玉溪師范學院《線性系統(tǒng)理論》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁玉溪師范學院《線性系統(tǒng)理論》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、有關計算機控制系統(tǒng)中的虛擬儀器技術，以下哪種說法是比較全面的？（）A.虛擬儀器技術將計算機與測量儀器相結(jié)合，通過軟件定義儀器的功能。它具有靈活性高、可擴展性強、成本低等優(yōu)點，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和控制等功能。虛擬儀器技術廣泛應用于科研、教學、工業(yè)測試等領域，提高了測試和測量的效率和精度B.虛擬儀器技術只是一種概念，實際應用價值不大C.虛擬儀器技術完全取代了傳統(tǒng)的物理儀器，不再需要傳統(tǒng)儀器D.虛擬儀器技術的開發(fā)和使用非常復雜，不適合一般用戶2、在計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字控制器設計中，關于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?shù)?？（）A.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)的階躍響應或頻率特性，通過一定的計算和試驗來確定合適的參數(shù)值，以實現(xiàn)良好的控制效果C.PID控制器的參數(shù)整定非常簡單，不需要考慮系統(tǒng)的特性和控制要求D.只要根據(jù)經(jīng)驗設置參數(shù)，就能夠保證PID控制器在各種系統(tǒng)中都能達到最優(yōu)控制3、計算機控制技術在機器人領域的應用不斷拓展。以下關于機器人控制中的計算機技術的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以實現(xiàn)機器人的運動規(guī)劃、軌跡跟蹤和力控制，提高機器人的作業(yè)精度和靈活性B.基于視覺的機器人控制利用計算機視覺技術獲取環(huán)境信息，實現(xiàn)自主導航和避障C.機器人控制系統(tǒng)中的計算機需要具備強大的計算能力和實時響應能力D.機器人控制中的計算機技術只關注機器人的機械運動，不涉及機器人的感知和決策4、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成與協(xié)同控制方面，以下哪種挑戰(zhàn)是最常見的？（）A.不同子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議不一致，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作B.各個子系統(tǒng)的性能都很優(yōu)秀，不存在協(xié)同控制的問題C.系統(tǒng)集成只需要將硬件連接起來，軟件不需要進行整合D.協(xié)同控制不需要考慮系統(tǒng)的整體性能和優(yōu)化目標5、在計算機控制的物流分揀系統(tǒng)中，需要對包裹進行快速準確的分類和輸送。當包裹的形狀、大小和重量差異較大時，以下哪種識別和分揀技術能夠提高系統(tǒng)的工作效率和準確性？（）A.條碼識別B.圖像識別C.射頻識別D.以上都是6、對于計算機控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下關于其在復雜系統(tǒng)中的應用優(yōu)勢和挑戰(zhàn)的描述，哪一項是正確的？（）A.智能控制算法如神經(jīng)網(wǎng)絡控制、遺傳算法控制等在處理復雜、不確定性系統(tǒng)時具有強大的自適應性和優(yōu)化能力，但也面臨著計算量大、模型訓練困難、實時性要求高等挑戰(zhàn)B.智能控制算法理論復雜，實際應用效果不佳，不適合在工業(yè)控制中使用C.智能控制算法可以完全替代傳統(tǒng)控制算法，解決所有控制問題D.智能控制算法只適用于研究領域，在實際工程中難以應用7、在計算機控制技術中，工業(yè)控制網(wǎng)絡的安全性至關重要。網(wǎng)絡攻擊可能導致生產(chǎn)中斷、數(shù)據(jù)泄露等嚴重后果。例如，黑客攻擊可能控制工廠的生產(chǎn)線，造成巨大的經(jīng)濟損失。以下關于工業(yè)控制網(wǎng)絡安全的說法，不正確的是：（）A.采用加密技術可以保障網(wǎng)絡通信的安全性B.定期進行安全漏洞掃描和補丁更新可以降低網(wǎng)絡安全風險C.工業(yè)控制網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)隔離就可以完全避免網(wǎng)絡攻擊D.員工的安全意識培訓對于網(wǎng)絡安全也非常重要8、在計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波技術中，為了去除信號中的噪聲和干擾，提高數(shù)據(jù)的可靠性，需要選擇合適的濾波算法。當信號中存在高頻噪聲和隨機脈沖干擾時，以下哪種數(shù)字濾波方法效果更顯著？（）A.中值濾波，去除脈沖干擾B.算術平均濾波，平滑信號C.加權平均濾波，突出近期數(shù)據(jù)的影響D.不進行濾波處理，直接使用原始數(shù)據(jù)9、在計算機控制系統(tǒng)的性能指標（PerformanceIndex）方面，以下描述不正確的是：（）A.常見的性能指標包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與期望值之間的偏差C.超調(diào)量越大，系統(tǒng)的響應速度越快，性能越好D.