煙臺大學《計算機控制系統(tǒng)實驗》2022-2023學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁煙臺大學

《計算機控制系統(tǒng)實驗》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在計算機控制技術(shù)中，對于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析是至關(guān)重要的。當一個計算機控制系統(tǒng)存在多個反饋回路，且系統(tǒng)參數(shù)隨時間變化時，以下哪種方法更適合用于判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性？（）A.勞斯判據(jù)，通過計算特征方程的系數(shù)來判斷B.奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，基于系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性C.根軌跡法，繪制系統(tǒng)特征根隨參數(shù)變化的軌跡D.直接觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，憑經(jīng)驗判斷穩(wěn)定性2、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)3、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和處理是獲取系統(tǒng)信息和做出控制決策的基礎(chǔ)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)采集和處理的描述，哪一項是不準確的？（）A.數(shù)據(jù)采集需要考慮采樣頻率、精度和通道數(shù)量等因素，以滿足系統(tǒng)的要求B.采集到的數(shù)據(jù)可能存在噪聲和誤差，需要進行濾波、校準和數(shù)據(jù)融合等處理C.數(shù)據(jù)處理可以包括數(shù)據(jù)分析、特征提取和模式識別等，為控制決策提供支持D.數(shù)據(jù)采集和處理的速度對系統(tǒng)性能影響不大，可以在系統(tǒng)空閑時進行4、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機（IndustrialControlComputer，IPC）特點中，以下說法不準確的是（）A.IPC具有高可靠性、強抗干擾能力和豐富的接口資源B.適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，能夠長時間穩(wěn)定運行C.IPC的性能和功能已經(jīng)固定，無法進行升級和擴展D.可以根據(jù)不同的控制需求，靈活配置硬件和軟件5、在計算機控制的工業(yè)爐溫控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當對溫度的控制精度要求很高，且加熱過程存在較大的滯后時，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)合智能預測控制算法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)6、對于計算機控制系統(tǒng)中的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術(shù)，以下觀點不正確的是（）A.虛擬儀器通過軟件將計算機與測量硬件結(jié)合，實現(xiàn)儀器的功能B.具有靈活性高、開發(fā)成本低、功能強大等優(yōu)點C.虛擬儀器完全取代了傳統(tǒng)的物理儀器，不再需要使用傳統(tǒng)儀器進行測量和控制D.虛擬儀器的開發(fā)需要掌握一定的編程語言和測量原理知識7、在計算機控制技術(shù)中，先進控制策略不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于先進控制策略的描述，哪一項是不正確的？（）A.預測控制通過預測系統(tǒng)未來的輸出，提前采取控制措施，提高控制性能B.自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的變化自動調(diào)整控制器的參數(shù)，適應(yīng)不同的工況C.魯棒控制在系統(tǒng)存在不確定性和干擾的情況下，仍能保持較好的控制效果D.先進控制策略雖然性能優(yōu)越，但計算復雜度高，不適合在實時性要求高的系統(tǒng)中應(yīng)用8、在計算機控制技術(shù)中，故障診斷與容錯控制是提高系統(tǒng)可靠性的重要手段。通過對系統(tǒng)運行狀態(tài)的監(jiān)測和分析，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并采取相應(yīng)的措施。例如，在一個電力系統(tǒng)中，對變壓器、斷路器等設(shè)備進行實時監(jiān)測和故障診斷。以下關(guān)于故障診斷與容錯控制的說法，準確的是：（）A.故障診斷只能基于硬件檢測，軟件分析無法實現(xiàn)B.容錯控制可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，自動切換到備用設(shè)備或采取降級運行模式C.故障診斷和容錯控制技術(shù)對于提高系統(tǒng)的可用性沒有幫助D.只要系統(tǒng)設(shè)計合理，就不會出現(xiàn)故障，不需要進行故障診斷和容錯控制9、計算機控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，如智能手機、平板電腦、汽車電子等。嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功耗低、實時性強等特點。例如，在汽車的發(fā)動機控制系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)負責控制燃油噴射、點火時機等。以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)在計算機控制中的描述，錯誤的是：（）A.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要考慮硬件資源的限制和優(yōu)化B.嵌入式操作系統(tǒng)的選擇對系統(tǒng)性能有重要影響C.嵌入式系統(tǒng)的軟件和硬件可以隨意修改和升級，不會影響系統(tǒng)穩(wěn)定性D.嵌入式系統(tǒng)通常需要進行嚴格的測試和驗證，以確保其可靠性10、在計算機控制系統(tǒng)的信號調(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？（）A.信號調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的微弱信號進行放大、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的幅度，使其能夠被準確測量；濾波電路用于去除信號中的噪聲和干擾；隔離電路用于防止信號之間的串擾和共模干擾C.信號調(diào)理電路可以分為模擬信號調(diào)理電路和數(shù)字信號調(diào)理電路，分別適用于不同類型的信號和系統(tǒng)D.