湖北科技學(xué)院《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北科技學(xué)院

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，系統(tǒng)集成是將各個(gè)子系統(tǒng)和設(shè)備整合為一個(gè)完整的控制系統(tǒng)的過程。這需要解決硬件接口、軟件通信、協(xié)議轉(zhuǎn)換等一系列問題。例如，在一個(gè)智能工廠的建設(shè)中，需要將生產(chǎn)設(shè)備、自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)、質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行集成。以下關(guān)于系統(tǒng)集成的說法，錯(cuò)誤的是：（）A.系統(tǒng)集成可以提高整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和性能B.系統(tǒng)集成過程中需要充分考慮各個(gè)子系統(tǒng)的兼容性和互操作性C.系統(tǒng)集成只需要關(guān)注技術(shù)層面的問題，不需要考慮管理和組織因素D.良好的系統(tǒng)集成方案能夠降低系統(tǒng)的維護(hù)成本和復(fù)雜度2、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)中，關(guān)于PID控制器（比例-積分-微分控制器）的參數(shù)整定方法，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.PID控制器的參數(shù)整定可以隨意嘗試，直到系統(tǒng)性能滿足要求，不需要遵循特定的方法B.常用的參數(shù)整定方法有Ziegler-Nichols法、臨界比例度法等，這些方法基于系統(tǒng)的階躍響應(yīng)或頻率特性，通過一定的計(jì)算和試驗(yàn)來確定合適的參數(shù)值，以實(shí)現(xiàn)良好的控制效果C.PID控制器的參數(shù)整定非常簡(jiǎn)單，不需要考慮系統(tǒng)的特性和控制要求D.只要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置參數(shù)，就能夠保證PID控制器在各種系統(tǒng)中都能達(dá)到最優(yōu)控制3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)用于存儲(chǔ)和管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的描述，錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫能夠快速地存儲(chǔ)、檢索和更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求B.它具有數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)緩存和事務(wù)處理等功能，提高數(shù)據(jù)管理的效率C.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式上有很大的不同D.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，不需要考慮數(shù)據(jù)的一致性和可靠性4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的先進(jìn)控制技術(shù)中，以下關(guān)于預(yù)測(cè)控制的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.預(yù)測(cè)控制基于模型預(yù)測(cè)未來的輸出，并通過優(yōu)化算法計(jì)算最優(yōu)的控制輸入，能夠有效地處理具有約束和時(shí)滯的系統(tǒng)B.它能夠充分利用系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在和未來的信息，對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)和優(yōu)化，提高控制品質(zhì)C.預(yù)測(cè)控制算法復(fù)雜，計(jì)算量大，對(duì)模型的精度要求高，因此在實(shí)際應(yīng)用中受到一定的限制D.預(yù)測(cè)控制適用于多變量、強(qiáng)耦合的復(fù)雜工業(yè)過程控制，在石油化工、電力等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用5、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求方面，例如在一個(gè)高速自動(dòng)化生產(chǎn)線上的控制應(yīng)用，以下哪個(gè)因素對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能影響最為顯著？（）A.不考慮實(shí)時(shí)性要求，導(dǎo)致生產(chǎn)出錯(cuò)B.控制器的計(jì)算速度和算法復(fù)雜度，高效的算法和快速的硬件能夠減少計(jì)算時(shí)間，確保系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成控制任務(wù)C.只關(guān)注系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，忽略實(shí)時(shí)性D.不優(yōu)化系統(tǒng)的軟件和硬件，影響實(shí)時(shí)性能6、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集是獲取現(xiàn)場(chǎng)信息的重要環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)采集過程中，需要使用傳感器將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后經(jīng)過調(diào)理電路進(jìn)行放大、濾波等處理。例如，在一個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，需要采集溫度、濕度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)采集的描述，正確的是：（）A.數(shù)據(jù)采集的精度只取決于傳感器的性能，與調(diào)理電路無關(guān)B.采樣頻率越高，采集到的數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確，但也會(huì)增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)C.數(shù)據(jù)采集過程中不需要進(jìn)行信號(hào)隔離，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成干擾D.所有的傳感器輸出信號(hào)都可以直接被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，無需調(diào)理7、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，控制器的參數(shù)整定是優(yōu)化系統(tǒng)性能的重要步驟。以下關(guān)于控制器參數(shù)整定的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過試湊法、臨界比例度法等經(jīng)驗(yàn)方法來整定控制器的參數(shù)B.