上海行健職業(yè)學(xué)院《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁上海行健職業(yè)學(xué)院《控制工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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1分，共15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、在環(huán)境工程中，污水處理是重要的任務(wù)之一。對(duì)于一個(gè)含有高濃度有機(jī)物和重金屬的工業(yè)廢水處理廠，以下哪種處理工藝組合能夠更有效地去除污染物？（）A.物理處理（如沉淀、過濾）結(jié)合化學(xué)處理（如中和、氧化）B.生物處理（如活性污泥法）結(jié)合物理處理C.化學(xué)處理結(jié)合膜分離技術(shù)D.高級(jí)氧化技術(shù)結(jié)合生物處理2、在冶金工程中，提煉一種稀有金屬時(shí)，以下哪個(gè)過程的控制對(duì)于提高金屬純度和回收率最為關(guān)鍵？（）A.礦石的預(yù)處理和選礦，提高礦石品位B.冶煉過程中的溫度和氣氛控制，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)C.精煉過程中的雜質(zhì)去除方法，提升純度D.整個(gè)工藝流程的優(yōu)化和協(xié)同3、在環(huán)境工程中，處理工業(yè)廢水時(shí)需要選擇合適的處理方法。對(duì)于含有高濃度有機(jī)物和重金屬離子的工業(yè)廢水，以下哪種處理工藝組合較為有效？（）A.生物處理+化學(xué)沉淀B.物理過濾+膜分離C.氧化還原+吸附D.電解+離子交換4、在機(jī)器人工程中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是關(guān)鍵技術(shù)之一。對(duì)于一個(gè)需要在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行精確操作的工業(yè)機(jī)器人，以下哪種運(yùn)動(dòng)控制方式能夠提供更高的精度和靈活性？（）A.點(diǎn)位控制，控制機(jī)器人到達(dá)指定位置B.連續(xù)軌跡控制，實(shí)現(xiàn)平滑的運(yùn)動(dòng)軌跡C.力控制，根據(jù)與環(huán)境的接觸力調(diào)整運(yùn)動(dòng)D.智能控制，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行自適應(yīng)控制5、在環(huán)境工程中，處理工業(yè)廢水時(shí)，以下哪種處理方法的選擇需要根據(jù)廢水的性質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)來確定？（）A.物理處理法，如沉淀、過濾B.化學(xué)處理法，如中和、氧化C.生物處理法，利用微生物降解有機(jī)物D.以上方法的綜合運(yùn)用，達(dá)到最佳處理效果6、在工程熱力學(xué)中，以下哪種熱力過程是絕熱過程？（不少于180字）（）A.定容過程B.定壓過程C.定溫過程D.絕熱過程7、在自動(dòng)化工程中，控制系統(tǒng)的性能直接影響生產(chǎn)過程的效率和質(zhì)量。以下關(guān)于控制系統(tǒng)性能指標(biāo)的描述，準(zhǔn)確的是：（）A.穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)最重要的性能指標(biāo)，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，其他指標(biāo)如快速性和準(zhǔn)確性就不重要B.快速性要求系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快越好，即使出現(xiàn)超調(diào)也沒關(guān)系C.準(zhǔn)確性要求系統(tǒng)的輸出能夠精確跟蹤輸入，誤差越小越好D.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)之間相互獨(dú)立，互不影響，可以單獨(dú)優(yōu)化8、在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要考慮建筑物在各種荷載作用下的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)設(shè)計(jì)一座高層建筑時(shí)，為了抵抗水平風(fēng)荷載和地震作用，通常會(huì)采用以下哪種結(jié)構(gòu)形式？（）A.框架結(jié)構(gòu)B.剪力墻結(jié)構(gòu)C.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)D.筒體結(jié)構(gòu)9、在紡織工程中，新型纖維材料的開發(fā)和應(yīng)用不斷推動(dòng)著紡織行業(yè)的發(fā)展。例如，為了生產(chǎn)一種具有高強(qiáng)度、高彈性和吸濕排汗功能的運(yùn)動(dòng)服裝面料，以下哪種纖維材料是較為合適的？（）A.天然纖維，如棉和麻，舒適透氣，但強(qiáng)度和彈性有限B.合成纖維，如聚酯纖維，強(qiáng)度高，但吸濕排汗性能差C.高性能纖維，如芳綸和碳纖維，強(qiáng)度極高，但價(jià)格昂貴D.新型合成纖維，如聚酰胺纖維，兼具高強(qiáng)度、高彈性和吸濕排汗功能10、在交通工程中，城市交通擁堵是一個(gè)亟待解決的問題。假設(shè)一個(gè)城市的主要道路在高峰時(shí)段經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)矶?，需要采取措施來改善交通狀況。以下哪種策略是最為有效的？（）A.拓寬道路，增加車道數(shù)量，但可能受限于城市空間和建設(shè)成本B.優(yōu)化交通信號(hào)燈控制，提高路口通行效率，但對(duì)于整體擁堵改善有限C.發(fā)展公共交通，鼓勵(lì)居民選擇公交出行，減少私人車輛使用D.