江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)控技術(shù)及裝備》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)控技術(shù)及裝備》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、對于計算機控制系統(tǒng)的可靠性評估，假設(shè)要評估一個新設(shè)計的控制系統(tǒng)在長期運行中的可靠性，以下哪個方面是需要綜合考慮的？（）A.不進行可靠性評估，系統(tǒng)存在風(fēng)險B.硬件的可靠性、軟件的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的容錯能力、維護的便捷性以及環(huán)境適應(yīng)性等方面，通過可靠性模型和指標(biāo)計算，對系統(tǒng)的可靠性進行量化評估C.只關(guān)注某一方面的可靠性，評估不全面D.認為可靠性評估不重要，不進行相關(guān)工作2、在計算機控制的智能家居系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)對燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備的自動化控制。當(dāng)用戶需求多樣化，且設(shè)備分布較廣時，以下哪種通信協(xié)議更適合構(gòu)建智能家居的控制網(wǎng)絡(luò)？（）A.ZigbeeB.BluetoothC.Wi-FiD.以上都不是3、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)（Anti-interferenceTechnology）中，以下說法錯誤的是（）A.干擾會影響計算機控制系統(tǒng)的正常運行，降低系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.常見的干擾源有電源干擾、電磁干擾、信號傳輸干擾等C.可以采用硬件濾波、軟件濾波、接地、屏蔽等方法來抑制干擾D.一旦系統(tǒng)設(shè)計完成，就無法再采取抗干擾措施，只能接受干擾帶來的影響4、在計算機控制系統(tǒng)的先進控制策略中，預(yù)測控制具有獨特的優(yōu)勢。關(guān)于預(yù)測控制，以下描述不正確的是（）A.預(yù)測控制基于模型預(yù)測未來的輸出，并通過優(yōu)化算法確定控制輸入B.它能夠處理多變量、約束和時變等復(fù)雜的控制問題C.預(yù)測控制的計算量較大，對計算機的性能要求較高D.預(yù)測控制不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型，適用于任何類型的被控對象5、在計算機控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，對于多變量控制系統(tǒng)的解耦控制是一個復(fù)雜的問題。當(dāng)多個變量之間存在較強的耦合關(guān)系，嚴重影響系統(tǒng)控制性能時，以下哪種解耦方法更有效？（）A.前饋補償解耦，通過引入前饋通道實現(xiàn)解耦B.對角矩陣解耦，將系統(tǒng)矩陣轉(zhuǎn)化為對角矩陣C.單位矩陣解耦，使耦合矩陣變?yōu)閱挝痪仃嘍.忽略耦合關(guān)系，分別對每個變量進行獨立控制6、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）設(shè)計中，以下敘述不正確的是（）A.人機交互界面應(yīng)該具有友好的操作方式、清晰的信息顯示和及時的反饋B.考慮用戶的使用習(xí)慣和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美觀的界面設(shè)計比功能的實用性更重要，能夠吸引用戶的注意力D.可以采用觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等多種輸入方式，滿足不同用戶的需求7、對于一個計算機控制的化工生產(chǎn)過程，其中涉及到多種化學(xué)反應(yīng)和物理變化，控制參數(shù)眾多且相互關(guān)聯(lián)。為了優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，以下哪種優(yōu)化控制方法是可行的？（）A.線性規(guī)劃，求解線性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解B.非線性規(guī)劃，處理復(fù)雜的非線性關(guān)系C.動態(tài)規(guī)劃，解決多階段決策問題D.以上方法結(jié)合，根據(jù)具體問題選擇合適的優(yōu)化算法8、在設(shè)計一個計算機控制系統(tǒng)的人機界面時，需要考慮操作人員的使用習(xí)慣和工作效率。如果系統(tǒng)需要顯示大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)和圖形，以下哪種界面設(shè)計原則對于提高操作人員的信息獲取和決策能力最為關(guān)鍵？（）A.簡潔明了B.色彩搭配協(xié)調(diào)C.布局合理D.交互性強9、在控制系統(tǒng)中，開環(huán)幅相頻率特性曲線與負實軸的交點對應(yīng)的頻率稱為（）A.截止頻率B.穿越頻率C.帶寬D.諧振頻率10、在計算機控制的飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)中，精確的姿態(tài)解算是保證飛行安全和穩(wěn)定的關(guān)鍵。當(dāng)飛行器處于復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中，以下哪種姿態(tài)解算算法更能提供準(zhǔn)確的姿態(tài)信息？（）A.卡爾曼濾波算法，融合多種傳感器數(shù)據(jù)B.互補濾波算法，結(jié)合低通和高通濾波C.梯度下降算法，迭代求解姿態(tài)D.不進行姿態(tài)解算，依靠飛行員的直覺判斷11、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理，以下關(guān)于其重要性和方法的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)采集與處理是計算機控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它為控制決策提供依據(jù)。