基于模型的參數(shù)整定方法需要建立準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型，并通過優(yōu)化算法求解最優(yōu)參數(shù)C.參數(shù)整定的結(jié)果是唯一的，一旦整定完成，就不需要再進(jìn)行調(diào)整D.控制器的參數(shù)整定需要在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行，根據(jù)系統(tǒng)的響應(yīng)不斷優(yōu)化8、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的先進(jìn)控制策略應(yīng)用中，比如對(duì)于具有大滯后、非線性特性的被控對(duì)象，以下哪種先進(jìn)控制方法可能更有效？（）A.堅(jiān)持使用傳統(tǒng)的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制或預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)控制策略，能夠更好地處理復(fù)雜的被控對(duì)象特性，提高控制精度和適應(yīng)性C.不了解先進(jìn)控制方法，不進(jìn)行應(yīng)用D.認(rèn)為先進(jìn)控制方法復(fù)雜，不嘗試使用9、在計(jì)算機(jī)控制的飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)中，精確的姿態(tài)解算是保證飛行安全和穩(wěn)定的關(guān)鍵。當(dāng)飛行器處于復(fù)雜的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，以下哪種姿態(tài)解算算法更能提供準(zhǔn)確的姿態(tài)信息？（）A.卡爾曼濾波算法，融合多種傳感器數(shù)據(jù)B.互補(bǔ)濾波算法，結(jié)合低通和高通濾波C.梯度下降算法，迭代求解姿態(tài)D.不進(jìn)行姿態(tài)解算，依靠飛行員的直覺判斷10、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作的關(guān)鍵部件。常見的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有電動(dòng)執(zhí)行器、氣動(dòng)執(zhí)行器和液壓執(zhí)行器等。在一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的物料輸送系統(tǒng)中，需要選擇合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來控制輸送帶的速度和位置。以下關(guān)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的描述，正確的是：（）A.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度越快越好，不需要考慮其精度B.不同類型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在性能、成本和適用場(chǎng)景方面存在差異C.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇只取決于控制信號(hào)的類型，與系統(tǒng)的要求無關(guān)D.一旦安裝了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，就不需要進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)11、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制，需要準(zhǔn)確的模型和高性能的算法。在模型不確定或存在較大誤差的情況下，以下哪種控制方法能夠較好地適應(yīng)并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤？（）A.自適應(yīng)控制，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)整控制器參數(shù)B.魯棒控制，在模型存在不確定性時(shí)仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.最優(yōu)控制，尋求最優(yōu)的控制策略D.智能控制，結(jié)合多種智能算法進(jìn)行控制12、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，D/A轉(zhuǎn)換是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，它們是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與外部模擬世界進(jìn)行交互的關(guān)鍵環(huán)節(jié)B.A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)包括分辨率、轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度和量程等，這些指標(biāo)會(huì)影響系統(tǒng)的測(cè)量和控制精度C.D/A轉(zhuǎn)換器的輸出通常存在一定的誤差和非線性，需要進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，以提高輸出的準(zhǔn)確性D.在選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，只需要考慮其價(jià)格和接口形式，性能指標(biāo)不是很重要13、在計(jì)算機(jī)控制的電梯運(yùn)行系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、快速和安全的運(yùn)行，需要綜合考慮乘客需求、樓層間距和載重等因素。當(dāng)電梯內(nèi)乘客數(shù)量較多且分布不均勻時(shí)，以下哪種調(diào)度算法更能提高電梯的運(yùn)行效率和乘客滿意度？（）A.最短路徑優(yōu)先算法，選擇距離最近的樓層?？緽.分區(qū)服務(wù)算法，將樓層劃分為不同區(qū)域進(jìn)行服務(wù)C.隨機(jī)停靠算法，不考慮乘客需求和樓層分布D.優(yōu)先服務(wù)高層乘客算法，忽略低層乘客需求14、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的系統(tǒng)集成與調(diào)試中，以下關(guān)于其步驟和挑戰(zhàn)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.系統(tǒng)集成與調(diào)試包括硬件連接、軟件配置、參數(shù)設(shè)置、功能測(cè)試等步驟。在這個(gè)過程中，可能會(huì)遇到硬件兼容性問題、軟件沖突、通信故障等挑戰(zhàn)。需要逐步排查問題，優(yōu)化系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求和穩(wěn)定運(yùn)行B.系統(tǒng)集成與調(diào)試是一個(gè)簡(jiǎn)單的過程，不會(huì)遇到任何問題C.系統(tǒng)集成與調(diào)試只需要關(guān)注系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，不需要考慮性能和穩(wěn)定性D.系統(tǒng)集成與調(diào)試可以一次性完成，不需要反復(fù)測(cè)試和優(yōu)化15、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下敘述不準(zhǔn)確的是（）A.DCS是一種將控制功能分散、管理功能集中的控制系統(tǒng)，它由多個(gè)控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò)組成B.