信號調(diào)理電路的性能對系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性沒有影響，只要能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換為合適的形式即可11、對于計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用，在考慮其與傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的比較時，以下哪一項優(yōu)勢是最為突出的？（）A.工業(yè)以太網(wǎng)具有更高的帶寬、更遠的傳輸距離、更好的兼容性和開放性，能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)對大數(shù)據(jù)量、高速通信和互操作性的需求B.工業(yè)以太網(wǎng)的安裝和維護成本低于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，因為其使用的線纜和連接器更為常見和便宜C.傳統(tǒng)現(xiàn)場總線在實時性和確定性方面優(yōu)于工業(yè)以太網(wǎng)，因此在對實時性要求極高的場合，工業(yè)以太網(wǎng)不適用D.工業(yè)以太網(wǎng)的安全性不如傳統(tǒng)現(xiàn)場總線，容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊和干擾12、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成與協(xié)同控制方面，以下哪種挑戰(zhàn)是最常見的？（）A.不同子系統(tǒng)之間的通信協(xié)議不一致，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作B.各個子系統(tǒng)的性能都很優(yōu)秀，不存在協(xié)同控制的問題C.系統(tǒng)集成只需要將硬件連接起來，軟件不需要進行整合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13、在計算機控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制（OptimalControl）中，以下描述不正確的是：（）A.最優(yōu)控制是在一定的約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標達到最優(yōu)B.可以通過求解動態(tài)規(guī)劃方程或使用線性二次型調(diào)節(jié)器等方法實現(xiàn)最優(yōu)控制C.最優(yōu)控制需要精確的系統(tǒng)模型和完整的系統(tǒng)信息，在實際應(yīng)用中往往難以實現(xiàn)D.一旦實現(xiàn)了最優(yōu)控制，系統(tǒng)就不需要再進行調(diào)整和優(yōu)化14、對于計算機控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下關(guān)于其在復雜系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢和挑戰(zhàn)的描述，哪一項是正確的？（）A.智能控制算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法控制等在處理復雜、不確定性系統(tǒng)時具有強大的自適應(yīng)性和優(yōu)化能力，但也面臨著計算量大、模型訓練困難、實時性要求高等挑戰(zhàn)B.智能控制算法理論復雜，實際應(yīng)用效果不佳，不適合在工業(yè)控制中使用C.智能控制算法可以完全替代傳統(tǒng)控制算法，解決所有控制問題D.智能控制算法只適用于研究領(lǐng)域，在實際工程中難以應(yīng)用15、在計算機控制技術(shù)中，抗干擾技術(shù)是保障系統(tǒng)可靠運行的重要手段。以下關(guān)于抗干擾技術(shù)的描述，哪一項是錯誤的？（）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)計可以確保系統(tǒng)在復雜的電磁環(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16、對于計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)4.0與智能制造，以下說法不準確的是：（）A.工業(yè)4.0強調(diào)通過信息技術(shù)實現(xiàn)制造業(yè)的智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型B.計算機控制技術(shù)在智能制造中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和優(yōu)化控制C.智能制造能夠提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的競爭力，但實施成本高昂，只有大型企業(yè)才能承擔D.工業(yè)4.0和智能制造的發(fā)展需要跨學科的知識和技術(shù)融合，以及企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃和創(chuàng)新思維17、在計算機控制的智能交通系統(tǒng)中，需要對車輛的行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制。當面臨復雜的交通流量和多變的路況時，以下哪種控制策略能夠更好地優(yōu)化交通流量，減少擁堵？（）A.集中式控制B.分布式控制C.分層式控制D.隨機控制18、在計算機控制的汽車電子系統(tǒng)中，如發(fā)動機管理系統(tǒng)、制動系統(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)計方法是常用的？（）A.降額設(shè)計，降低元器件的工作應(yīng)力B.冗余設(shè)計，增加備份部件C.故障樹分析（FTA），預測和預防故障D.以上方法都是19、在計算機控制的機器人系統(tǒng)中，軌跡規(guī)劃是實現(xiàn)精確運動控制的關(guān)鍵。當要求機器人在有限的時間內(nèi)從起始點以最短路徑到達目標點，并避開障礙物時，以下哪種軌跡規(guī)劃算法更適用？（）A.直線插補算法，簡單直接B.圓弧插補算法，適用于曲線運動C.多項式插補算法，可靈活設(shè)定運動曲線D.隨機生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化20、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷和容錯控制方面，如果系統(tǒng)中的某個傳感器發(fā)生故障，導致測量數(shù)據(jù)不準確，以下哪種方法能夠及時檢測到故障并采取相應(yīng)的容錯措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多個相同傳感器進行對比B.基于模型的方法，通過模型預測值與實際測量值的差異判斷C.基于信號處理的方法，分析測量信號的特征來檢測故障D.以上方法結(jié)合使用，提高故障診斷的準確性和可靠性21、數(shù)字控制器的設(shè)計是計算機控制技術(shù)中的重要內(nèi)容。