煙臺大學(xué)《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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、在計(jì)算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備中，如輸液泵、呼吸機(jī)等，需要保證控制的精度和安全性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)，以下哪種報(bào)警和保護(hù)機(jī)制能夠及時(shí)有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報(bào)警B.自動停機(jī)C.緊急呼叫D.以上都是2、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。機(jī)器人的運(yùn)動軌跡規(guī)劃、關(guān)節(jié)控制、力控制等都依賴于計(jì)算機(jī)控制。例如，在汽車生產(chǎn)線上的焊接機(jī)器人需要精確控制焊接位置和力度。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是：（）A.可以采用離線編程的方式，提前規(guī)劃機(jī)器人的運(yùn)動軌跡B.機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要具備高速計(jì)算和實(shí)時(shí)響應(yīng)的能力C.傳感器反饋對于機(jī)器人的精確控制作用不大，可以忽略D.機(jī)器人的控制系統(tǒng)需要與其他設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)3、計(jì)算機(jī)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(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、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此應(yīng)用范圍有限4、對于局域網(wǎng)中的無線局域網(wǎng)（WLAN）組建，以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.無線局域網(wǎng)使用無線信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，擺脫了線纜的束縛，使網(wǎng)絡(luò)接入更加靈活方便B.在組建無線局域網(wǎng)時(shí)，需要選擇合適的無線接入點(diǎn)（AP），設(shè)置SSID、加密方式和信道等參數(shù)，以確保網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性C.無線信號的覆蓋范圍和傳輸速率受到障礙物、距離和干擾等因素的影響，因此需要合理規(guī)劃AP的位置和數(shù)量D.無線局域網(wǎng)的安全性不如有線局域網(wǎng)，容易受到黑客攻擊和竊聽，因此不適合在對安全性要求較高的場合使用5、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，抗干擾技術(shù)是保障系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要手段。以下關(guān)于抗干擾技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.硬件抗干擾措施可以包括濾波、屏蔽、接地等，減少外部干擾對系統(tǒng)的影響B(tài).軟件抗干擾技術(shù)可以通過數(shù)字濾波、指令冗余、軟件陷阱等方法提高系統(tǒng)的可靠性C.電磁兼容性設(shè)計(jì)可以確保系統(tǒng)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中正常工作，減少自身對外界的干擾和外界對自身的干擾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)的干擾，無需考慮系統(tǒng)的安裝和布線6、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的控制系統(tǒng)性能評估指標(biāo)中，例如評估一個溫度控制系統(tǒng)的性能，以下哪個指標(biāo)能夠綜合反映系統(tǒng)的快速性和穩(wěn)定性？（）A.不明確性能評估指標(biāo)，無法有效評估B.調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量，調(diào)節(jié)時(shí)間越短，系統(tǒng)響應(yīng)越快；超調(diào)量越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好，綜合這兩個指標(biāo)可以較好地評價(jià)系統(tǒng)的性能C.只關(guān)注單一指標(biāo)，評估不全面D.不進(jìn)行性能評估，無法改進(jìn)系統(tǒng)7、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯技術(shù)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.故障診斷是及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障并確定其位置和類型的過程，容錯技術(shù)則是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)采取措施保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行B.故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷、基于知識的診斷等，不同方法各有優(yōu)缺點(diǎn)C.容錯技術(shù)包括硬件容錯、軟件容錯和信息容錯等，通過冗余和備份機(jī)制提高系統(tǒng)的可靠性D.故障診斷和容錯技術(shù)只在關(guān)鍵的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中需要應(yīng)用，對于一般的控制系統(tǒng)來說，沒有必要考慮8、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)對于保證系統(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)部干擾主要來自系統(tǒng)內(nèi)部的電路噪聲和電磁輻射，外部干擾主要來自電源波動、空間電磁輻射和信號線引入的干擾等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，無需采取其他措施9、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的分布式控制系統(tǒng)架構(gòu)中，考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展性和可靠性，以下哪個特點(diǎn)是其顯著優(yōu)勢？（）A.不了解分布式控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，無法發(fā)揮優(yōu)勢B.功能分散、危險(xiǎn)分散、管理集中，各個控制節(jié)點(diǎn)相對獨(dú)立，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性，單個節(jié)點(diǎn)的故障不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓C.認(rèn)為分布式控制系統(tǒng)復(fù)雜，不采用D.只看到分布式控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，忽略其優(yōu)勢10、當(dāng)談到閉環(huán)控制系統(tǒng)（Closed-loopControlSystem）的工作原理時(shí)，以下說法錯誤的是：（）A.閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋回路將輸出量與期望值進(jìn)行比較，并根據(jù)偏差產(chǎn)生控制作用B.反饋信號可以是輸出量的全部或部分，用于修正控制輸入C.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠克服各種擾動對系統(tǒng)輸出的影響，實(shí)現(xiàn)精確控制D.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，控制器的參數(shù)一旦設(shè)定就不能再調(diào)整，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定11、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)，假設(shè)要開發(fā)一個復(fù)雜的控制程序，以下哪個設(shè)計(jì)原則是需要優(yōu)先遵循的？