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到擾動到重新穩(wěn)定所需的時間10、對于局域網(wǎng)中的無線局域網(wǎng)（WLAN）組建，以下說法不準確的是：（）A.無線局域網(wǎng)使用無線信號進行數(shù)據(jù)傳輸，擺脫了線纜的束縛，使網(wǎng)絡接入更加靈活方便B.在組建無線局域網(wǎng)時，需要選擇合適的無線接入點（AP），設置SSID、加密方式和信道等參數(shù)，以確保網(wǎng)絡的安全性和穩(wěn)定性C.無線信號的覆蓋范圍和傳輸速率受到障礙物、距離和干擾等因素的影響，因此需要合理規(guī)劃AP的位置和數(shù)量D.無線局域網(wǎng)的安全性不如有線局域網(wǎng)，容易受到黑客攻擊和竊聽，因此不適合在對安全性要求較高的場合使用11、在計算機控制技術的多變量控制系統(tǒng)分析中，假設要研究多個輸入和多個輸出之間的復雜關系，以下哪種工具或方法是常用的？（）A.不使用任何分析工具，無法深入研究B.狀態(tài)空間法，通過建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程，能夠全面地描述多變量系統(tǒng)的動態(tài)特性，進行系統(tǒng)的性能分析和控制器設計C.只采用簡單的傳遞函數(shù)法，無法處理多變量系統(tǒng)D.不進行多變量系統(tǒng)分析，簡化為單變量系統(tǒng)12、對于計算機控制技術中的數(shù)字濾波技術，在去除信號中的噪聲和干擾時，以下哪種濾波方法的效果通常最為顯著？（）A.中值濾波能夠有效地去除脈沖噪聲，對于突變的干擾信號有很好的抑制作用；均值濾波則可以平滑信號，但可能會使信號的細節(jié)丟失；卡爾曼濾波結(jié)合了預測和測量，能夠在動態(tài)環(huán)境中提供較為準確的濾波效果B.數(shù)字濾波技術的效果取決于濾波器的階數(shù)，階數(shù)越高，濾波效果越好C.只要增加采樣頻率，就可以提高數(shù)字濾波的效果，無需選擇特定的濾波方法D.數(shù)字濾波技術對于高頻噪聲的去除效果較好，但對于低頻噪聲往往無能為力13、在計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術中，以下描述不正確的是：（）A.現(xiàn)場總線是一種用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)字通信網(wǎng)絡B.現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)現(xiàn)場設備之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享C.不同的現(xiàn)場總線標準具有不同的特點和適用范圍D.現(xiàn)場總線技術已經(jīng)非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性問題14、在計算機控制的光伏電站系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)最大功率點跟蹤（MPPT），提高發(fā)電效率，以下哪種控制算法是常用的？（）A.擾動觀察法，通過不斷擾動工作點尋找最大功率點B.電導增量法，根據(jù)電導變化判斷最大功率點C.模糊控制算法，根據(jù)經(jīng)驗規(guī)則調(diào)整工作點D.以上算法結(jié)合使用15、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二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是PID控制器？簡述其三個參數(shù)的作用。2、（本題5分）解釋模糊規(guī)則的制定方法。3、（本題5分）簡要分析計算機控制在造紙行業(yè)的作用。4、（本題5分）說明計算機控制系統(tǒng)中信號量化誤差產(chǎn)生的原因及影響。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的自適應控制技術，包括模型參考自適應控制和自校正控制，討論在系統(tǒng)參數(shù)變化和不確定性情況下，自適應控制如何實現(xiàn)良好的控制性能。2、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的模型預測控制中的約束處理技術，分析如何在存在輸入輸出約束的情況下進行優(yōu)化控制，保證系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性。3、（本題5分）深入研究計算機控制系統(tǒng)中的生物醫(yī)學控制系統(tǒng)，如醫(yī)療設備中的生命體征監(jiān)測、藥物輸注控制等。解釋生物醫(yī)學信號的特點和處理方法，分析生物醫(yī)學控制系統(tǒng)的安全性和可靠性要求。結(jié)合一個心臟起搏器的控制系統(tǒng)，說明如何設計滿足臨床需求的控制策略。4、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的過程控制對象的特性分析，包括自衡對象和非自衡對象、滯后特性等，分析如何根據(jù)對象特性選擇合適的控制策略。5、（本題5分）詳細探討計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)機器人控制技術，包括機器人運動學建模、軌跡規(guī)劃和力控制。闡述工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的架構(gòu)和工作原理，分析不同控制算法在機器人控制中的應用。結(jié)合一個工業(yè)機器人的裝配作業(yè)任務