重慶建筑工程職業(yè)學(xué)院《控制工程綜合實踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《控制工程綜合實踐》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______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2分，共40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、在計算機控制系統(tǒng)的魯棒控制（RobustControl）方法中，以下敘述不準(zhǔn)確的是（）A.魯棒控制旨在設(shè)計控制器，使系統(tǒng)在存在模型不確定性和外部干擾的情況下仍能保持穩(wěn)定和良好的性能B.可以通過H∞控制、μ綜合等方法來實現(xiàn)魯棒控制C.魯棒控制能夠完全消除不確定性和干擾對系統(tǒng)的影響，保證系統(tǒng)的絕對穩(wěn)定性D.魯棒控制的設(shè)計需要對系統(tǒng)的不確定性進(jìn)行合理的描述和建模2、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度計算，假設(shè)要評估一個控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度和魯棒性，以下哪個指標(biāo)是重要的？（）A.不計算穩(wěn)定性裕度，無法評估系統(tǒng)B.相位裕度和幅值裕度，它們能夠定量地反映系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面的儲備，相位裕度越大，系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性越好；幅值裕度越大，系統(tǒng)對參數(shù)變化的不敏感性越強C.只關(guān)注穩(wěn)定性，不考慮裕度D.不了解穩(wěn)定性裕度的概念和計算方法3、在計算機控制的機器人系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)精確的軌跡規(guī)劃和運動控制，需要對機器人的動力學(xué)模型進(jìn)行分析。當(dāng)機器人的關(guān)節(jié)數(shù)量較多，且運動復(fù)雜時，以下哪種建模方法能夠更有效地描述其運動特性？（）A.拉格朗日方程B.牛頓-歐拉方程C.凱恩方程D.以上都不是4、在計算機控制技術(shù)中，數(shù)字控制器的設(shè)計是核心內(nèi)容之一。設(shè)計數(shù)字控制器時，需要考慮系統(tǒng)的性能指標(biāo)，如穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性等。對于一個二階系統(tǒng)，采用不同的控制算法會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生顯著影響。假設(shè)要設(shè)計一個用于數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)字控制器，以下關(guān)于數(shù)字控制器設(shè)計的說法，錯誤的是：（）A.可以基于經(jīng)典控制理論，如PID控制算法進(jìn)行設(shè)計B.現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間法也能為數(shù)字控制器設(shè)計提供有效手段C.數(shù)字控制器的設(shè)計不需要考慮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，憑借經(jīng)驗即可完成D.設(shè)計過程中需要對系統(tǒng)進(jìn)行性能分析和參數(shù)整定5、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)（Actuator），以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)控制器的輸出信號，對被控對象施加控制作用B.常見的執(zhí)行機構(gòu)有電動、氣動和液壓等類型C.執(zhí)行機構(gòu)的性能指標(biāo)包括行程、速度、精度和驅(qū)動力等D.執(zhí)行機構(gòu)的選擇只取決于被控對象的特性，與控制要求無關(guān)6、在計算機控制技術(shù)的智能儀表與智能變送器中，以下描述不正確的是：（）A.智能儀表和智能變送器具有測量精度高、功能豐富、通信能力強等優(yōu)點B.它們可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動校準(zhǔn)、故障診斷等智能化功能C.智能儀表和智能變送器的廣泛應(yīng)用提高了控制系統(tǒng)的自動化水平D.智能儀表和智能變送器只是增加了成本，對于控制系統(tǒng)的性能提升沒有實質(zhì)性幫助7、對于計算機控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)，以下關(guān)于其類型和特點的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.執(zhí)行機構(gòu)包括電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和液壓執(zhí)行器等。電動執(zhí)行器控制精度高、響應(yīng)速度較快，但驅(qū)動力較??；氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但控制精度相對較低；液壓執(zhí)行器輸出力大、響應(yīng)速度快，但系統(tǒng)復(fù)雜且維護(hù)成本高。選擇執(zhí)行機構(gòu)時要根據(jù)控制要求、工作環(huán)境和成本等因素綜合考慮B.執(zhí)行機構(gòu)的類型對控制系統(tǒng)的性能沒有明顯影響，可以任意選擇C.執(zhí)行機構(gòu)只需要具備足夠的動力輸出，其他特點不重要D.一旦選擇了執(zhí)行機構(gòu)，就不能再更換或改進(jìn)8、對于計算機控制系統(tǒng)中的過程控制對象建模，以下關(guān)于其方法和意義的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.