天津大學《智能控制技術》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《智能控制技術》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在計算機控制的煤礦通風系統(tǒng)中，需要根據(jù)井下的瓦斯?jié)舛取⑷藛T分布等情況自動調(diào)節(jié)通風量。當通風網(wǎng)絡復雜且存在多個通風機聯(lián)合工作時，以下哪種通風控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)有效的風量分配和節(jié)能運行？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上都是2、在計算機控制技術的應用中，傳感器的精度和響應速度對系統(tǒng)的準確性和實時性有著重要影響。當需要測量一個快速變化的物理量，且要求測量精度達到很高的水平時，以下哪種類型的傳感器更適合？（）A.光電式傳感器，具有高響應速度和高精度B.電容式傳感器，適用于測量微小變化C.電感式傳感器，穩(wěn)定性較好但響應速度一般D.熱電偶傳感器，常用于溫度測量但精度有限3、在計算機控制的數(shù)控機床系統(tǒng)中，要實現(xiàn)高精度的加工，需要對刀具的運動軌跡進行精確控制。以下哪種插補算法能夠在保證精度的同時提高加工效率？（）A.逐點比較法插補，簡單直觀B.數(shù)字積分法（DDA）插補，運算速度快C.時間分割法插補，適用于各種曲線D.樣條插補，提供光滑的曲線軌跡4、在計算機控制系統(tǒng)的智能控制算法（IntelligentControlAlgorithm）應用中，以下說法不準確的是（）A.智能控制算法能夠自適應地調(diào)整控制參數(shù)，以應對系統(tǒng)的變化和不確定性B.例如模糊邏輯控制可以處理模糊和不精確的信息，具有較強的魯棒性C.雖然智能控制算法具有很多優(yōu)點，但由于其復雜性，在實際應用中不如傳統(tǒng)控制算法廣泛D.智能控制算法的性能完全取決于算法本身，與系統(tǒng)的特性和應用場景無關5、在計算機控制技術中，關于閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點，以下哪種描述最為準確和全面？（）A.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測輸出量，并將其與給定值進行比較，通過反饋環(huán)節(jié)調(diào)整控制作用，使輸出量穩(wěn)定在給定值附近。其優(yōu)點是控制精度高，能夠克服各種干擾和不確定性，但缺點是系統(tǒng)結構復雜，調(diào)試和維護難度較大B.閉環(huán)控制系統(tǒng)主要依賴于精確的數(shù)學模型來進行控制，對系統(tǒng)參數(shù)的變化非常敏感，一旦模型不準確，控制效果就會大打折扣C.閉環(huán)控制系統(tǒng)的響應速度快，能夠在短時間內(nèi)對輸入信號做出強烈的反應，但容易出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定D.閉環(huán)控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中應用較少，主要適用于對控制精度要求不高的場合，因為其成本較高，不具有經(jīng)濟性6、在計算機控制的醫(yī)療設備中，如輸液泵、呼吸機等，需要保證控制的精度和安全性。當設備出現(xiàn)故障或異常情況時，以下哪種報警和保護機制能夠及時有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報警B.自動停機C.緊急呼叫D.以上都是7、在計算機控制的智能溫室系統(tǒng)中，需要對室內(nèi)的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)進行綜合控制。當外界氣候條件變化劇烈時，以下哪種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)溫室環(huán)境的快速穩(wěn)定調(diào)節(jié)？（）A.預測控制結合反饋控制B.模糊控制結合PID控制C.自適應控制結合智能優(yōu)化算法D.以上都是8、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲和管理也是重要的環(huán)節(jié)。大量的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)需要進行有效的存儲和查詢。例如，在一個城市交通管理系統(tǒng)中，需要存儲車輛的行駛軌跡、流量等數(shù)據(jù)。