北京石油化工學(xué)院《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(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)北京石油化工學(xué)院

《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》2021-2022學(xué)年第一學(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15個(gè)小題，每小題2分，共30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)的通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性是重要的考慮因素。當(dāng)需要在一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的高速、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，以下哪種通信協(xié)議更適合？（）A.CAN總線協(xié)議，具有高可靠性和實(shí)時(shí)性B.Ethernet以太網(wǎng)協(xié)議，廣泛應(yīng)用但實(shí)時(shí)性一般C.Wi-Fi無(wú)線協(xié)議，方便但易受干擾D.藍(lán)牙協(xié)議，適用于短距離通信但速度較慢2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，以下關(guān)于其分類和應(yīng)用的描述，哪一個(gè)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括點(diǎn)位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)等。點(diǎn)位控制系統(tǒng)要求準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置；直線控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)直線軌跡的控制；輪廓控制系統(tǒng)能夠控制多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的曲線軌跡。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等領(lǐng)域B.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的分類不重要，應(yīng)用場(chǎng)景也比較單一C.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)只適用于高精度的工業(yè)設(shè)備，對(duì)一般的機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制沒(méi)有作用D.運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒(méi)有進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)的空間3、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的組態(tài)軟件，以下關(guān)于其功能和應(yīng)用領(lǐng)域的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.組態(tài)軟件具有圖形界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、控制策略組態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、電力、石油化工等領(lǐng)域，能夠快速搭建個(gè)性化的控制系統(tǒng)B.組態(tài)軟件功能單一，只能用于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)C.組態(tài)軟件操作復(fù)雜，需要專業(yè)的編程知識(shí)才能使用D.組態(tài)軟件價(jià)格昂貴，性價(jià)比低，不適合推廣應(yīng)用4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全方面，以下關(guān)于其面臨的威脅和防護(hù)措施的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)面臨著來(lái)自外部的黑客攻擊、病毒感染、惡意軟件等威脅，以及內(nèi)部的誤操作、設(shè)備故障等風(fēng)險(xiǎn)B.為了保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全，可以采取網(wǎng)絡(luò)隔離、訪問(wèn)控制、加密傳輸、漏洞掃描、安全監(jiān)測(cè)等防護(hù)措施C.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全只需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)層面的防護(hù)，不需要考慮終端設(shè)備和應(yīng)用程序的安全D.建立完善的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)員工的安全意識(shí)培訓(xùn)，也是保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段5、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(shuō)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(guò)網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工業(yè)過(guò)程的全面監(jiān)控和控制C.DCS已經(jīng)過(guò)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)6、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中，以下關(guān)于智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展，智能化使系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力，網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和資源共享，集成化則將各種控制功能整合在一個(gè)平臺(tái)上，提高系統(tǒng)的整體性能和效率B.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只是概念炒作，對(duì)實(shí)際應(yīng)用沒(méi)有太大意義C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到瓶頸，難以實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化D.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只適用于高端控制系統(tǒng)，對(duì)普通控制系統(tǒng)不適用7、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多變量控制（MultivariableControl）問(wèn)題中，以下敘述錯(cuò)誤的是（）A.多變量控制系統(tǒng)具有多個(gè)輸入和多個(gè)輸出，控制關(guān)系較為復(fù)雜B.相比單變量控制，多變量控制需要考慮變量之間的耦合和相互影響C.解耦控制是解決多變量控制問(wèn)題的一種有效方法，可以將多變量系統(tǒng)分解為多個(gè)獨(dú)立的單變量系統(tǒng)進(jìn)行控制D.多變量控制只在大型工業(yè)系統(tǒng)中存在，小型控制系統(tǒng)不會(huì)涉及8、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制中，系統(tǒng)能夠根據(jù)對(duì)象特性的變化自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)。當(dāng)被控對(duì)象的特性隨工作條件發(fā)生較大變化時(shí)，以下哪種自適應(yīng)控制方法更能快速適應(yīng)并保持良好的控制性能？（）A.模型參考自適應(yīng)控制，參考理想模型進(jìn)行調(diào)整B.自校正控制，在線估計(jì)對(duì)象參數(shù)并調(diào)整控制器C.無(wú)模型自適應(yīng)控制，不依賴對(duì)象模型D.固定參數(shù)控制，不進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整9、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理電路中，以下關(guān)于其作用和類型的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.