徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《自動(dòng)控制原理》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)徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院《自動(dòng)控制原理》

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)控制的電力系統(tǒng)中，電壓和頻率的穩(wěn)定控制是保障供電質(zhì)量的重要任務(wù)。當(dāng)電力系統(tǒng)負(fù)載發(fā)生突然變化時(shí)，以下哪種控制方法更能快速恢復(fù)電壓和頻率的穩(wěn)定？（）A.自動(dòng)發(fā)電控制（AGC），協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)組的出力B.無功補(bǔ)償控制，改善功率因數(shù)C.手動(dòng)調(diào)節(jié)變壓器分接頭，改變電壓D.不采取任何控制措施，等待系統(tǒng)自行恢復(fù)2、在計(jì)算機(jī)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(cè)量精度高、功能豐富、通信能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)B.它們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動(dòng)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(dòng)化水平D.智能儀表和智能變送器只是增加了成本，對(duì)于控制系統(tǒng)的性能提升沒有實(shí)質(zhì)性幫助3、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式更具安全性？（）A.基于公共網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行任何加密和認(rèn)證B.采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)，建立安全的加密通道，結(jié)合用戶認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，確保遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)的保密性、完整性和可用性，提高系統(tǒng)的安全性C.遠(yuǎn)程控制不需要考慮安全性，方便就行D.只要有密碼保護(hù)，就可以保證遠(yuǎn)程控制的安全4、對(duì)于二階系統(tǒng)，當(dāng)無阻尼自然頻率不變時(shí)，阻尼比越大，系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間（）A.越長(zhǎng)B.越短C.不變D.不確定5、在計(jì)算機(jī)控制的新能源汽車充電系統(tǒng)中，需要對(duì)充電電流和電壓進(jìn)行精確控制，以保護(hù)電池并提高充電效率。當(dāng)電池狀態(tài)和外界環(huán)境條件變化時(shí)，以下哪種充電控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的充電效果？（）A.恒流充電B.恒壓充電C.分段式充電D.智能充電6、關(guān)于局域網(wǎng)中的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)，以下說法不正確的是：（）A.VPN可以在公共網(wǎng)絡(luò)上建立安全的私有網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公、異地分支機(jī)構(gòu)互聯(lián)等功能B.VPN技術(shù)通過加密和隧道協(xié)議，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性和保密性C.可以使用IPSecVPN、SSLVPN等不同類型的VPN技術(shù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和需求選擇合適的方案D.VPN連接建立后，用戶在遠(yuǎn)程訪問局域網(wǎng)資源時(shí)的速度和穩(wěn)定性與本地訪問沒有任何區(qū)別7、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)8、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，以下哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)可以基于連續(xù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，通過離散化將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。常用的離散化方法有前向差分法、后向差分法和雙線性變換法等B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)法是直接根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和數(shù)字控制器的特點(diǎn)，在z域中進(jìn)行設(shè)計(jì)，無需經(jīng)過連續(xù)系統(tǒng)到離散系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過程C.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性等性能指標(biāo)，通過調(diào)整控制器的參數(shù)來滿足這些要求D.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)一旦完成，就不能再進(jìn)行修改和優(yōu)化，即使系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境或控制要求發(fā)生變化9、在計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)爐溫控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當(dāng)對(duì)溫度的控制精度要求很高，且加熱過程存在較大的滯后時(shí)，以下哪種加熱元件和控制方式的組合更合適？（）A.電阻絲加熱，結(jié)合智能預(yù)測(cè)控制算法B.紅外線加熱，采用傳統(tǒng)PID控制C.電磁感應(yīng)加熱，使用開環(huán)控制D.火焰加熱，依靠人工觀察調(diào)節(jié)10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，以下哪種架構(gòu)模式更適合大型復(fù)雜系統(tǒng)？（）A.單層架構(gòu)，所有功能都在一個(gè)模塊中實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單但難以維護(hù)B.分層架構(gòu)，將系統(tǒng)分為多層，如表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層等，每層負(fù)責(zé)不同的功能，具有良好的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和代碼復(fù)用性，適合大型復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)C.面向?qū)ο蠹軜?gòu)，完全基于對(duì)象的概念進(jìn)行設(shè)計(jì)，不考慮系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)D.分布式架構(gòu)，將系統(tǒng)分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，不適合大型系統(tǒng)11、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性提供了保障。以下關(guān)于RTOS的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求B.它具有任務(wù)調(diào)度、中斷管理、內(nèi)存管理等功能，提高系統(tǒng)的資源利用率和響應(yīng)速度C.RTOS通常適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，如航空航天、工業(yè)控制等D.任何一種操作系統(tǒng)都可以作為RTOS使用，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲煤蛢?yōu)化12、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，以下對(duì)于其分辨率和轉(zhuǎn)換速度的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.A/D和D/A轉(zhuǎn)換的分辨率越高越好，轉(zhuǎn)換速度則無關(guān)緊要B.分辨率決定了轉(zhuǎn)換的精度，轉(zhuǎn)換速度影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)系統(tǒng)要求平衡選擇合適的分辨率和轉(zhuǎn)換速度C.A/D和D/A轉(zhuǎn)換的分辨率和轉(zhuǎn)換速度對(duì)系統(tǒng)性能沒有明顯影響，可以忽略D.為了降低成本，應(yīng)盡量選擇分辨率低、轉(zhuǎn)換速度慢的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器13、在計(jì)算機(jī)控制的物流配送中心的分揀系統(tǒng)中，需要對(duì)大量不同類型的包裹進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類和派送。