鄂爾多斯生態(tài)環(huán)境職業(yè)學(xué)院《非線性控制系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《非線性控制系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)的運動控制系統(tǒng)中，以下關(guān)于其分類和應(yīng)用的描述，哪一個是恰當(dāng)?shù)?？（）A.運動控制系統(tǒng)包括點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)等。點位控制系統(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)運動，實現(xiàn)復(fù)雜的曲線軌跡。運動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、機器人、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域B.運動控制系統(tǒng)的分類不重要，應(yīng)用場景也比較單一C.運動控制系統(tǒng)只適用于高精度的工業(yè)設(shè)備，對一般的機械運動控制沒有作用D.運動控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒有進(jìn)一步創(chuàng)新和改進(jìn)的空間2、對于計算機控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)辨識（SystemIdentification）技術(shù)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.系統(tǒng)辨識是通過輸入輸出數(shù)據(jù)來建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型B.可以采用時域辨識方法或頻域辨識方法C.系統(tǒng)辨識的結(jié)果可以用于控制器的設(shè)計和系統(tǒng)性能的評估D.系統(tǒng)辨識能夠準(zhǔn)確地獲得系統(tǒng)的真實模型，無需進(jìn)行任何假設(shè)和簡化3、計算機控制技術(shù)在工業(yè)機器人領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。機器人的運動軌跡規(guī)劃、關(guān)節(jié)控制、力控制等都依賴于計算機控制。例如，在汽車生產(chǎn)線上的焊接機器人需要精確控制焊接位置和力度。以下關(guān)于計算機控制在工業(yè)機器人中的應(yīng)用，不準(zhǔn)確的是：（）A.可以采用離線編程的方式，提前規(guī)劃機器人的運動軌跡B.機器人的控制系統(tǒng)需要具備高速計算和實時響應(yīng)的能力C.傳感器反饋對于機器人的精確控制作用不大，可以忽略D.機器人的控制系統(tǒng)需要與其他設(shè)備進(jìn)行協(xié)同工作，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)4、在計算機控制的自動化倉庫堆垛機系統(tǒng)中，要實現(xiàn)高效的貨物存取操作，以下哪種控制方式能夠提高堆垛機的運行速度和精度？（）A.開環(huán)控制，根據(jù)預(yù)設(shè)指令運行B.閉環(huán)控制，實時反饋位置和速度信息C.智能控制，自適應(yīng)調(diào)整控制參數(shù)D.以上控制方式結(jié)合使用5、在計算機控制的無人機飛行控制系統(tǒng)中，姿態(tài)穩(wěn)定和航跡規(guī)劃是實現(xiàn)自主飛行的核心技術(shù)。當(dāng)無人機在強風(fēng)等惡劣環(huán)境下飛行時，以下哪種控制策略更能保證飛行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性？（）A.自適應(yīng)控制策略，根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整參數(shù)B.滑膜控制策略，具有較強的魯棒性C.線性控制策略，假設(shè)系統(tǒng)為線性D.不采取任何控制策略，任由無人機隨風(fēng)飄動6、在計算機控制系統(tǒng)的精度提高（PrecisionImprovement）方面，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.提高系統(tǒng)的精度可以通過選用高精度的傳感器、執(zhí)行機構(gòu)和控制器來實現(xiàn)B.對系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析和補償可以有效地提高精度C.增加系統(tǒng)的采樣頻率可以顯著提高系統(tǒng)的精度D.系統(tǒng)的精度只取決于硬件設(shè)備的性能，與軟件算法無關(guān)7、在計算機控制技術(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)時間和超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間越短，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)8、有關(guān)計算機控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下哪種說法是比較合理的？（）A.智能控制算法如遺傳算法、蟻群算法、粒子群優(yōu)化算法等在控制系統(tǒng)中展現(xiàn)出了強大的優(yōu)化和自適應(yīng)能力。它們能夠處理復(fù)雜的優(yōu)化問題和不確定的系統(tǒng)環(huán)境，為控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的思路和方法B.智能控制算法過于理論化，在實際的計算機控制系統(tǒng)中難以應(yīng)用C.智能控制算法只適用于高端的計算機控制系統(tǒng)，對于一般的系統(tǒng)沒有必要D.智能控制算法可以替代傳統(tǒng)的控制算法，完全不需要傳統(tǒng)控制的知識9、在計算機控制系統(tǒng)的人機界面（Human-machineInterface）設(shè)計中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.人機界面是操作人員與計算機控制系統(tǒng)進(jìn)行交互的窗口B.人機界面應(yīng)該具有友好的操作方式、清晰的顯示內(nèi)容和及時的響應(yīng)C.可以使用圖形化編程語言如LabVIEW來設(shè)計人機界面D.