（）A.不遵循任何設(shè)計(jì)原則，代碼混亂B.模塊化設(shè)計(jì)原則，將系統(tǒng)功能分解為獨(dú)立的模塊，便于開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)，提高軟件的可擴(kuò)展性和可重用性C.只追求代碼的簡潔性，忽略功能完整性D.不進(jìn)行軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，隨意編寫代碼12、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用越來越廣泛，如手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)療影像設(shè)備、生命支持系統(tǒng)等。這些設(shè)備對控制的精度和可靠性要求極高。例如，在心臟起搏器中，需要精確控制起搏頻率和輸出能量。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的描述，不正確的是：（）A.醫(yī)療設(shè)備的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要經(jīng)過嚴(yán)格的安全性和有效性認(rèn)證B.采用無線通信技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)醫(yī)療設(shè)備與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸C.醫(yī)療設(shè)備中的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟，不會存在任何風(fēng)險(xiǎn)D.為了保障患者的安全，醫(yī)療設(shè)備的軟件需要定期更新和維護(hù)13、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入輸出接口技術(shù)中，以下關(guān)于并行接口和串行接口的比較，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.并行接口一次可以傳輸多個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度快，但需要較多的數(shù)據(jù)線，適用于短距離、高速的數(shù)據(jù)傳輸B.串行接口一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度相對較慢，但只需要少數(shù)幾根數(shù)據(jù)線，適用于長距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸C.并行接口的線路復(fù)雜，成本高，抗干擾能力差；串行接口的線路簡單，成本低，抗干擾能力強(qiáng)D.在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于串行接口的速度不斷提高，已經(jīng)完全取代了并行接口，不再使用并行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸14、當(dāng)設(shè)計(jì)一個計(jì)算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，對系統(tǒng)的安全性和可靠性要求極高。為了確保患者的安全和治療效果，以下哪種措施是必不可少的？（）A.采用多重備份和冗余設(shè)計(jì)B.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件和硬件測試C.遵循相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范D.以上都是15、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16、在計(jì)算機(jī)控制的光伏電站系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），提高發(fā)電效率，以下哪種控制算法是常用的？（）A.擾動觀察法，通過不斷擾動工作點(diǎn)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.模糊控制算法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則調(diào)整工作點(diǎn)D.以上算法結(jié)合使用17、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(shí)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18、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展。以下關(guān)于機(jī)器人控制中的計(jì)算機(jī)技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)劃、軌跡跟蹤和力控制，提高機(jī)器人的作業(yè)精度和靈活性B.基于視覺的機(jī)器人控制利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)獲取環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和避障C.機(jī)器人控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)需要具備強(qiáng)大的計(jì)算能力和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力D.機(jī)器人控制中的計(jì)算機(jī)技術(shù)只關(guān)注機(jī)器人的機(jī)械運(yùn)動，不涉及機(jī)器人的感知和決策19、在計(jì)算機(jī)控制的智能倉儲物流系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)貨物的自動搬運(yùn)和存儲。當(dāng)倉庫空間有限且貨物搬運(yùn)路徑復(fù)雜時(shí)，以下哪種路徑規(guī)劃算法能夠有效地提高搬運(yùn)效率，減少碰撞和擁堵？（）A.A*算法B.Dijkstra算法C.蟻群算法D.以上都是20、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)二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）什么是解耦控制？在多變量系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)解耦？2、（本題5分）簡述控制系統(tǒng)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。3、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中干擾的來源及抑制方法。4、（本題5分）闡述飛行器控制系統(tǒng)的性能測試。5、（本題5分）說明如何利用大數(shù)據(jù)改善交通控制系統(tǒng)性能。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個智能家居的智能燈光場景切換控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個基于計(jì)算機(jī)的扭矩分布抑制系統(tǒng)，抑制扭矩在機(jī)械系統(tǒng)中的分布偏差。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個計(jì)算機(jī)控制的流量分布調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流量在管道內(nèi)的均勻分布。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個智能交通系統(tǒng)中的智能停車誘導(dǎo)控制系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個計(jì)算機(jī)控制的張力控制系統(tǒng)，確保張力在0-100N范圍內(nèi)穩(wěn)定，誤差在±2N以內(nèi)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容之一。請?jiān)敿?xì)論述數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，包括直接數(shù)字設(shè)計(jì)法、模擬化設(shè)計(jì)法等，并分析它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際控制系統(tǒng)，闡述如何