湖南民族職業(yè)學(xué)院《線性系統(tǒng)理論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南民族職業(yè)學(xué)院

《線性系統(tǒng)理論》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時操作系統(tǒng)選擇，在評估其是否適用于特定的控制任務(wù)時，以下哪一個因素是最為重要的？（）A.實(shí)時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法、中斷響應(yīng)時間、內(nèi)存管理機(jī)制等性能指標(biāo)，以及對硬件的支持和可擴(kuò)展性，決定了其能否滿足控制任務(wù)對實(shí)時性和可靠性的要求B.實(shí)時操作系統(tǒng)的用戶界面友好程度和開發(fā)工具的易用性，對于開發(fā)人員的工作效率有很大影響C.實(shí)時操作系統(tǒng)的價格和許可證費(fèi)用，對于項(xiàng)目的成本控制至關(guān)重要D.實(shí)時操作系統(tǒng)的市場占有率和流行程度，反映了其可靠性和穩(wěn)定性2、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理，以下對于其精度和實(shí)時性的影響因素的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.數(shù)據(jù)采集與處理的精度和實(shí)時性受到傳感器精度、采樣頻率、信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)處理能力等多種因素的影響，需要綜合考慮這些因素，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以滿足不同應(yīng)用場景的要求B.數(shù)據(jù)采集與處理的精度和實(shí)時性只取決于傳感器精度，其他因素影響不大C.為了提高精度和實(shí)時性，應(yīng)盡量采用最高性能的傳感器和計(jì)算機(jī)硬件，而無需考慮成本D.精度和實(shí)時性是相互矛盾的，無法同時提高3、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯技術(shù)，以下哪種說法是比較全面的？（）A.故障診斷與容錯技術(shù)用于檢測和識別系統(tǒng)中的故障，并采取相應(yīng)的措施保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷等。容錯技術(shù)包括冗余設(shè)計(jì)、故障屏蔽、故障恢復(fù)等。這些技術(shù)提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性B.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)很少出現(xiàn)故障，不需要故障診斷與容錯技術(shù)C.故障診斷與容錯技術(shù)會增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，不應(yīng)該采用D.故障診斷與容錯技術(shù)只能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后發(fā)揮作用，無法預(yù)防故障的發(fā)生4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能評估是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要手段。常用的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等。對于一個溫度控制系統(tǒng)，需要對其在不同工況下的性能進(jìn)行評估。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)性能評估的描述，準(zhǔn)確的是：（）A.性能評估只需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行一次，不需要在運(yùn)行過程中持續(xù)監(jiān)測B.可以通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真分析，來預(yù)測系統(tǒng)的性能C.性能評估只關(guān)注系統(tǒng)的控制精度，其他指標(biāo)不重要D.不同類型的控制系統(tǒng)可以使用相同的性能評估指標(biāo)和方法5、在計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)過程中，需要對大量的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。當(dāng)數(shù)據(jù)采集的頻率很高，且數(shù)據(jù)量巨大時，以下哪種數(shù)據(jù)存儲和管理方式能夠有效地提高數(shù)據(jù)處理的效率和查詢速度？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫B.分布式文件系統(tǒng)C.實(shí)時數(shù)據(jù)庫D.傳統(tǒng)的文本文件6、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用，假設(shè)要對采集的信號進(jìn)行頻譜分析，以下哪種數(shù)字信號處理方法是常用的？（）A.不進(jìn)行數(shù)字信號處理，無法分析頻譜B.快速傅里葉變換（FFT），能夠快速有效地將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，進(jìn)行頻譜分析和特征提取C.離散余弦變換（DCT），主要用于圖像壓縮D.不熟悉數(shù)字信號處理方法，無法應(yīng)用7、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信中，關(guān)于現(xiàn)場總線技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，以下哪種描述是全面的？