各個(gè)控制站可以獨(dú)立完成局部的控制任務(wù)，通過通信網(wǎng)絡(luò)與操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制C.DCS具有可靠性高、擴(kuò)展性好、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)過程控制領(lǐng)域D.DCS是一種完全獨(dú)立的控制系統(tǒng)，與其他控制系統(tǒng)無法進(jìn)行集成和通信16、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器設(shè)計(jì)，當(dāng)考慮采用PID控制算法時(shí)，以下關(guān)于其參數(shù)整定方法的描述，哪一項(xiàng)是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.PID參數(shù)的整定可以通過理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)試湊或基于模型的方法來實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)試湊法雖然簡(jiǎn)單直觀，但需要反復(fù)調(diào)試，耗費(fèi)時(shí)間；基于模型的方法則需要準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型，否則難以得到理想的參數(shù)B.PID控制算法的參數(shù)整定只需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定一組固定的值，無需根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的適應(yīng)性C.PID參數(shù)整定的關(guān)鍵在于使系統(tǒng)的響應(yīng)速度最快，而不必考慮超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差，只要能快速達(dá)到設(shè)定值即可D.數(shù)字控制器設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免使用PID控制算法，因?yàn)槠溥^于老舊，有許多更先進(jìn)的控制算法可以替代，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等17、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)（PerformanceIndex）方面，以下描述不正確的是：（）A.常見的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間等B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出與期望值之間的偏差C.超調(diào)量越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，性能越好D.調(diào)節(jié)時(shí)間是指系統(tǒng)從受到擾動(dòng)到重新穩(wěn)定所需的時(shí)間18、當(dāng)利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)時(shí)，如果系統(tǒng)受到頻繁的外部干擾，導(dǎo)致溫度波動(dòng)較大，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性，以下哪種改進(jìn)措施是有效的？（）A.增加傳感器的采樣頻率B.加大控制器的輸出幅度C.引入前饋控制環(huán)節(jié)，對(duì)干擾進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償D.降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度19、當(dāng)談到閉環(huán)控制系統(tǒng)（Closed-loopControlSystem）的工作原理時(shí)，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋回路將輸出量與期望值進(jìn)行比較，并根據(jù)偏差產(chǎn)生控制作用B.反饋信號(hào)可以是輸出量的全部或部分，用于修正控制輸入C.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠克服各種擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響，實(shí)現(xiàn)精確控制D.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，控制器的參數(shù)一旦設(shè)定就不能再調(diào)整，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定20、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控與報(bào)警功能設(shè)計(jì)中，以下哪種策略能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)異常情況？（）A.只設(shè)置少量的監(jiān)控點(diǎn)和簡(jiǎn)單的報(bào)警閾值，不進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析B.合理設(shè)置多個(gè)關(guān)鍵監(jiān)控點(diǎn)，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法和智能報(bào)警策略，如基于趨勢(shì)分析、統(tǒng)計(jì)分析的報(bào)警，同時(shí)結(jié)合聲光、短信、郵件等多種報(bào)警方式，確保在異常情況發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地通知相關(guān)人員C.監(jiān)控和報(bào)警功能會(huì)影響系統(tǒng)性能，盡量少設(shè)置D.報(bào)警信息不需要記錄和存儲(chǔ)，只在當(dāng)時(shí)提示即可二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明微分控制器的作用和優(yōu)勢(shì)。2、（本題5分）簡(jiǎn)述滑模控制在電機(jī)控制中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡(jiǎn)述控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有哪些類型。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)工業(yè)機(jī)器人的視覺引導(dǎo)抓取控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居的門鎖和門禁自動(dòng)控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的電容充電控制系統(tǒng)，使電容充電電壓達(dá)到設(shè)定值的±2%范圍內(nèi)。4、（本題5分）為一個(gè)自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線設(shè)計(jì)壓力和行程的控制系統(tǒng)。5、（本題5分）針對(duì)一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化生