酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院《控制工程基礎(chǔ)》2023-2024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(yè)，共3頁(yè)酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《控制工程基礎(chǔ)》2023-2024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1分，共20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)控制的石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)多個(gè)反應(yīng)釜的溫度、壓力等進(jìn)行集中監(jiān)控和控制。當(dāng)控制點(diǎn)數(shù)眾多且分布廣泛時(shí)，以下哪種控制系統(tǒng)架構(gòu)能夠更好地滿足需求？（）A.DCS系統(tǒng)B.PLC系統(tǒng)C.FCS系統(tǒng)D.以上都是2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)對(duì)于操作人員與系統(tǒng)的交互至關(guān)重要。一個(gè)友好、直觀的人機(jī)界面能夠提高操作效率和準(zhǔn)確性。例如，在一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，操作人員需要通過(guò)界面實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)和狀態(tài)。以下關(guān)于人機(jī)界面設(shè)計(jì)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.人機(jī)界面的布局應(yīng)該合理，重要信息突出顯示B.操作流程應(yīng)該簡(jiǎn)單明了，減少操作人員的誤操作C.人機(jī)界面的顏色和圖標(biāo)選擇對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有影響，可以隨意設(shè)計(jì)D.應(yīng)該提供實(shí)時(shí)的反饋和提示信息，幫助操作人員做出正確的決策3、在計(jì)算機(jī)控制的冶金過(guò)程中，如煉鋼、煉鐵等，需要對(duì)爐溫、化學(xué)成分等進(jìn)行嚴(yán)格控制。當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程存在較大的時(shí)滯和慣性時(shí)，以下哪種控制策略能夠更好地克服這些不利因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量？（）A.大林算法B.Smith預(yù)估補(bǔ)償控制C.內(nèi)模控制D.以上都是4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的節(jié)能控制策略中，以下哪種方法能夠顯著降低系統(tǒng)能耗？（）A.不采取任何節(jié)能措施，讓系統(tǒng)一直處于全速運(yùn)行狀態(tài)B.采用智能調(diào)速技術(shù)（如變頻調(diào)速）、優(yōu)化控制算法（如根據(jù)負(fù)載調(diào)整輸出）、合理安排設(shè)備運(yùn)行時(shí)間等方法，根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，在滿足控制要求的前提下，顯著降低系統(tǒng)的能耗C.節(jié)能控制會(huì)影響系統(tǒng)的性能，不應(yīng)該采用D.只要降低設(shè)備的運(yùn)行功率，就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能5、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的無(wú)線通信在控制中的應(yīng)用，以下敘述錯(cuò)誤的是：（）A.無(wú)線通信技術(shù)為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供了更靈活的通信方式，擺脫了線纜的束縛B.常見(jiàn)的無(wú)線通信技術(shù)如藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等在工業(yè)控制中都有應(yīng)用C.無(wú)線通信在控制中的應(yīng)用存在信號(hào)干擾、傳輸距離有限、安全性等問(wèn)題D.無(wú)線通信技術(shù)不穩(wěn)定，不適合在對(duì)可靠性要求高的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中使用6、當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的安全性和可靠性要求極高。為了確?；颊叩陌踩椭委熜Ч韵履姆N措施是必不可少的？（）A.采用多重備份和冗余設(shè)計(jì)B.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件和硬件測(cè)試C.遵循相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范D.以上都是7、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)療影像設(shè)備、生命支持系統(tǒng)等。這些設(shè)備對(duì)控制的精度和可靠性要求極高。例如，在心臟起搏器中，需要精確控制起搏頻率和輸出能量。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的描述，不正確的是：（）A.醫(yī)療設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的安全性和有效性認(rèn)證B.采用無(wú)線通信技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸C.醫(yī)療設(shè)備中的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，不會(huì)存在任何風(fēng)險(xiǎn)D.為了保障患者的安全，醫(yī)療設(shè)備的軟件需要定期更新和維護(hù)8、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的集散控制系統(tǒng)（DCS），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.DCS是一種分布式控制系統(tǒng)，將控制功能分散到多個(gè)控制單元，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和管理B.DCS具有可靠性高、組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域C.DCS的硬件和軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行安裝、調(diào)試和維護(hù)D.DCS已經(jīng)逐漸被淘汰，被更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所取代，在現(xiàn)代工業(yè)控制中不再具有應(yīng)用價(jià)值9、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，嵌入式系統(tǒng)在很多應(yīng)用場(chǎng)景中得到了廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.