求时，以下哪种燃油喷射控制策略更能优化发动机性能？（）A.基于模型的预测控制，根据工况预测燃油需求B.闭环反馈控制，根据氧传感器反馈调节C.开环定时控制，按照固定时间喷射燃油D.随机喷射燃油，不考虑工况差异8、在计算机控制的数控机床系统中，要实现高精度的加工，需要对刀具的运动轨迹进行精确控制。以下哪种插补算法能够在保证精度的同时提高加工效率？（）A.逐点比较法插补，简单直观B.数字积分法（DDA）插补，运算速度快C.时间分割法插补，适用于各种曲线D.样条插补，提供光滑的曲线轨迹9、在计算机控制系统的远程监控（RemoteMonitoring）中，以下说法错误的是：（）A.远程监控可以通过互联网实现对控制系统的实时监测和控制B.远程监控需要解决数据传输的安全性和稳定性问题C.远程监控只能用于监控系统的运行状态，不能进行参数调整和控制操作D.移动终端如手机、平板电脑也可以作为远程监控的设备10、对于计算机控制系统中的控制器算法优化，以下关于其目标和方法的描述，哪一项是正确的？（）A.控制器算法优化的目标是提高控制精度、加快响应速度、降低计算复杂度等，方法包括改进控制结构、调整参数、采用先进的控制理论等，以适应不同的控制对象和控制要求B.控制器算法优化不重要，原始算法通常就能满足要求C.控制器算法优化只需要改变参数，不需要改变控制结构D.先进的控制理论在实际应用中难以实现，不适合用于控制器算法优化11、关于计算机控制系统中的智能传感器（IntelligentSensor），以下描述错误的是（）A.智能传感器具有自诊断、自校准、数字通信等功能B.它能够提高测量的精度和可靠性，减少系统的误差C.智能传感器的使用会增加系统的成本和复杂性，因此应尽量避免使用D.智能传感器可以与计算机控制系统无缝集成，实现智能化的数据采集和处理12、在计算机控制系统的安全防护（SecurityProtection）方面，以下描述不正确的是：（）A.计算机控制系统面临着网络攻击、病毒感染等安全威胁B.可以采取加密、认证、访问控制等措施来保障系统的安全C.安全防护只需要在系统开发完成后进行一次性设置，不需要定期更新和维护D.员工的安全意识培训也是安全防护的重要组成部分13、在计算机控制的半导体制造工艺中，精确控制温度、压力和气体流量等参数对于芯片质量至关重要。当工艺过程中存在多种干扰因素时，以下哪种控制策略更能保证工艺的稳定性和一致性？（）A.鲁棒控制策略，对干扰具有较强的抵抗能力B.最优控制策略，追求性能指标最优C.自适应控制策略，根据干扰实时调整控制参数D.固定参数控制策略，不考虑干扰变化14、在计算机控制系统的信号调理电路中，以下关于其功能和常见类型的描述，哪一项是准确的？（）A.信号调理电路用于将传感器输出的信号进行放大、滤波、隔离等处理，使其满足A/D转换的要求，常见的类型有放大器、滤波器、隔离器等，能够提高信号的质量和稳定性B.信号调理电路作用不大，传感器输出的信号可以直接进行A/D转换C.信号调理电路类型单一，功能有限，不能满足复杂的信号处理需求D.信号调理电路会引入额外的误差，应尽量避免使用15、在计算机控制的农业灌溉系统中，根据土壤湿度、气象条件等因素实现精准灌溉是提高水资源利用效率的关键。当需要根据不同区域的土壤湿度差异进行分区灌溉时，以下哪种传感器布局和控制策略更合理？（）A.在每个分区均匀布置多个湿度传感器，采用分区独立控制B.在整个区域布置少量传感器，采用统一控制C.随机布置传感器，不进行分区控制D.不安装传感器，按照固定时间进行灌溉16、对于计算机控制系统中的分布式控制架构，以下关于其原理和适用场景的描述，哪一种是准确的？（）A.分布式控制架构将控制功能分布到多个节点上，通过网络进行通信和协调。它适用于大规模、复杂的系统，如工厂自动化生产线、智能电网等。分布式控制架构提高了系统的可靠性、可扩展性和灵活性，降低了单点故障的影响B.分布式控制架构只适用于小型、简单的系统，对于大型系统不适用C.分布式控制架构的原理复杂，难以实现和维护，不应该采用D.分布式控制架构会导致系统的通信开销增大，控制性能下降17、对于计算机控制技术中的数字滤波技术，在去除信号中的噪声和干扰时，以下哪种滤波方法的效果通常最为显著？（）A.中值滤波能够有效地去除脉冲噪声，对于突变的干扰信号有很好的抑制作用；均值滤波则可以平滑信号，但可能会使信号的细节丢失；卡尔曼滤波结合了预测和测量，能够在动态环境中提供较为准确的滤波效果B.数字滤波技术的效果取决于滤波器的阶数，阶数越高，滤波效果越好C.