宿州學(xué)院《線性系統(tǒng)理論》2023-2024學(xué)年第二學(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)宿州學(xué)院《線性系統(tǒng)理論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、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)控制系統(tǒng)的算法優(yōu)化方面，以下關(guān)于其目的和方法的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.算法優(yōu)化的目的是提高系統(tǒng)的控制性能、降低計(jì)算復(fù)雜度、減少資源占用，以滿足實(shí)時(shí)性和高效性的要求B.常見(jiàn)的算法優(yōu)化方法包括代碼優(yōu)化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、算法改進(jìn)、并行計(jì)算等C.算法優(yōu)化只需要考慮計(jì)算效率，不需要考慮算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性D.在進(jìn)行算法優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮系統(tǒng)的性能、成本和可實(shí)現(xiàn)性等因素，選擇合適的優(yōu)化方案2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的自適應(yīng)控制中，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用范圍的描述，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況和環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)整控制器的參數(shù)。其原理包括模型參考自適應(yīng)控制、自校正控制等。自適應(yīng)控制適用于具有時(shí)變特性、不確定性的系統(tǒng)，如航空航天、工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域，能夠提高系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性B.自適應(yīng)控制效果不穩(wěn)定，不應(yīng)該在重要的控制系統(tǒng)中應(yīng)用C.自適應(yīng)控制只適用于簡(jiǎn)單的線性系統(tǒng)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)無(wú)效D.自適應(yīng)控制的原理復(fù)雜，難以理解和實(shí)現(xiàn)，不具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值3、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化中的計(jì)算機(jī)控制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）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)可以完全取代人工操作，不需要人的干預(yù)和管理D.可以根據(jù)市場(chǎng)需求靈活調(diào)整生產(chǎn)工藝和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)4、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制（AdaptiveControl），以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是：（）A.自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況和環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)B.模型參考自適應(yīng)控制和自校正控制是常見(jiàn)的自適應(yīng)控制方法C.自適應(yīng)控制適用于系統(tǒng)參數(shù)變化較大或存在不確定性的情況D.自適應(yīng)控制不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，只依靠輸入輸出數(shù)據(jù)就能實(shí)現(xiàn)控制5、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。關(guān)于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，以下描述不正確的是（）A.模擬化設(shè)計(jì)方法是先將連續(xù)的被控對(duì)象模型離散化，然后按照離散系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)B.數(shù)字化設(shè)計(jì)方法直接在離散域進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)，無(wú)需進(jìn)行模型的離散化處理C.無(wú)論是模擬化設(shè)計(jì)方法還是數(shù)字化設(shè)計(jì)方法，都需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)D.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法非常簡(jiǎn)單，不需要掌握復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識(shí)和控制理論6、在計(jì)算機(jī)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(jiàn)的？（）A.不同子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議不一致，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作B.各個(gè)子系統(tǒng)的性能都很優(yōu)秀，不存在協(xié)同控制的問(wèn)題C.系統(tǒng)集成只需要將硬件連接起來(lái)，軟件不需要進(jìn)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(biāo)7、在計(jì)算機(jī)控制的汽車(chē)電子系統(tǒng)中，如發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等，需要保證系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定工作。以下哪種可靠性設(shè)計(jì)方法是常用的？（）A.降額設(shè)計(jì)，降低元器件的工作應(yīng)力B.冗余設(shè)計(jì)，增加備份部件C.故障樹(shù)分析（FTA），預(yù)測(cè)和預(yù)防故障D.以上方法都是8、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，智能控制算法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)等為解決復(fù)雜的控制問(wèn)題提供了新的思路。例如，在一個(gè)智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，可以采用模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的靈活控制。以下關(guān)于智能控制算法的說(shuō)法，不正確的是：（）A.智能控制算法具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，能夠應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的不確定性B.智能控制算法的計(jì)算復(fù)雜度通常較高，對(duì)硬件要求較高C.智能控制算法不需要基于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，完全依靠數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)D.智能控制算法在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的控制算法9、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的船舶自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，需要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的海洋環(huán)境和多變的航行條件。以下哪種傳感器和導(dǎo)航技術(shù)的組合是至關(guān)重要的？（）A.全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和雷達(dá)B.聲納、電子海圖和風(fēng)速傳感器C.羅盤(pán)、測(cè)深儀和衛(wèi)星通信設(shè)備D.以上組合綜合運(yùn)用10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定中，以下關(guān)于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一種基于系統(tǒng)開(kāi)環(huán)階躍響應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)整定方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取系統(tǒng)的特性參數(shù)，然后計(jì)算出PID控制器的參數(shù)B.該方法簡(jiǎn)單易行，適用于許多工業(yè)過(guò)程控制，但對(duì)于一些復(fù)雜系統(tǒng)或具有特殊要求的系統(tǒng)，可能無(wú)法得到理想的控制效果C.Ziegler-Nichols整定方法考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)，能夠提供一組較為合理的初始參數(shù)D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的參數(shù)，就不需要再進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，系統(tǒng)就能達(dá)到最佳控制效果11、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）設(shè)計(jì)中，以下敘述不正確的是（）A.人機(jī)交互界面應(yīng)該具有友好的操作方式、清晰的信息顯示和及時(shí)的反饋B.考慮用戶的使用習(xí)慣和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美觀的界面設(shè)計(jì)比功能的實(shí)用性更重要，能夠吸引用戶的注意力D.可以采用觸摸屏、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等多種輸入方式，滿足不同用戶的需求12、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下哪種說(shuō)法是比較合理的？（）A.智能控制算法如遺傳算法、蟻群算法、粒子群優(yōu)化算法等在控制系統(tǒng)中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的優(yōu)化和自適應(yīng)能力。它們能夠處理復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題和不確定的系統(tǒng)環(huán)境，為控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的思路和方法B.