山东圣翰财贸职业学院《智能控制理论》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页山东圣翰财贸职业学院《智能控制理论》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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多变量控制系统分析中，假设要研究多个输入和多个输出之间的复杂关系，以下哪种工具或方法是常用的？（）A.不使用任何分析工具，无法深入研究B.状态空间法，通过建立系统的状态方程和输出方程，能够全面地描述多变量系统的动态特性，进行系统的性能分析和控制器设计C.只采用简单的传递函数法，无法处理多变量系统D.不进行多变量系统分析，简化为单变量系统2、在计算机控制的化工生产过程中，温度、压力等参数的精确控制对于产品质量和生产安全至关重要。当被控对象具有非线性特性时，以下哪种控制方法更能适应这种特性并实现良好的控制效果？（）A.非线性PID控制，对常规PID进行改进B.变结构控制，根据系统状态切换控制结构C.自适应模糊控制，结合模糊逻辑和自适应机制D.使用线性控制方法，忽略非线性特性3、对于计算机控制系统中的执行机构，以下关于其类型和特点的描述，哪一种是准确的？（）A.执行机构包括电动执行器、气动执行器和液压执行器等。电动执行器控制精度高、响应速度较快，但驱动力较小；气动执行器结构简单、成本低，但控制精度相对较低；液压执行器输出力大、响应速度快，但系统复杂且维护成本高。选择执行机构时要根据控制要求、工作环境和成本等因素综合考虑B.执行机构的类型对控制系统的性能没有明显影响，可以任意选择C.执行机构只需要具备足够的动力输出，其他特点不重要D.一旦选择了执行机构，就不能再更换或改进4、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5、对于计算机控制系统中的数字控制器（DigitalController）设计方法，以下说法错误的是（）A.常见的设计方法有Z变换法、根轨迹法和频率响应法等B.这些设计方法的目的是确定控制器的参数，以满足系统的性能指标要求C.数字控制器的设计不需要考虑系统的稳定性和动态性能，只关注稳态误差D.不同的设计方法适用于不同类型的系统和控制要求，需要根据具体情况选择6、在控制系统中，开环幅相频率特性曲线与负实轴的交点对应的频率称为（）A.截止频率B.穿越频率C.带宽D.谐振频率7、计算机控制系统中的嵌入式系统应用广泛，如智能手机、平板电脑、汽车电子等。嵌入式系统具有体积小、功耗低、实时性强等特点。例如，在汽车的发动机控制系统中，嵌入式系统负责控制燃油喷射、点火时机等。以下关于嵌入式系统在计算机控制中的描述，错误的是：（）A.嵌入式系统的开发需要考虑硬件资源的限制和优化B.嵌入式操作系统的选择对系统性能有重要影响C.嵌入式系统的软件和硬件可以随意修改和升级，不会影响系统稳定性D.嵌入式系统通常需要进行严格的测试和验证，以确保其可靠性8、在计算机控制系统的人机交互界面设计中，以下关于界面布局和操作便捷性的描述，哪一项是正确的？（）A.人机交互界面的布局应简洁明了，操作流程应符合用户习惯，提供清晰的反馈和提示信息，以提高用户的操作效率和满意度，减少误操作的可能性B.界面布局和操作便捷性对系统性能影响不大，不需要特别关注C.为了追求美观，界面布局可以复杂一些，操作流程可以繁琐一些D.人机交互界面只要功能齐全，不需要考虑用户体验9、在计算机控制的自动化生产线中，需要对多个执行机构进行协同控制。当各执行机构之间存在强耦合关系时，为了实现精确的同步和协调动作，以下哪种控制策略是关键的？（）A.分散控制策略，每个执行机构独立控制B.集中控制策略，由一个中央控制器统一指挥C.主从控制策略，确定一个主执行机构，其他为从执行机构D.解耦控制策略，消除或减弱各执行机构之间的相互影响10、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11、在计算机控制技术中，分布式控制系统（DCS）具有独特的优势。以下关于DCS的描述，哪一项是错误的？（）A.DCS将控制功能分散到多个控制节点，提高了系统的可靠性和灵活性B.各控制节点通过网络进行通信和协调，实现整体的控制目标C.DCS适用于大规模、复杂的工业过程控制，如化工、电力等行业D.DCS的建设和维护成本低，易于扩展和升级12、在计算机控制系统中，数据通信的可靠性是一个关键问题。