只要增加采样频率，就可以提高数字滤波的效果，无需选择特定的滤波方法D.数字滤波技术对于高频噪声的去除效果较好，但对于低频噪声往往无能为力18、计算机控制系统中的信号调理环节用于对传感器输出的信号进行处理和优化。对于信号调理，以下哪一项描述是错误的？（）A.信号调理可以包括放大、滤波、线性化等操作，以改善信号质量B.它能够将传感器的微弱输出信号放大到适合计算机处理的范围C.滤波可以去除信号中的噪声和干扰，提高信号的纯度和可信度D.信号调理环节的功能是单一的，只能进行一种操作，如放大或滤波19、在计算机控制的飞行器姿态控制系统中，由于飞行器的动态特性复杂且对控制的实时性要求苛刻，以下哪种控制器结构和算法能够满足要求？（）A.串级控制结构，提高系统的快速性和稳定性B.状态反馈控制，基于系统状态进行精确控制C.智能PID控制，结合智能算法优化PID参数D.以上控制结构和算法结合使用20、在计算机控制系统的数字控制器设计中，关于PID控制器（比例-积分-微分控制器）的参数整定方法，以下哪种说法是恰当的？（）A.PID控制器的参数整定可以随意尝试，直到系统性能满足要求，不需要遵循特定的方法B.常用的参数整定方法有Ziegler-Nichols法、临界比例度法等，这些方法基于系统的阶跃响应或频率特性，通过一定的计算和试验来确定合适的参数值，以实现良好的控制效果C.PID控制器的参数整定非常简单，不需要考虑系统的特性和控制要求D.只要根据经验设置参数，就能够保证PID控制器在各种系统中都能达到最优控制21、在计算机控制系统的先进控制策略应用中，以下哪种情况更适合采用预测控制？（）A.对于简单的线性定常系统，控制要求不高的情况B.当系统具有大时滞、多变量耦合、约束条件等复杂特性，且对控制性能有较高要求时，预测控制能够通过预测未来的输出，提前进行控制决策，有效地克服系统的不确定性和复杂性C.预测控制计算复杂，不适合任何实际系统D.只要系统存在不确定性，就应该采用预测控制22、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23、对于计算机控制系统中的数字控制器设计，以下关于其方法和考虑因素的描述，哪一个是恰当的？（）A.数字控制器的设计方法包括直接数字设计法、模拟化设计法等。在设计过程中，需要考虑系统的性能指标，如稳态误差、调节时间、超调量等，以及系统的抗干扰能力、鲁棒性。同时，还需考虑数字控制器的实现复杂度、计算量和对系统硬件的要求B.数字控制器的设计只需要满足基本的控制功能，性能指标和其他因素可以忽略C.数字控制器的设计可以完全依赖现成的通用算法，不需要根据具体系统进行调整D.数字控制器的设计不需要考虑系统的动态特性，只关注稳态性能即可24、在计算机控制系统中，PID控制器是应用最为广泛的控制器之一。关于PID控制器，以下描述错误的是（）A.PID控制器由比例、积分和微分三个环节组成，通过调整三个参数可以实现不同的控制效果B.比例环节可以加快系统的响应速度，但过大的比例系数会导致系统产生较大的超调C.积分环节可以消除系统的稳态误差，但积分作用过强会使系统的稳定性下降D.微分环节可以预测系统的变化趋势，提前进行控制，但对噪声敏感，容易引起系统的振荡25、在计算机控制的汽车电子系统中，如发动机管理系统、制动系统等，需要保证系统在各种恶劣环境下的稳定工作。以下哪种可靠性设计方法是常用的？（）A.降额设计，降低元器件的工作应力B.冗余设计，增加备份部件C.故障树分析（FTA），预测和预防故障D.以上方法都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释噪声对控制系统的影响。2、（本题5分）说明计算机控制系统中干扰的来源及抑制方法。3、（本题5分）简述工业控制系统的常见类型。4、（本题5分）简述计算机控制在智能停车场中的应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）针对一个热电厂的给水泵，设计其流量和压力的控制系统。2、（本题5分）设计一个基于计算机的电容分布控制系统，控制电容在电路中的分布。3、（本题5分）设计一个半导体生产设备的温度和压力控制系统。4、（本题5分）设计一个智能家居的智能灯光场景切换控制系统。5、（本题5分）设计一个智能温室的灌溉和施肥一体化控制系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详