（）A.現(xiàn)場總線技術(shù)具有開放性、數(shù)字化、全分布等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備之間的高速通信和互操作性，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性B.現(xiàn)場總線技術(shù)與傳統(tǒng)通信方式相比沒有明顯優(yōu)勢，應(yīng)用范圍有限C.現(xiàn)場總線技術(shù)的主要優(yōu)勢在于通信速度快，其他方面表現(xiàn)一般D.現(xiàn)場總線技術(shù)復(fù)雜且成本高，不適合在大多數(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中使用8、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)對于操作人員與系統(tǒng)的交互至關(guān)重要。一個友好、直觀的人機(jī)界面能夠提高操作效率和準(zhǔn)確性。例如，在一個工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，操作人員需要通過界面實(shí)時了解生產(chǎn)過程的參數(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)選擇對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意設(shè)計(jì)D.應(yīng)該提供實(shí)時的反饋和提示信息，幫助操作人員做出正確的決策9、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的多變量控制系統(tǒng)中，對于解耦控制方法的應(yīng)用，以下哪種描述是最準(zhǔn)確的？（）A.當(dāng)系統(tǒng)存在多個輸入和多個輸出變量，且變量之間存在較強(qiáng)的耦合關(guān)系時，解耦控制通過設(shè)計(jì)合適的補(bǔ)償器，將耦合的多變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個相互獨(dú)立的單變量系統(tǒng)，從而簡化控制設(shè)計(jì)和提高控制性能B.解耦控制方法雖然理論上可行，但在實(shí)際應(yīng)用中由于系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性，很難達(dá)到理想的解耦效果，因此不常使用C.多變量控制系統(tǒng)中，解耦控制是唯一有效的控制方法，其他控制策略都無法解決變量耦合的問題D.解耦控制只適用于線性多變量系統(tǒng)，對于非線性多變量系統(tǒng)無法應(yīng)用10、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的集散控制系統(tǒng)（DCS），以下說法錯誤的是：（）A.DCS是一種分布式控制系統(tǒng)，將控制功能分散到多個控制單元，通過網(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)用價值11、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中的重要內(nèi)容。對于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)，以下哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.可以通過連續(xù)控制系統(tǒng)的離散化方法，將成熟的連續(xù)控制算法轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制器B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法直接根據(jù)離散系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，無需考慮連續(xù)系統(tǒng)的特性C.數(shù)字控制器的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)時需要重點(diǎn)考慮的因素，關(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)只需要考慮系統(tǒng)的性能指標(biāo)，無需考慮硬件實(shí)現(xiàn)的可行性12、在設(shè)計(jì)一個計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面時，需要考慮操作人員的使用習(xí)慣和工作效率。如果系統(tǒng)需要顯示大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)和圖形，以下哪種界面設(shè)計(jì)原則對于提高操作人員的信息獲取和決策能力最為關(guān)鍵？（）A.簡潔明了B.色彩搭配協(xié)調(diào)C.布局合理D.交互性強(qiáng)13、在計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床刀具磨損監(jiān)測中，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地判斷刀具的磨損程度？（）A.基于振動信號分析的方法B.基于切削力監(jiān)測的方法C.基于圖像分析的方法D.以上方法綜合運(yùn)用14、對于一個采用計(jì)算機(jī)控制的污水處理系統(tǒng)，需要根據(jù)水質(zhì)的實(shí)時變化調(diào)整處理工藝和參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)有效的控制，以下哪種傳感器和檢測技術(shù)是關(guān)鍵的？（）A.化學(xué)需氧量（COD）傳感器，檢測污水的污染程度B.生物傳感器，監(jiān)測微生物的活動C.流量傳感器，測量污水的流量D.