過程控制對象建?？梢圆捎脗鬟f函數(shù)法、狀態(tài)空間法等。建模的意義在于深入了解對象的動態(tài)特性，為控制器的設(shè)計和優(yōu)化提供依據(jù)。通過建立準(zhǔn)確的模型，可以預(yù)測對象的響應(yīng)，提高控制效果，降低調(diào)試成本和風(fēng)險B.過程控制對象建模是一項繁瑣且沒有實際意義的工作，可以省略C.過程控制對象建模只需要定性分析，不需要定量計算D.過程控制對象建模一旦完成，就不需要再根據(jù)實際情況進(jìn)行修正9、在計算機控制系統(tǒng)的組成部分中，關(guān)于傳感器（Sensor）的作用，以下描述不正確的是：（）A.傳感器用于檢測被控對象的各種物理量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號B.傳感器的精度和響應(yīng)速度對控制系統(tǒng)的性能有重要影響C.不同類型的傳感器可以測量不同的物理量，如溫度、壓力、位移等D.傳感器輸出的信號可以直接被控制器處理，無需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換和調(diào)理10、在計算機控制系統(tǒng)中，數(shù)字濾波器在信號處理中有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字濾波器的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)字濾波器可以分為有限脈沖響應(yīng)（FIR）濾波器和無限脈沖響應(yīng)（IIR）濾波器B.FIR濾波器具有線性相位特性，而IIR濾波器通常不具有C.數(shù)字濾波器的設(shè)計需要考慮截止頻率、通帶波紋、阻帶衰減等性能指標(biāo)D.數(shù)字濾波器的性能只取決于濾波器的類型（FIR或IIR），與濾波器的參數(shù)無關(guān)11、在計算機控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。以下關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定性的描述，哪一項是不正確的？（）A.穩(wěn)定的系統(tǒng)能夠在受到外界干擾后，經(jīng)過一段時間恢復(fù)到平衡狀態(tài)B.可以通過系統(tǒng)的特征方程、根軌跡或頻率響應(yīng)等方法來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)的參數(shù)變化可能會導(dǎo)致系統(tǒng)從穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，需要進(jìn)行穩(wěn)定性分析和校驗D.只要系統(tǒng)的開環(huán)增益足夠小，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，與其他因素?zé)o關(guān)12、在計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中，以下關(guān)于朱利穩(wěn)定判據(jù)的描述，不正確的是哪一項？（）A.朱利穩(wěn)定判據(jù)是一種直接在z域中判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，不需要將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到w平面B.該判據(jù)通過檢查系統(tǒng)特征方程的系數(shù)來確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了求解特征根的復(fù)雜過程C.朱利穩(wěn)定判據(jù)不僅可以判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，還能給出系統(tǒng)穩(wěn)定的程度和參數(shù)的允許范圍D.朱利穩(wěn)定判據(jù)適用于所有類型的計算機控制系統(tǒng)，包括線性和非線性、時變和時不變系統(tǒng)13、當(dāng)考慮計算機控制系統(tǒng)的采樣過程（SamplingProcess）時，以下哪種說法是不正確的？（）A.采樣是將連續(xù)的模擬信號在時間上離散化，得到一系列離散的樣本值B.采樣頻率越高，越能準(zhǔn)確地還原原始模擬信號，但會增加數(shù)據(jù)量和計算量C.香農(nóng)采樣定理指出，采樣頻率只要大于信號最高頻率的兩倍，就能無失真地恢復(fù)原信號D.采樣過程不會引入任何誤差，對控制系統(tǒng)的性能沒有影響14、在計算機局域網(wǎng)組建中，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點都連接在一條總線上，易于擴展，但故障診斷和隔離較困難B.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以中心節(jié)點為核心，連接其他節(jié)點，具有易于管理和故障隔離的優(yōu)點，但中心節(jié)點故障可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓C.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點依次連接形成環(huán)形，數(shù)據(jù)沿一個方向傳輸，傳輸效率高，但某個節(jié)點故障會影響整個網(wǎng)絡(luò)D.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型拓?fù)涞臄U展，層次清晰，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且對根節(jié)點的依賴性強，根節(jié)點一旦出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作15、計算機控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用日益廣泛。以下關(guān)于醫(yī)療設(shè)備中的計算機控制的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.