嵌入式系統(tǒng)通常具有體積小、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)B.它可以將計(jì)算機(jī)控制功能集成到一個(gè)芯片或一個(gè)小型設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)特定的控制任務(wù)C.嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要考慮硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)，以及資源的有限性D.嵌入式系統(tǒng)的性能和功能不如通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大，應(yīng)用范圍有限10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制（OptimalControl）中，以下描述不正確的是：（）A.最優(yōu)控制是在一定的約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)B.可以通過(guò)求解動(dòng)態(tài)規(guī)劃方程或使用線性二次型調(diào)節(jié)器等方法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制C.最優(yōu)控制需要精確的系統(tǒng)模型和完整的系統(tǒng)信息，在實(shí)際應(yīng)用中往往難以實(shí)現(xiàn)D.一旦實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制，系統(tǒng)就不需要再進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化11、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，以下對(duì)于其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功耗低、專用性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)⒖刂乒δ芗稍谝粋€(gè)芯片或電路板上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和智能化處理，在智能家居、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用B.嵌入式系統(tǒng)性能有限，只能用于簡(jiǎn)單的控制任務(wù)C.嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)難度大，成本高，不適合大規(guī)模推廣D.嵌入式系統(tǒng)不如通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)靈活，應(yīng)用范圍較窄12、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。以下關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化中的計(jì)算機(jī)控制，說(shuō)法不正確的是（）A.可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量B.能夠?qū)ιa(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷，減少停機(jī)時(shí)間和維修成本C.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，沒(méi)有進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新的空間D.隨著智能制造的發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)將與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合13、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)換精度和速度的權(quán)衡時(shí)，以下哪一個(gè)觀點(diǎn)是最合理的？（）A.在選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)平衡轉(zhuǎn)換精度和速度。對(duì)于精度要求高而速度要求相對(duì)較低的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先選擇高精度的轉(zhuǎn)換器；對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高而對(duì)精度要求可以適當(dāng)放寬的系統(tǒng)，則應(yīng)注重轉(zhuǎn)換器的速度B.A/D和D/A轉(zhuǎn)換的精度和速度是相互獨(dú)立的，不存在權(quán)衡的問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)預(yù)算盡可能選擇高精度和高速度的轉(zhuǎn)換器C.為了保證系統(tǒng)性能，應(yīng)始終選擇具有最高精度和最快速度的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，而不考慮成本和其他因素D.轉(zhuǎn)換精度比速度更重要，因?yàn)榫戎苯佑绊懴到y(tǒng)的控制效果，而速度的影響相對(duì)較小，可以通過(guò)其他方式來(lái)彌補(bǔ)14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的通信協(xié)議方面，以下關(guān)于Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議的特點(diǎn)，哪種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？（）A.Modbus協(xié)議是一種應(yīng)用廣泛的串行通信協(xié)議，具有簡(jiǎn)單、開(kāi)放、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于主從式通信結(jié)構(gòu)B.CANopen協(xié)議是基于CAN總線的高層協(xié)議，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、網(wǎng)絡(luò)管理功能完善等特點(diǎn)，適用于多主式通信結(jié)構(gòu)C.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議在數(shù)據(jù)格式、傳輸速率、錯(cuò)誤處理等方面存在差異，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的協(xié)議D.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議可以相互兼容和轉(zhuǎn)換，在一個(gè)系統(tǒng)中可以同時(shí)使用這兩種協(xié)議，無(wú)需進(jìn)行特殊的處理15、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制問(wèn)題，在考慮性能指標(biāo)的選擇時(shí)，以下哪一個(gè)因素是最需要重點(diǎn)考慮的？（）A.性能指標(biāo)應(yīng)綜合反映系統(tǒng)的控制精度、響應(yīng)速度、能量消耗等方面的要求，同時(shí)要考慮實(shí)際系統(tǒng)的約束條件和可實(shí)現(xiàn)性B.