人機界面的設(shè)計只需要考慮功能的實現(xiàn)，不需要考慮美觀和用戶體驗10、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成方面，以下關(guān)于系統(tǒng)集成的目標(biāo)和方法，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)集成的目標(biāo)是將不同的硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信等要素整合為一個協(xié)調(diào)工作的整體，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能和性能優(yōu)化B.系統(tǒng)集成的方法包括硬件集成、軟件集成、網(wǎng)絡(luò)集成、數(shù)據(jù)集成等，需要綜合考慮系統(tǒng)的兼容性、開放性、可擴展性等因素C.在系統(tǒng)集成過程中，需要進(jìn)行系統(tǒng)測試、聯(lián)調(diào)、優(yōu)化等工作，確保各個子系統(tǒng)之間能夠無縫協(xié)作，達(dá)到預(yù)期的效果D.系統(tǒng)集成只需要在系統(tǒng)設(shè)計階段進(jìn)行規(guī)劃和實施，在系統(tǒng)運行過程中不需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化11、在計算機控制系統(tǒng)的總線技術(shù)中，以下關(guān)于內(nèi)部總線和外部總線的區(qū)別，哪一項是不正確的？（）A.內(nèi)部總線是指計算機內(nèi)部各個部件之間進(jìn)行通信的總線，如CPU與內(nèi)存、CPU與I/O接口之間的總線B.外部總線是指計算機與外部設(shè)備之間進(jìn)行通信的總線，如USB、PCI、ISA等總線C.內(nèi)部總線的速度通常比外部總線快，因為內(nèi)部總線的傳輸距離短，信號干擾小D.內(nèi)部總線和外部總線的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是完全相同的，可以相互兼容和替換12、在計算機控制技術(shù)的汽車電子控制系統(tǒng)中，對于發(fā)動機控制和制動系統(tǒng)控制的特點，以下哪一種比較是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.發(fā)動機控制主要關(guān)注燃油噴射、點火時機等參數(shù)的精確控制，以提高燃燒效率和動力性能；制動系統(tǒng)控制則側(cè)重于實現(xiàn)快速、平穩(wěn)的制動，保障行車安全B.汽車電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動機控制比制動系統(tǒng)控制更為復(fù)雜和關(guān)鍵，因為發(fā)動機是汽車的動力源C.發(fā)動機控制和制動系統(tǒng)控制都可以采用簡單的開環(huán)控制策略，因為汽車的運行環(huán)境相對穩(wěn)定D.制動系統(tǒng)控制對實時性的要求不高，而發(fā)動機控制需要快速響應(yīng)各種工況變化13、在計算機控制系統(tǒng)的現(xiàn)場總線（Fieldbus）技術(shù)中，以下描述不正確的是：（）A.現(xiàn)場總線是一種用于工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)B.現(xiàn)場總線可以實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備之間的互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)共享C.不同的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)具有不同的特點和適用范圍D.現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不存在任何兼容性和互操作性問題14、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(jìn)一步提升的空間15、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設(shè)計中，以下哪種原則是需要優(yōu)先遵循的？（）A.人機交互界面設(shè)計只注重美觀，不考慮操作的便捷性和信息的可讀性B.以用戶為中心的原則，充分考慮用戶的需求和操作習(xí)慣，設(shè)計簡潔、直觀、易于操作的界面，提供清晰的信息顯示和便捷的操作方式，同時確保界面的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，提高用戶的工作效率和滿意度C.人機交互界面的功能越多越好，不管用戶是否能夠理解和使用D.人機交互界面不需要考慮不同用戶的權(quán)限和安全級別16、在計算機控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制中，系統(tǒng)能夠根據(jù)對象特性的變化自動調(diào)整控制參數(shù)。當(dāng)被控對象的特性隨工作條件發(fā)生較大變化時，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，在線估計對象參數(shù)并調(diào)整控制器C.無模型自適應(yīng)控制，不依賴對象模型D.固定參數(shù)控制，不進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整17、對于計算機控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以下哪種實現(xiàn)方式更具安全性？（）A.基于公共網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行任何加密和認(rèn)證B.采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)，建立安全的加密通道，結(jié)合用戶認(rèn)證和授權(quán)機制，確保遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)的保密性、完整性和可用性，提高系統(tǒng)的安全性C.遠(yuǎn)程控制不需要考慮安全性，方便就行D.只要有密碼保護(hù)，就可以保證遠(yuǎn)程控制的安全18、在計算機控制的造紙生產(chǎn)過程中，需要對紙張的厚度、濕度等進(jìn)行均勻控制。當(dāng)生產(chǎn)線上存在多個控制環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)時，以下哪種控制結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)整體的優(yōu)化控制？（）A.串級控制B.比值控制C.