對于數(shù)字控制器的設(shè)計，以下哪一項是錯誤的？（）A.可以通過連續(xù)控制系統(tǒng)的離散化方法，將成熟的連續(xù)控制算法轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制器B.直接數(shù)字設(shè)計方法直接根據(jù)離散系統(tǒng)的特點設(shè)計數(shù)字控制器，無需考慮連續(xù)系統(tǒng)的特性C.數(shù)字控制器的穩(wěn)定性是設(shè)計時需要重點考慮的因素，關(guān)系到系統(tǒng)的正常運行D.數(shù)字控制器的設(shè)計只需要考慮系統(tǒng)的性能指標，無需考慮硬件實現(xiàn)的可行性22、對于一個計算機控制的機器人系統(tǒng)，要實現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制，需要準確的模型和高性能的算法。在模型不確定或存在較大誤差的情況下，以下哪種控制方法能夠較好地適應(yīng)并實現(xiàn)準確跟蹤？（）A.自適應(yīng)控制，根據(jù)系統(tǒng)運行情況自動調(diào)整控制器參數(shù)B.魯棒控制，在模型存在不確定性時仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.最優(yōu)控制，尋求最優(yōu)的控制策略D.智能控制，結(jié)合多種智能算法進行控制23、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯技術(shù)，假設(shè)系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障，以下哪種診斷方法能夠快速準確地定位故障源？（）A.依靠人工檢查和判斷，費時費力且不準確B.運用基于模型的故障診斷方法，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，通過比較實際輸出與模型預測輸出的差異來檢測和診斷故障，結(jié)合智能算法提高診斷的準確性和速度C.不進行故障診斷，等待故障自行消失D.采用簡單的閾值判斷，容易誤判24、計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實現(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，哪一項是不正確的？（）A.現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具有實時性、可靠性和開放性等特點B.工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制中的應(yīng)用越來越廣泛，它結(jié)合了以太網(wǎng)的高速傳輸和工業(yè)控制的實時性要求C.無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為移動設(shè)備和遠程監(jiān)控提供了便利，但存在信號不穩(wěn)定和安全性等問題D.網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇對系統(tǒng)的性能沒有影響，任何一種協(xié)議都可以滿足控制要求25、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的自適應(yīng)控制技術(shù)，以下哪種應(yīng)用場景能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢？（）A.系統(tǒng)參數(shù)和環(huán)境變化緩慢，不需要自適應(yīng)控制B.當系統(tǒng)的參數(shù)、結(jié)構(gòu)或環(huán)境發(fā)生變化時，自適應(yīng)控制技術(shù)能夠自動調(diào)整控制器的參數(shù)或結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)變化，保持系統(tǒng)的性能。例如在飛行器控制、機器人控制等領(lǐng)域，環(huán)境和任務(wù)的變化較為頻繁，自適應(yīng)控制能夠發(fā)揮重要作用C.自適應(yīng)控制技術(shù)計算復雜，不適合實際應(yīng)用D.自適應(yīng)控制技術(shù)只能用于線性系統(tǒng)，對非線性系統(tǒng)無效26、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27、在計算機控制系統(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、軟件診斷算法、專家系統(tǒng)等方法進行故障診斷C.故障診斷的目的是為了及時采取措施修復故障，保證系統(tǒng)的正常運行D.只有在系統(tǒng)出現(xiàn)明顯故障癥狀時才需要進行故障診斷，平時不需要進行監(jiān)測28、在計算機控制系統(tǒng)的魯棒控制（RobustControl）方法中，以下敘述不準確的是（）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)的不確定性進行合理的描述和建模29、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計（SoftwareDesign）過程中，以下描述不準確的是（）A.軟件設(shè)計包括控制算法的實現(xiàn)、界面設(shè)計、數(shù)據(jù)管理等方面B.采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的編程方法可以提高軟件的可讀性、可維護性和可擴展性C.實時操作系統(tǒng)（RTOS）可以為軟件提供良好的任務(wù)調(diào)度和資源管理功能D.軟件設(shè)計完成后無需進行測試和優(yōu)化，只要能實現(xiàn)基本的控制功能即可30、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機選型中，以下哪種考慮因素對系統(tǒng)性能影響最大？（）A.工業(yè)控制計算機的外觀和尺寸，越美觀越好B.處理器性能、內(nèi)存容量、存儲設(shè)備速度、擴展接口數(shù)量和類型等硬件指標，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)的計算能力、數(shù)據(jù)處理速度和可擴展性，對系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響C.工業(yè)控制計算機的價格，越便宜越好D.工業(yè)控制計算機的品牌，知名品牌就一定好二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述計算機控制系統(tǒng)中的智能交通控制。闡述智能交通系統(tǒng)中的交通信號控制、車輛導航和自動駕駛等方面的控制技術(shù)。分析如何利用計算機控制系統(tǒng)提高交通效率、減少擁堵和保障交通安全，以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)。2、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的智能