智能控制算法過(guò)于理論化，在實(shí)際的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中難以應(yīng)用C.智能控制算法只適用于高端的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)于一般的系統(tǒng)沒(méi)有必要D.智能控制算法可以替代傳統(tǒng)的控制算法，完全不需要傳統(tǒng)控制的知識(shí)13、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各部分之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具有實(shí)時(shí)性、可靠性和開(kāi)放性等特點(diǎn)B.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它結(jié)合了以太網(wǎng)的高速傳輸和工業(yè)控制的實(shí)時(shí)性要求C.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為移動(dòng)設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了便利，但存在信號(hào)不穩(wěn)定和安全性等問(wèn)題D.網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇對(duì)系統(tǒng)的性能沒(méi)有影響，任何一種協(xié)議都可以滿足控制要求14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）應(yīng)用中，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.嵌入式系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)嵌入到設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)特定功能的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)B.具有體積小、功耗低、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)C.嵌入式系統(tǒng)在消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用D.嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)難度較低，不需要專業(yè)的知識(shí)和技能15、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用使得控制系統(tǒng)更加智能化和分布式。工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)為控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了高效的通道。例如，在一個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)車(chē)間的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，各個(gè)工位的設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和協(xié)同工作。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信在計(jì)算機(jī)控制中的說(shuō)法，不準(zhǔn)確的是：（）A.網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性和可靠性對(duì)于控制系統(tǒng)的性能至關(guān)重要B.不同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議適用于不同的控制場(chǎng)景，需要根據(jù)需求進(jìn)行選擇C.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷，方便系統(tǒng)的維護(hù)和管理D.只要網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠大，就能夠滿足計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的通信需求，無(wú)需考慮其他因素16、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，系統(tǒng)的仿真和測(cè)試是必不可少的環(huán)節(jié)。以下關(guān)于系統(tǒng)仿真和測(cè)試的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.仿真可以在實(shí)際系統(tǒng)構(gòu)建之前，對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估，降低開(kāi)發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)B.測(cè)試可以驗(yàn)證系統(tǒng)的功能和性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題C.可以使用數(shù)學(xué)模型和仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)的離線仿真，也可以在實(shí)際硬件上進(jìn)行在線測(cè)試D.系統(tǒng)的仿真和測(cè)試結(jié)果總是準(zhǔn)確可靠的，能夠完全反映系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的情況17、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)對(duì)于保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。關(guān)于抗干擾技術(shù)，以下描述不正確的是（）A.干擾可以分為內(nèi)部干擾和外部干擾，內(nèi)部干擾主要來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的電路噪聲和電磁輻射，外部干擾主要來(lái)自電源波動(dòng)、空間電磁輻射和信號(hào)線引入的干擾等B.硬件抗干擾技術(shù)包括濾波、屏蔽、接地、隔離等方法，可以有效地抑制干擾信號(hào)的傳播C.軟件抗干擾技術(shù)包括數(shù)字濾波、指令冗余、軟件陷阱等方法，可以提高系統(tǒng)的可靠性D.只要采用了先進(jìn)的硬件設(shè)備和軟件算法，就可以完全消除系統(tǒng)中的干擾，無(wú)需采取其他措施18、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，分布式控制系統(tǒng)（DCS）具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它將控制功能分散到多個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)。例如，在一個(gè)大型發(fā)電廠的控制系統(tǒng)中，采用DCS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)機(jī)組和設(shè)備的集中管理和分散控制。以下關(guān)于分布式控制系統(tǒng)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是：（）A.DCS能夠提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)B.分布式控制系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)之間不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，各自獨(dú)立運(yùn)行C.網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性對(duì)于DCS的性能至關(guān)重要D.DCS的開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本相對(duì)較高19、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以下關(guān)于其特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換和資源共享，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性B.現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、開(kāi)放性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域C.以太網(wǎng)作為一種通用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也逐漸應(yīng)用于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，但在實(shí)時(shí)性和確定性方面不如專用的現(xiàn)場(chǎng)總線D.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制，主要是因?yàn)槠鋫鬏斔俣嚷?、穩(wěn)定性差、安全性低20、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷（FaultDiagnosis）方面，以下描述不正確的是：（）A.故障診斷是指及時(shí)發(fā)現(xiàn)并確定系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障類型和位置B.可以通過(guò)硬件自檢測(cè)、軟件診斷算法、專家系統(tǒng)等方法進(jìn)行故障診斷C.故障診斷的目的是為了及時(shí)采取措施修復(fù)故障，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.只有在系統(tǒng)出現(xiàn)明顯故障癥狀時(shí)才需要進(jìn)行故障診斷，平時(shí)不需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋電力系統(tǒng)的頻率和電壓控制方法。2、（本題5分）說(shuō)明PID控制器在校正中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的無(wú)模型控制技術(shù)。4、（本題5分）說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制在核能發(fā)電中的應(yīng)用。5、（本題5分）說(shuō)明如何繪制根軌跡圖。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)智能家居的智能窗戶風(fēng)雨感應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)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)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的流量變化速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流量變化速度的精確控制。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)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。5、（本題5分）為一個(gè)數(shù)控機(jī)床的刀具交換系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)控制程序。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的節(jié)