均勻控制D.以上都是19、對于一個計算機控制的船舶自動駕駛系統(tǒng)，需要應(yīng)對復(fù)雜的海洋環(huán)境和多變的航行條件。以下哪種傳感器和導(dǎo)航技術(shù)的組合是至關(guān)重要的？（）A.全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和雷達(dá)B.聲納、電子海圖和風(fēng)速傳感器C.羅盤、測深儀和衛(wèi)星通信設(shè)備D.以上組合綜合運用20、對于計算機控制系統(tǒng)中的非線性系統(tǒng)控制，假設(shè)要控制一個具有明顯非線性特性的對象，以下哪種處理方式是合適的？（）A.將非線性系統(tǒng)近似為線性系統(tǒng)，控制效果差B.采用非線性控制理論和方法，如反饋線性化、滑?？刂频?，直接針對非線性特性進(jìn)行控制設(shè)計，以獲得更好的控制效果C.不處理非線性特性，系統(tǒng)性能不穩(wěn)定D.放棄對非線性系統(tǒng)的控制，尋找替代方案21、在計算機控制系統(tǒng)中，當(dāng)需要對一個具有大滯后特性的工業(yè)過程進(jìn)行精確控制時，以下哪種控制算法可能最為有效？（）A.比例-積分-微分（PID）控制算法，通過調(diào)整比例、積分和微分系數(shù)來實現(xiàn)控制B.模糊控制算法，利用模糊邏輯和語言規(guī)則進(jìn)行推理和決策C.預(yù)測控制算法，基于模型預(yù)測未來的輸出并進(jìn)行優(yōu)化控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，通過模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力進(jìn)行控制22、在計算機控制的智能溫室系統(tǒng)中，需要對室內(nèi)的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行綜合控制。當(dāng)外界氣候條件變化劇烈時，以下哪種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)溫室環(huán)境的快速穩(wěn)定調(diào)節(jié)？（）A.預(yù)測控制結(jié)合反饋控制B.模糊控制結(jié)合PID控制C.自適應(yīng)控制結(jié)合智能優(yōu)化算法D.以上都是23、對于一個復(fù)雜的計算機控制系統(tǒng)，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。如果系統(tǒng)對控制精度要求極高，而成本相對不那么敏感，以下哪種控制器硬件配置方案是較為合適的？（）A.采用低端微控制器，搭配簡單的外圍電路B.選用高性能的工業(yè)級PLC（可編程邏輯控制器）C.使用通用的個人計算機，并安裝專用的控制卡D.定制專用的集成電路（ASIC）來實現(xiàn)控制功能24、在計算機控制技術(shù)中，A/D轉(zhuǎn)換（模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換）是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的關(guān)鍵步驟。關(guān)于A/D轉(zhuǎn)換，以下哪一項是不正確的？（）A.A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率決定了數(shù)字信號對模擬信號的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采樣定理指出，為了準(zhǔn)確地恢復(fù)原始模擬信號，采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍C.A/D轉(zhuǎn)換的速度影響著系統(tǒng)對快速變化信號的響應(yīng)能力，速度越快越好D.A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果是完全精確的，不存在任何量化誤差25、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，以下哪種描述較為準(zhǔn)確？（）A.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)或在允許的誤差范圍內(nèi)運行的能力。通過判斷系統(tǒng)的特征方程根在復(fù)平面的位置、繪制根軌跡、使用頻率響應(yīng)分析等方法，可以評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要，不穩(wěn)定的系統(tǒng)可能導(dǎo)致輸出失控，影響系統(tǒng)性能和可靠性B.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性只取決于控制器的參數(shù)設(shè)置，與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和外部干擾無關(guān)C.只要系統(tǒng)能夠正常運行一段時間，就可以認(rèn)為它是穩(wěn)定的，不需要進(jìn)行專門的穩(wěn)定性分析D.穩(wěn)定性分析是一項復(fù)雜且不必要的工作，對實際控制系統(tǒng)的設(shè)計和運行沒有幫助二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是滑?？刂?？簡述其優(yōu)點和缺點。2、（本題5分）簡述計算機控制在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述計算機控制在塑料加工中的應(yīng)用。4、（本題5分）簡述控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計實例。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）針對一個熱電廠的除氧器，設(shè)計其水位和壓力的控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計一個智能電表的遠(yuǎn)程抄表和欠費控制管理系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計一個工業(yè)機器人的打磨過程控制系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計一個基于計算機的轉(zhuǎn)速波動控制系統(tǒng)，確保轉(zhuǎn)速波動在可接受范圍內(nèi)。5、（本題5分）設(shè)計一個智能家居的智能門鎖指紋識別控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述計算機控制系統(tǒng)中