實(shí)施交通需求管理，如限行、限購等措施，控制交通流量11、在航空航天工程中，設(shè)計(jì)一架新型飛機(jī)的機(jī)翼時(shí)，以下哪個(gè)方面的考慮對(duì)于飛行性能的影響最為顯著？（）A.機(jī)翼的形狀和翼型，決定升力和阻力特性B.機(jī)翼的材料選擇，考慮強(qiáng)度和重量C.機(jī)翼的控制面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)的調(diào)整D.機(jī)翼與機(jī)身的連接結(jié)構(gòu)，保證整體強(qiáng)度12、在石油工程中，進(jìn)行油井開采作業(yè)時(shí)，以下哪種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高采收率和降低成本至關(guān)重要？（）A.水平井鉆井技術(shù)，增加油層接觸面積B.壓裂增產(chǎn)技術(shù)，改善油層滲透性C.三次采油技術(shù)，提高原油采收率D.以上技術(shù)的綜合應(yīng)用和優(yōu)化13、在土木工程中，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來越廣泛。關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的連接方式，以下哪項(xiàng)描述是錯(cuò)誤的？（）A.焊接連接具有較高的強(qiáng)度和可靠性，但施工難度較大B.螺栓連接便于安裝和拆卸，但連接強(qiáng)度相對(duì)較低C.鉚釘連接在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)中已經(jīng)很少使用D.無論何種連接方式，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的性能影響都不大，可以隨意選擇14、在石油工程中，提高油井的采收率是關(guān)鍵目標(biāo)之一。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)處于開發(fā)后期的油田，以下哪種提高采收率的方法更具潛力？（）A.注水驅(qū)油B.化學(xué)驅(qū)油C.熱力采油D.微生物驅(qū)油15、在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，渦輪葉片需要在高溫、高壓和高速的惡劣環(huán)境下工作。為了提高渦輪葉片的耐高溫性能，通常采用以下哪種材料或工藝？（）A.鈦合金B(yǎng).單晶鑄造C.表面滲碳D.激光焊接二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在航空電子設(shè)備中，如飛行控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)是什么？如何提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力？2、（本題5分）在水利工程中，水庫的調(diào)度運(yùn)行對(duì)于水資源的合理利用和防洪減災(zāi)具有重要意義。請(qǐng)?jiān)敿?xì)論述水庫調(diào)度的基本原則和目標(biāo)，分析影響水庫調(diào)度的因素，如氣象條件、來水情況、用水需求等。探討如何利用現(xiàn)代信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)水庫的精準(zhǔn)調(diào)度，提高水資源利用效率和防洪能力。3、（本題5分）在工程可靠性分析中，故障模式與影響分析（FMEA）和故障樹分析（FTA）是常用的方法。請(qǐng)?jiān)敿?xì)闡述FMEA和FTA的基本原理、分析步驟和應(yīng)用實(shí)例，并分析它們?cè)谔岣呦到y(tǒng)可靠性中的作用。4、（本題5分）在工業(yè)工程方面，闡述生產(chǎn)流程優(yōu)化的方法和步驟，包括價(jià)值流分析、流程再造等，并舉例說明其在制造業(yè)中的應(yīng)用效果。三、計(jì)算題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）在一個(gè)熱力循環(huán)中，工質(zhì)從高溫?zé)嵩次諢崃縌1=800kJ，向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2=500kJ。計(jì)算該循環(huán)的熱效率η以及作功量W。2、（本題5分）一個(gè)齒輪箱中，輸入軸轉(zhuǎn)速為1440轉(zhuǎn)/分鐘，傳動(dòng)比分別為3、2、1.5。計(jì)算輸出軸的轉(zhuǎn)速。3、（本題5分）在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中，物距為100毫米，焦距為50毫米，計(jì)算像距和放大倍數(shù)。4、（本題5分）在一個(gè)熱力系統(tǒng)中，有一臺(tái)熱機(jī)從高溫?zé)嵩次?00kJ的熱量，向低溫?zé)嵩捶懦?00kJ的熱量。計(jì)算該熱機(jī)的熱效率。如果這臺(tái)熱機(jī)的輸出功率為20kW，工作時(shí)間為2小時(shí)，求其做功量。5、（本題5分）一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)，其開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)=10/(s+2)，設(shè)計(jì)一個(gè)PI控制器，使得系統(tǒng)的相位裕度為45°，計(jì)算PI控制器的參數(shù)Kp和Ki。四、作圖題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)框圖，已知生產(chǎn)流程和控制要求，確定輸入輸出信號(hào)、控制器類型和控制算法，并標(biāo)注出各部分的功能和參數(shù)。2、（本題10分）根據(jù)給定的電氣設(shè)備原理圖，繪制其安裝接線圖，包括電器元件的實(shí)際安裝位置、接線端子的連接方式和導(dǎo)線的走向