信號(hào)調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入要求B.放大電路可以提高信號(hào)的幅度，使其能夠被準(zhǔn)確測(cè)量；濾波電路用于去除信號(hào)中的噪聲和干擾；隔離電路用于防止信號(hào)之間的串?dāng)_和共模干擾C.信號(hào)調(diào)理電路可以分為模擬信號(hào)調(diào)理電路和數(shù)字信號(hào)調(diào)理電路，分別適用于不同類型的信號(hào)和系統(tǒng)D.信號(hào)調(diào)理電路的性能對(duì)系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性沒(méi)有影響，只要能夠?qū)⑿盘?hào)轉(zhuǎn)換為合適的形式即可10、在計(jì)算機(jī)控制的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)用于提高發(fā)電效率。當(dāng)光照強(qiáng)度和溫度不斷變化時(shí)，以下哪種MPPT算法更能快速準(zhǔn)確地跟蹤最大功率點(diǎn)？（）A.擾動(dòng)觀察法，通過(guò)擾動(dòng)電壓或電流來(lái)尋找最大功率點(diǎn)B.電導(dǎo)增量法，根據(jù)電導(dǎo)變化判斷最大功率點(diǎn)C.恒壓跟蹤法，保持輸出電壓恒定D.不進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤，直接輸出固定功率11、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的智能控制領(lǐng)域，關(guān)于模糊控制與專家系統(tǒng)控制的特點(diǎn)，以下哪一項(xiàng)比較是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.模糊控制基于模糊邏輯和語(yǔ)言規(guī)則，能夠處理不確定性和模糊性信息，具有較強(qiáng)的魯棒性；專家系統(tǒng)控制則依賴于專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性B.模糊控制和專家系統(tǒng)控制在原理和應(yīng)用上非常相似，可以相互替代，沒(méi)有明顯的區(qū)別C.專家系統(tǒng)控制適用于復(fù)雜的、難以建立精確數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，而模糊控制則主要用于簡(jiǎn)單的、線性系統(tǒng)D.模糊控制的計(jì)算量較大，響應(yīng)速度慢；專家系統(tǒng)控制則計(jì)算效率高，實(shí)時(shí)性好12、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線升級(jí)項(xiàng)目，需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和優(yōu)化。在評(píng)估可行性和制定方案時(shí)，以下哪個(gè)因素是首要考慮的？（）A.新設(shè)備與現(xiàn)有設(shè)備的兼容性B.升級(jí)成本和預(yù)期收益C.技術(shù)的先進(jìn)性和成熟度D.對(duì)生產(chǎn)流程的影響和調(diào)整難度13、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的容錯(cuò)控制（Fault-tolerantControl）技術(shù)，以下說(shuō)法不正確的是（）A.容錯(cuò)控制是指系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)，仍能保持一定的性能或安全運(yùn)行B.可以采用硬件冗余、軟件冗余、故障檢測(cè)與診斷等手段實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制C.容錯(cuò)控制只能處理輕微的故障，對(duì)于嚴(yán)重的故障無(wú)法保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.容錯(cuò)控制的設(shè)計(jì)需要考慮故障的類型、概率和影響，以及系統(tǒng)的恢復(fù)策略14、在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要協(xié)同工作以完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。當(dāng)不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間和順序需要精確協(xié)調(diào)時(shí)，以下哪種控制方式更能確保生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行？（）A.集中控制，由一個(gè)中央控制器統(tǒng)一指揮B.分散控制，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立控制C.分級(jí)控制，分層次進(jìn)行協(xié)調(diào)控制D.無(wú)序控制，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨機(jī)動(dòng)作15、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的控制器之一。關(guān)于PID控制器，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.PID控制器由比例、積分和微分三個(gè)環(huán)節(jié)組成，通過(guò)調(diào)整三個(gè)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同的控制效果B.比例環(huán)節(jié)可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但過(guò)大的比例系數(shù)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)C.積分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過(guò)強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降D.微分環(huán)節(jié)可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)，提前進(jìn)行控制，但對(duì)噪聲敏感，容易引起系統(tǒng)的振蕩二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的誤差分析。2、（本題5分）什么是現(xiàn)場(chǎng)總線？列舉幾種常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。3、（本題5分）闡述如何提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可視化監(jiān)控界面設(shè)計(jì)對(duì)于操作人員直觀了解系統(tǒng)狀態(tài)和進(jìn)行控制操作具有重要意義。請(qǐng)深入探討可視化監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)原則和方法，如人機(jī)交互性、信息展示的清晰性和準(zhǔn)確性等。分析常用的監(jiān)控界面開發(fā)工具和技術(shù)，如組態(tài)軟件、LabVIEW等。結(jié)合實(shí)際的控制系統(tǒng)，說(shuō)明如何設(shè)計(jì)一個(gè)功能完善、易于操作的可視化監(jiān)控界面，并討論在界面設(shè)計(jì)中如何考慮不同用戶的需求和操作習(xí)慣。2、（本題5分）深入研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的語(yǔ)音識(shí)別與控制系統(tǒng)，解釋語(yǔ)音信號(hào)的處理方法和識(shí)別算法，分析語(yǔ)音控制在人機(jī)交互中的應(yīng)用。討論如何提高語(yǔ)音識(shí)別的準(zhǔn)確率和響應(yīng)速度，結(jié)合一個(gè)智能家居語(yǔ)音控制系統(tǒng)，說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)便捷的語(yǔ)音操作。3、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)的抗飽和控制策略，分析在執(zhí)行器受限情況下如何避免系統(tǒng)性能惡化，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制效果。4、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的虛擬控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建，包括硬件設(shè)備模擬、軟件環(huán)境搭建、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等，討論如何為