通過傳感器獲取原始數(shù)據(jù)后，需要進行濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實時性和完整性對于控制系統(tǒng)的性能至關(guān)重要，采用合適的數(shù)據(jù)處理算法可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量B.數(shù)據(jù)采集與處理對控制系統(tǒng)的影響不大，可以簡單處理或忽略C.數(shù)據(jù)采集與處理只需要使用固定的方法和參數(shù)，不需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整D.數(shù)據(jù)采集與處理只關(guān)注數(shù)據(jù)的采集，不需要進行后續(xù)的分析和利用12、對于計算機控制系統(tǒng)中的運動控制，以下關(guān)于其應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點的描述，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.運動控制僅用于工業(yè)機器人，其他領(lǐng)域很少應(yīng)用B.運動控制廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線、機器人、航空航天等領(lǐng)域，其技術(shù)特點包括高精度定位、高速運動、多軸協(xié)同控制、軌跡規(guī)劃等，要求系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和高穩(wěn)定性C.運動控制的精度和速度要求不高，一般的控制技術(shù)就能滿足D.運動控制的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒有進一步提升的空間13、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(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14、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(zhǔn)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15、計算機控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。以下關(guān)于航空航天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)飛行器的姿態(tài)控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)，確保飛行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性B.能夠?qū)Πl(fā)動機的工作狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制，提高發(fā)動機的性能和可靠性C.航空航天中的計算機控制系統(tǒng)對重量、體積和功耗有嚴格的限制，需要進行優(yōu)化設(shè)計D.計算機控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，沒有進一步發(fā)展的空間二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋計算機控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換的作用。2、（本題5分）簡述計算機控制在智能停車場中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋仿真軟件在控制系統(tǒng)分析中的作用。4、（本題5分）解釋交通信號燈控制系統(tǒng)的工作原理。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的多變量控制系統(tǒng)設(shè)計，包括解耦控制、協(xié)調(diào)控制等方法，討論在多輸入多輸出系統(tǒng)中如何實現(xiàn)良好的控制性能。2、（本題5分）詳細分析計算機控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，包括嵌入式處理器的選擇、嵌入式操作系統(tǒng)的移植和嵌入式軟件開發(fā)。闡述嵌入式系統(tǒng)在計算機控制中的優(yōu)勢和特點，討論如何根據(jù)控制任務(wù)的需求選擇合適的嵌入式平臺。結(jié)合一個基于嵌入式的小型自動化控制系統(tǒng)，說明如何進行系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試。3、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制理論及其在實際中的應(yīng)用，解釋最優(yōu)控制的數(shù)學(xué)模型和求解方法，分析如何在有限資源和約束條件下實現(xiàn)系統(tǒng)性能的最優(yōu)。4、（本題5分）深入研究計算機控制系統(tǒng)中的航空航天控制系統(tǒng)，如飛行器姿態(tài)控制、發(fā)動機控制和導(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)的控制算法和容錯技術(shù)。結(jié)合一個衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，說明如何確保飛行器的穩(wěn)定運行和任務(wù)成功。5、（本題5分）詳細說明計算機控制系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)測控制技術(shù)。闡述環(huán)境監(jiān)測中的水質(zhì)監(jiān)測、大氣污染監(jiān)測和噪聲監(jiān)測等方面的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。分析如何通過計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)對