當(dāng)包裹的流向和數(shù)量存在不確定性時(shí)，以下哪種智能優(yōu)化算法能夠幫助優(yōu)化分揀路徑和資源配置？（）A.禁忌搜索算法B.差分進(jìn)化算法C.人工蜂群算法D.以上都是14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)中，以下關(guān)于冗余技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)的說法，哪種是不正確的？（）A.冗余技術(shù)是通過增加備用設(shè)備或部件，提高系統(tǒng)在故障情況下的可用性，如電源冗余、控制器冗余等B.容錯(cuò)技術(shù)則是通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和算法，使系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)檢測(cè)、診斷和恢復(fù)，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行C.冗余技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)都能夠提高系統(tǒng)的可靠性，但冗余技術(shù)成本較高，容錯(cuò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大D.只要采用了冗余技術(shù)或容錯(cuò)技術(shù)，就可以完全消除系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)停機(jī)或失控的情況15、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不適合中小型企業(yè)使用B.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。它通過網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)連接起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工業(yè)過程的全面監(jiān)控和控制C.DCS已經(jīng)過時(shí)，被其他新型控制系統(tǒng)完全取代D.DCS只能用于流程工業(yè)，不能用于離散制造業(yè)16、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)選型中，以下哪種考慮因素對(duì)系統(tǒng)性能影響最大？（）A.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的外觀和尺寸，越美觀越好B.處理器性能、內(nèi)存容量、存儲(chǔ)設(shè)備速度、擴(kuò)展接口數(shù)量和類型等硬件指標(biāo)，以及操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性，這些因素直接決定了系統(tǒng)的計(jì)算能力、數(shù)據(jù)處理速度和可擴(kuò)展性，對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響C.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的價(jià)格，越便宜越好D.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的品牌，知名品牌就一定好17、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，以下對(duì)于其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功耗低、專用性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)⒖刂乒δ芗稍谝粋€(gè)芯片或電路板上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制和智能化處理，在智能家居、汽車電子、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用B.嵌入式系統(tǒng)性能有限，只能用于簡(jiǎn)單的控制任務(wù)C.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)難度大，成本高，不適合大規(guī)模推廣D.嵌入式系統(tǒng)不如通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)靈活，應(yīng)用范圍較窄18、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性裕度計(jì)算，假設(shè)要評(píng)估一個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度和魯棒性，以下哪個(gè)指標(biāo)是重要的？（）A.不計(jì)算穩(wěn)定性裕度，無法評(píng)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(chǔ)備，相位裕度越大，系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性越好；幅值裕度越大，系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的不敏感性越強(qiáng)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(jì)算方法19、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)中，以下哪種控制算法在處理復(fù)雜非線性系統(tǒng)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)？（）A.傳統(tǒng)的PID控制算法，因其簡(jiǎn)單易用，適用于所有類型的系統(tǒng)B.模糊控制算法，能夠處理難以建立精確數(shù)學(xué)模型的非線性系統(tǒng)，通過模糊推理和規(guī)則庫(kù)進(jìn)行控制決策，具有較強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性C.最優(yōu)控制算法，總是能夠在各種情況下提供最優(yōu)的控制性能D.前饋控制算法，單獨(dú)使用就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜非線性系統(tǒng)的完美控制20、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)高精度的控制系統(tǒng)，以下哪個(gè)方面是需要重點(diǎn)關(guān)注的？（）A.忽略A/D和D/A轉(zhuǎn)換的精度和速度要求B.重點(diǎn)關(guān)注A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率、轉(zhuǎn)換速度、線性度和誤差等指標(biāo)，選擇合適的轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)對(duì)精度和實(shí)時(shí)性的要求C.只選擇價(jià)格便宜的轉(zhuǎn)換器，不考慮性能D.不進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換的選型和配置二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的多目標(biāo)優(yōu)化控制。2、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋最優(yōu)控制問題的建模過程。4、（本題5分）解釋數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法。5、（本題5分）簡(jiǎn)述智能家居系統(tǒng)中的控制技術(shù)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）為數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的刀具位置精確控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。3、（本題5分）針對(duì)一個(gè)鋼鐵廠的高爐煉鐵過程，設(shè)計(jì)其溫度和風(fēng)量的控制系統(tǒng)。4、（本題5分）利用計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)一個(gè)地質(zhì)勘探鉆機(jī)的鉆進(jìn)參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能溫室的環(huán)境控制系統(tǒng)，綜合運(yùn)用多種控制算法，對(duì)溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行精確控制。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的航空航天控制系統(tǒng)，如飛行器姿態(tài)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制和導(dǎo)航系統(tǒng)。闡述航空航天控制系統(tǒng)的高精度和高可靠性要求，分析相關(guān)的控制算法和容錯(cuò)技術(shù)。結(jié)合一個(gè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，說明如何確保飛行器的穩(wěn)定運(yùn)行和任務(wù)成功。2、（本題10分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等組件的選擇和接口設(shè)計(jì)。請(qǐng)全面論述硬件設(shè)計(jì)的基本原則和方法，分析不同類型傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器等）和執(zhí)行器（如電機(jī)、閥門等）的特性和適用場(chǎng)景。結(jié)合