以下關于數(shù)據(jù)存儲和管理的描述，正確的是：（）A.關系型數(shù)據(jù)庫是唯一適合計算機控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式B.數(shù)據(jù)備份和恢復策略對于保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性至關重要C.不需要對數(shù)據(jù)進行壓縮和加密處理，不會影響系統(tǒng)性能D.數(shù)據(jù)的存儲和管理與系統(tǒng)的控制功能無關，可以獨立設計9、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設計中，以下關于實時操作系統(tǒng)的作用和特點，哪一項是不正確的？（）A.實時操作系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成對外部事件的響應和處理，滿足系統(tǒng)的實時性要求B.它提供了任務調(diào)度、內(nèi)存管理、中斷處理等功能，為應用程序的開發(fā)提供了一個穩(wěn)定、高效的運行環(huán)境C.實時操作系統(tǒng)通常具有較小的內(nèi)核和較低的資源占用，以確保系統(tǒng)能夠快速啟動和運行D.實時操作系統(tǒng)不支持多任務處理，只能按照順序依次執(zhí)行任務，無法滿足復雜系統(tǒng)的需求10、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設計中，如果要求系統(tǒng)具有良好的可擴展性和可維護性，以下哪種編程架構和方法是應該優(yōu)先采用的？（）A.面向過程編程，按功能模塊劃分程序B.面向?qū)ο缶幊?，封裝數(shù)據(jù)和操作C.結構化編程，使用順序、選擇和循環(huán)結構D.函數(shù)式編程，強調(diào)函數(shù)的組合和純函數(shù)11、對于一個計算機控制的物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)訂單需求和車輛狀況進行優(yōu)化調(diào)度。以下哪種優(yōu)化目標是最為關鍵的？（）A.最小化配送時間B.最小化配送成本C.最大化客戶滿意度D.以上目標綜合考慮12、計算機控制技術在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用，如交通信號控制、車輛自動駕駛、智能收費等。例如，通過優(yōu)化交通信號控制可以減少擁堵，提高道路通行能力。以下關于計算機控制技術在智能交通中的描述，正確的是：（）A.智能交通系統(tǒng)中的計算機控制完全依賴于傳感器數(shù)據(jù)，不需要人工干預B.車輛自動駕駛技術已經(jīng)非常成熟，可以完全取代人類駕駛員C.計算機控制技術可以實現(xiàn)交通資源的合理分配和優(yōu)化利用D.智能交通系統(tǒng)的建設不需要考慮與現(xiàn)有交通設施的兼容性13、在計算機控制技術的數(shù)字濾波算法應用中，比如要去除測量信號中的噪聲干擾，以下哪種數(shù)字濾波算法是適用于高頻噪聲的？（）A.不使用數(shù)字濾波，信號質(zhì)量差B.低通濾波算法，能夠有效地濾除高頻噪聲，保留低頻有用信號，但可能會導致信號的一定延遲C.高通濾波算法，適用于去除低頻噪聲，保留高頻信號D.不了解數(shù)字濾波算法，無法選擇合適的方法14、在計算機控制的汽車電子系統(tǒng)中，發(fā)動機的燃油噴射控制對于提高燃油經(jīng)濟性和減少尾氣排放起著重要作用。當考慮到不同工況下（如加速、勻速、怠速）的燃油需求時，以下哪種燃油噴射控制策略更能優(yōu)化發(fā)動機性能？（）A.基于模型的預測控制，根據(jù)工況預測燃油需求B.閉環(huán)反饋控制，根據(jù)氧傳感器反饋調(diào)節(jié)C.開環(huán)定時控制，按照固定時間噴射燃油D.隨機噴射燃油，不考慮工況差異15、在計算機控制技術的系統(tǒng)集成與調(diào)試中，以下關于其步驟和挑戰(zhàn)的描述，哪一項是正確的？（）A.系統(tǒng)集成與調(diào)試包括硬件連接、軟件配置、參數(shù)設置、功能測試等步驟。在這個過程中，可能會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)滿足設計要求和穩(wěn)定運行B.系統(tǒng)集成與調(diào)試是一個簡單的過程，不會遇到任何問題C.