以上傳感器和檢測技術(shù)結(jié)合使用15、在計(jì)算機(jī)控制的港口裝卸系統(tǒng)中，需要對起重機(jī)、輸送帶等設(shè)備進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)設(shè)備之間的通信存在延遲和干擾時，以下哪種控制策略能夠保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行和高效作業(yè)？（）A.分布式控制B.集中式控制C.混合式控制D.以上都不是16、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性評估，假設(shè)要評估一個新設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在長期運(yùn)行中的可靠性，以下哪個方面是需要綜合考慮的？（）A.不進(jìn)行可靠性評估，系統(tǒng)存在風(fēng)險(xiǎn)B.硬件的可靠性、軟件的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的容錯能力、維護(hù)的便捷性以及環(huán)境適應(yīng)性等方面，通過可靠性模型和指標(biāo)計(jì)算，對系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行量化評估C.只關(guān)注某一方面的可靠性，評估不全面D.認(rèn)為可靠性評估不重要，不進(jìn)行相關(guān)工作17、在計(jì)算機(jī)控制的自動化倉儲系統(tǒng)中，需要對貨物的存儲位置和出入庫流程進(jìn)行管理。當(dāng)貨物種類繁多，且存儲量巨大時，以下哪種貨物存儲策略能夠提高倉庫的空間利用率和出入庫效率？（）A.隨機(jī)存儲B.分類存儲C.定位存儲D.以上都不是18、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的采樣過程，以下關(guān)于其特點(diǎn)和影響的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.采樣過程是將連續(xù)的模擬信號按照一定的時間間隔轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，采樣頻率的選擇對系統(tǒng)性能有著重要影響B(tài).如果采樣頻率過低，可能會導(dǎo)致信號的混疊失真，使得恢復(fù)出的連續(xù)信號與原始信號有較大偏差C.適當(dāng)提高采樣頻率可以更準(zhǔn)確地捕捉信號的變化，但過高的采樣頻率會增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和存儲需求D.采樣過程不會引入任何誤差，只要采樣頻率足夠高，數(shù)字控制系統(tǒng)就能完全等同于連續(xù)控制系統(tǒng)19、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)中，需要采取多種措施來降低外部干擾對系統(tǒng)的影響。當(dāng)系統(tǒng)所處的環(huán)境存在強(qiáng)烈的電磁干擾時，以下哪種方法更能有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力？（）A.采用屏蔽線傳輸信號，減少電磁輻射B.合理布線，減少信號回路面積C.安裝電源濾波器，抑制電源中的干擾D.不采取任何抗干擾措施，任由干擾影響系統(tǒng)20、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組態(tài)軟件（ConfigurationSoftware），以下哪種說法是錯誤的？（）A.組態(tài)軟件可以方便地進(jìn)行控制系統(tǒng)的配置、編程和監(jiān)控B.組態(tài)軟件通常具有圖形化的編程界面和豐富的功能模塊C.組態(tài)軟件能夠提高控制系統(tǒng)的開發(fā)效率和可維護(hù)性D.組態(tài)軟件只能用于簡單的控制系統(tǒng)，對于復(fù)雜的系統(tǒng)不適用二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）說明醫(yī)療器械中的自動控制技術(shù)。2、（本題5分）簡述模糊控制器的工作原理。3、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)控制中的分布式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)。4、（本題5分）闡述機(jī)器人軌跡規(guī)劃的方法。5、（本題5分）說明智能優(yōu)化算法在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）針對一個啤酒生產(chǎn)廠的發(fā)酵過程，設(shè)計(jì)溫度和酸堿度的控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個智能交通系統(tǒng)中的匝道控制與誘導(dǎo)系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個計(jì)算機(jī)控制的顏色控制系統(tǒng)，能夠精確控制RGB顏色值，誤差在±5以內(nèi)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個工業(yè)機(jī)器人的弧焊過程控制系統(tǒng)。5、（本題5分）為一個自動化手機(jī)屏幕貼合生產(chǎn)線設(shè)計(jì)貼合精度和壓力的控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的電力系統(tǒng)自動化中的控制技術(shù)，如發(fā)電機(jī)勵磁控制、電網(wǎng)調(diào)度控制等，分析在保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行中的作用。2、（本題10分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控