以下关于数据通信可靠性的描述，哪一项是错误的？（）A.可以采用差错控制编码技术，如奇偶校验、CRC校验等，检测和纠正传输中的错误B.通信协议中的确认和重传机制能够保证数据的可靠传输C.数据通信的可靠性只取决于传输介质和通信设备的质量，与通信协议无关D.提高数据通信的可靠性可能会增加通信的延迟和开销，需要在两者之间进行权衡13、计算机控制系统的人机界面设计对于操作人员与系统的交互至关重要。一个友好、直观的人机界面能够提高操作效率和准确性。例如，在一个工业自动化监控系统中，操作人员需要通过界面实时了解生产过程的参数和状态。以下关于人机界面设计的描述，错误的是：（）A.人机界面的布局应该合理，重要信息突出显示B.操作流程应该简单明了，减少操作人员的误操作C.人机界面的颜色和图标选择对系统性能没有影响，可以随意设计D.应该提供实时的反馈和提示信息，帮助操作人员做出正确的决策14、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15、有关计算机控制系统的故障诊断与容错技术，以下哪种说法是比较全面的？（）A.故障诊断与容错技术用于检测和识别系统中的故障，并采取相应的措施保证系统的正常运行。故障诊断方法包括基于模型的诊断、基于信号处理的诊断等。容错技术包括冗余设计、故障屏蔽、故障恢复等。这些技术提高了系统的可靠性和可用性B.计算机控制系统很少出现故障，不需要故障诊断与容错技术C.故障诊断与容错技术会增加系统的成本和复杂性，不应该采用D.故障诊断与容错技术只能在系统出现故障后发挥作用，无法预防故障的发生16、在计算机控制的风力发电系统中，为了实现最大功率跟踪和稳定的输出控制，需要对风机的转速和桨距角进行实时调整。当风速频繁变化时，以下哪种控制算法能够更有效地提高风能的利用率？（）A.爬山搜索法B.扰动观察法C.最优转矩控制D.以上都是17、在计算机控制技术的应用中，传感器的精度和响应速度对系统的准确性和实时性有着重要影响。当需要测量一个快速变化的物理量，且要求测量精度达到很高的水平时，以下哪种类型的传感器更适合？（）A.光电式传感器，具有高响应速度和高精度B.电容式传感器，适用于测量微小变化C.电感式传感器，稳定性较好但响应速度一般D.热电偶传感器，常用于温度测量但精度有限18、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19、对于计算机控制系统中的硬件选型（HardwareSelection），以下说法错误的是（）A.硬件选型要考虑系统的性能要求、成本预算、环境条件等因素B.包括处理器、传感器、执行器、通信模块等设备的选择C.选择最新、最高性能的硬件设备一定能保证系统的最优性能，无需考虑其他因素D.硬件的兼容性和可扩展性也是选型时需要重点考虑的问题20、关于计算机控制系统的集成化（Integration）发展趋势，以下说法不正确的是：（）A.集成化是将控制、通信、计算等功能集成在一个系统中，实现更高效的运行B.系统集成可以提高系统的可靠性、可维护性和可扩展性C.集成化需要解决不同子系统之间的接口和兼容性问题D.集成化会导致系统的复杂度增加，因此应该尽量避免二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述生物医学工程中的控制技术应用。2、（本题5分）说明离散控制系统的特点和分析方法。3、（本题5分）简述计算机控制在化工生产过程中的应用。4、（本题5分）解释仿真软件在控制系统分析中的作用。5、（本题5分）说明计算机控制系统中通信协议的作用和类型。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个计算机控制的自动化生产线速度同步系统。2、（本题5分）为一个自动化模具抛光生产线设计抛光力度和速度的控制系统。3、（本题5分）为一个自动化仓库的货架存储优化设计控制系统。4、（本题5分）设计一个计算机控制的直流电机调速系统，实现电机转速在0-2000转/分钟范围内可调，并且能够实时显示转速。5、（本题5分）设计一个智能交通系统中的匝道控制与诱导系统。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述计算机控制系统中数字控制器的设计方法，包括连续域-离散化设计和直接数字设计。比较两种设计方法的优缺点，并结合具体的控制对象和性能要求，说明如何选