系統(tǒng)集成與調(diào)試只需要關注系統(tǒng)的功能實現(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，不需要反復測試和優(yōu)化16、在計算機控制技術中，關于開環(huán)控制系統(tǒng)（Open-loopControlSystem）的特點，以下描述不準確的是：（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)中，輸出量不影響控制作用，控制作用的輸入信號是給定值B.開環(huán)控制系統(tǒng)結構簡單、成本低，但控制精度通常較低C.開環(huán)控制系統(tǒng)不存在穩(wěn)定性問題，因為沒有反饋環(huán)節(jié)D.開環(huán)控制系統(tǒng)能夠自動補償外部干擾和系統(tǒng)參數(shù)變化對輸出的影響17、在計算機控制技術的工業(yè)機器人控制中，以下關于軌跡規(guī)劃和力控制的描述，哪一項是準確的？（）A.軌跡規(guī)劃確定機器人的運動路徑和速度，力控制保證機器人與環(huán)境的交互力符合要求，兩者對于實現(xiàn)高精度、高效率的機器人操作至關重要，需要結合機器人的動力學模型和控制算法進行優(yōu)化B.軌跡規(guī)劃和力控制不重要，機器人可以根據(jù)預設的動作進行操作C.軌跡規(guī)劃和力控制只適用于高端工業(yè)機器人，普通機器人不需要D.軌跡規(guī)劃和力控制技術已經(jīng)非常成熟，不需要進一步研究和改進18、在計算機控制技術的發(fā)展趨勢中，以下關于智能化、網(wǎng)絡化和集成化的描述，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.計算機控制技術正朝著智能化、網(wǎng)絡化和集成化的方向發(fā)展，智能化使系統(tǒng)具有自學習、自適應能力，網(wǎng)絡化實現(xiàn)遠程監(jiān)控和資源共享，集成化則將各種控制功能整合在一個平臺上，提高系統(tǒng)的整體性能和效率B.智能化、網(wǎng)絡化和集成化只是概念炒作，對實際應用沒有太大意義C.計算機控制技術的發(fā)展已經(jīng)達到瓶頸，難以實現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡化和集成化D.智能化、網(wǎng)絡化和集成化只適用于高端控制系統(tǒng)，對普通控制系統(tǒng)不適用19、計算機控制系統(tǒng)中的人機交互界面（HMI）為操作人員提供了與系統(tǒng)交互的途徑。以下關于HMI的描述，哪一項是不準確的？（）A.HMI應該具有直觀、簡潔、易于操作的特點，方便操作人員進行監(jiān)控和控制B.圖形化顯示能夠直觀地展示系統(tǒng)的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，幫助操作人員快速做出決策C.HMI可以支持多種輸入方式，如觸摸屏、鍵盤、鼠標等，滿足不同用戶的需求D.HMI的設計對系統(tǒng)性能沒有影響，只需要關注界面的美觀和易用性20、在計算機控制的食品加工生產(chǎn)線中，需要對溫度、壓力、濕度等多個參數(shù)進行協(xié)同控制。當不同參數(shù)之間存在相互影響和耦合關系時，以下哪種解耦控制方法能夠有效地實現(xiàn)各個參數(shù)的獨立控制？（）A.前饋補償解耦B.反饋補償解耦C.對角矩陣解耦D.以上都是二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是計算機控制網(wǎng)絡？其主要特點有哪些？2、（本題5分）簡述滑?？刂圃陔姍C控制中的應用。3、（本題5分）說明計算機控制在智能微波爐中的應用。4、（本題5分）說明計算機控制系統(tǒng)中的冗余技術及其作用。5、（本題5分）什么是模型預測控制中的滾動優(yōu)化？三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個計算機控制的位移分布補償系統(tǒng)，補償不同位置的位移分布誤差。2、（本題5分）為芯片生產(chǎn)車間的光刻機設計一個計算機控制的曝光強度和位置精度控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設計一個計算機控制的壓力分布調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)空間壓力的分布。4、（本題5分）設計一個智能電表的階梯電價計費和控制管理系統(tǒng)。5、（本題5分）為一個自動化木材加工生產(chǎn)線設計鋸切尺寸和精度的控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的汽車電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動機控制、底盤控制、車身控制等，分析控制算法和技術在提高汽車性能和安全性方面的應用