性能指標(biāo)的選擇主要取決于控制算法的復(fù)雜度，應(yīng)選擇能夠用簡(jiǎn)單算法實(shí)現(xiàn)的性能指標(biāo)C.性能指標(biāo)應(yīng)盡量選擇易于測(cè)量和計(jì)算的參數(shù)，以便于在實(shí)際控制中進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)估D.性能指標(biāo)的選擇可以隨意，只要能夠通過(guò)優(yōu)化算法得到最優(yōu)解即可16、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全方面，以下關(guān)于其面臨的威脅和防護(hù)措施的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)面臨著來(lái)自外部的黑客攻擊、病毒感染、惡意軟件等威脅，以及內(nèi)部的誤操作、設(shè)備故障等風(fēng)險(xiǎn)B.為了保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全，可以采取網(wǎng)絡(luò)隔離、訪問(wèn)控制、加密傳輸、漏洞掃描、安全監(jiān)測(cè)等防護(hù)措施C.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全只需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)層面的防護(hù)，不需要考慮終端設(shè)備和應(yīng)用程序的安全D.建立完善的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)員工的安全意識(shí)培訓(xùn)，也是保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段17、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)（SoftwareDesign）過(guò)程中，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.軟件設(shè)計(jì)包括控制算法的實(shí)現(xiàn)、界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理等方面B.采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的編程方法可以提高軟件的可讀性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）可以為軟件提供良好的任務(wù)調(diào)度和資源管理功能D.軟件設(shè)計(jì)完成后無(wú)需進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，只要能實(shí)現(xiàn)基本的控制功能即可18、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下哪種描述最為全面且準(zhǔn)確？（）A.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)僅僅包括穩(wěn)定性，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，性能就良好B.性能指標(biāo)主要涵蓋了穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，其中穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾后能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)，快速性反映系統(tǒng)的響應(yīng)速度，準(zhǔn)確性則體現(xiàn)系統(tǒng)輸出與期望值的接近程度C.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)只有快速性重要，因?yàn)榭焖夙憫?yīng)能滿足大多數(shù)實(shí)際需求D.準(zhǔn)確性是唯一關(guān)鍵的性能指標(biāo)，其他指標(biāo)相對(duì)次要19、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)是確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。以下關(guān)于可靠性設(shè)計(jì)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以采用冗余技術(shù)，如硬件冗余、軟件冗余和信息冗余，提高系統(tǒng)的可靠性B.對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行故障診斷和預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障并采取相應(yīng)的措施C.合理選擇元器件和設(shè)備，進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和可靠性測(cè)試D.為了降低成本，可以適當(dāng)降低系統(tǒng)的可靠性要求20、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的無(wú)線控制技術(shù)（WirelessControlTechnology），以下觀點(diǎn)不正確的是（）A.無(wú)線控制技術(shù)可以擺脫線纜的束縛，實(shí)現(xiàn)靈活的遠(yuǎn)程控制B.常見(jiàn)的無(wú)線控制技術(shù)有藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等C.無(wú)線控制技術(shù)存在信號(hào)不穩(wěn)定、易受干擾、安全性差等問(wèn)題D.無(wú)線控制技術(shù)在所有控制場(chǎng)景中都優(yōu)于有線控制技術(shù)，應(yīng)優(yōu)先選擇二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制在石油化工中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述車輛自適應(yīng)巡航控制的技術(shù)原理。3、（本題5分）說(shuō)明系統(tǒng)的時(shí)滯對(duì)控制性能的影響。4、（本題5分）簡(jiǎn)述機(jī)器人控制系統(tǒng)的組成和功能。5、（本題5分）說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制在智能家居中的應(yīng)用場(chǎng)景。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)智能家居的智能門鈴人臉識(shí)別與通話系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能電表的電量計(jì)量和控制管理系統(tǒng)。3、（本題5分）基于計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)一個(gè)健身器材的運(yùn)動(dòng)阻力和運(yùn)動(dòng)模式智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的扭矩控制系統(tǒng)，確保扭矩在0-500N·m范圍內(nèi)精確控制，誤差在±5N·m以內(nèi)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的顏色分布控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顏色在物體表面的均勻分布控制。四、論述題（本大