可以實現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備的精確控制和自動化操作，提高診斷和治療的準(zhǔn)確性和效率B.能夠?qū)颊叩纳韰?shù)進(jìn)行實時監(jiān)測和分析，為醫(yī)療決策提供依據(jù)C.醫(yī)療設(shè)備中的計算機控制系統(tǒng)對安全性和可靠性要求極高，需要嚴(yán)格的質(zhì)量控制和認(rèn)證D.計算機控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)非常完善，不存在任何技術(shù)挑戰(zhàn)和風(fēng)險16、計算機控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。關(guān)于嵌入式系統(tǒng)，以下描述錯誤的是（）A.嵌入式系統(tǒng)是將計算機技術(shù)嵌入到設(shè)備中，實現(xiàn)特定功能的專用計算機系統(tǒng)B.具有體積小、功耗低、可靠性高等優(yōu)點，適用于各種控制應(yīng)用場景C.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要掌握硬件設(shè)計和軟件開發(fā)的知識和技能D.嵌入式系統(tǒng)的性能不如通用計算機系統(tǒng)，因此應(yīng)用范圍有限17、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術(shù)，以下說法錯誤的是：（）A.虛擬儀器是利用計算機軟件和硬件資源實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的技術(shù)B.虛擬儀器具有靈活性高、可擴展性強、成本低等優(yōu)點C.虛擬儀器只能用于測量和測試領(lǐng)域，不能用于控制領(lǐng)域D.開發(fā)虛擬儀器需要掌握相關(guān)的編程語言和開發(fā)工具18、采樣過程是計算機控制系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，它對系統(tǒng)的性能有著重要影響。關(guān)于采樣過程，以下描述錯誤的是（）A.采樣定理指出，為了能夠從采樣信號中無失真地恢復(fù)出原來的連續(xù)信號，采樣頻率必須大于或等于信號最高頻率的兩倍B.采樣周期的選擇需要綜合考慮系統(tǒng)的動態(tài)性能、抗干擾能力和計算量等因素C.采樣過程會引入量化誤差，降低系統(tǒng)的控制精度，但可以通過提高采樣頻率來完全消除量化誤差D.不同的采樣方式，如等速采樣、變速采樣和多速采樣，適用于不同的控制場景19、對于計算機控制系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)庫，以下關(guān)于其功能和特點的描述，不正確的是哪一項？（）A.實時數(shù)據(jù)庫用于存儲和管理計算機控制系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)，包括測量數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等B.它能夠快速地響應(yīng)數(shù)據(jù)的讀寫請求，保證數(shù)據(jù)的實時性和一致性，支持多用戶并發(fā)訪問C.實時數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)壓縮、歷史數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索和分析等功能，為系統(tǒng)的監(jiān)控和決策提供支持D.實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫沒有任何區(qū)別，可以使用相同的技術(shù)和方法進(jìn)行設(shè)計和管理20、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.A/D轉(zhuǎn)換是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，D/A轉(zhuǎn)換是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，它們是計算機控制系統(tǒng)與外部模擬世界進(jìn)行交互的關(guān)鍵環(huán)節(jié)B.A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)包括分辨率、轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度和量程等，這些指標(biāo)會影響系統(tǒng)的測量和控制精度C.D/A轉(zhuǎn)換器的輸出通常存在一定的誤差和非線性，需要進(jìn)行校準(zhǔn)和補償，以提高輸出的準(zhǔn)確性D.在選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時，只需要考慮其價格和接口形式，性能指標(biāo)不是很重要二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是現(xiàn)場總線？列舉幾種常見的現(xiàn)場總線。2、（本題5分）解釋計算機控制系統(tǒng)中的智能加濕器控制。3、（本題5分）說明計算機控制在煤礦開采中的應(yīng)用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個計算機控制的磁場強度分布調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)磁場在空間內(nèi)的分布。2、（本題5分）為一個自動化金屬加工生產(chǎn)線設(shè)計切削參數(shù)和刀具壽命的控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計一個計算機控制的溫度梯度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度梯度在給定范圍內(nèi)的精確控制。4、（本題5分）設(shè)計一個機器人的投籃動作控制系統(tǒng)。