廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院《自動控制原理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院《自動控制原理》

2023-2024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15個小題，每小題2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(jī)控制系統(tǒng)的多變量控制（MultivariableControl）問題中，以下敘述錯誤的是（）A.多變量控制系統(tǒng)具有多個輸入和多個輸出，控制關(guān)系較為復(fù)雜B.相比單變量控制，多變量控制需要考慮變量之間的耦合和相互影響C.解耦控制是解決多變量控制問題的一種有效方法，可以將多變量系統(tǒng)分解為多個獨立的單變量系統(tǒng)進(jìn)行控制D.多變量控制只在大型工業(yè)系統(tǒng)中存在，小型控制系統(tǒng)不會涉及2、在計算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)中，為了保證焊接質(zhì)量和效率，需要對焊接電流、電壓和焊接速度等參數(shù)進(jìn)行精確控制。當(dāng)焊接對象的材質(zhì)和形狀發(fā)生變化時，以下哪種控制策略能夠快速調(diào)整焊接參數(shù)，適應(yīng)不同的焊接需求？（）A.基于經(jīng)驗的控制B.基于模型的控制C.智能控制D.手動控制3、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)，以下關(guān)于其特點和與傳統(tǒng)以太網(wǎng)區(qū)別的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.工業(yè)以太網(wǎng)具有高實時性、高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)等特點，與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相比，在硬件、協(xié)議、應(yīng)用環(huán)境等方面進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，以適應(yīng)工業(yè)控制領(lǐng)域的特殊要求B.工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)完全相同，可以相互替代C.工業(yè)以太網(wǎng)性能不如傳統(tǒng)以太網(wǎng)，在實際應(yīng)用中逐漸被淘汰D.工業(yè)以太網(wǎng)只是名稱上的區(qū)別，實際上與傳統(tǒng)以太網(wǎng)沒有本質(zhì)差異4、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器設(shè)計，以下關(guān)于其方法和考慮因素的描述，哪一個是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.數(shù)字控制器的設(shè)計方法包括直接數(shù)字設(shè)計法、模擬化設(shè)計法等。在設(shè)計過程中，需要考慮系統(tǒng)的性能指標(biāo)，如穩(wěn)態(tài)誤差、調(diào)節(jié)時間、超調(diào)量等，以及系統(tǒng)的抗干擾能力、魯棒性。同時，還需考慮數(shù)字控制器的實現(xiàn)復(fù)雜度、計算量和對系統(tǒng)硬件的要求B.數(shù)字控制器的設(shè)計只需要滿足基本的控制功能，性能指標(biāo)和其他因素可以忽略C.數(shù)字控制器的設(shè)計可以完全依賴現(xiàn)成的通用算法，不需要根據(jù)具體系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整D.數(shù)字控制器的設(shè)計不需要考慮系統(tǒng)的動態(tài)特性，只關(guān)注穩(wěn)態(tài)性能即可5、對于局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）保障，以下說法不準(zhǔn)確的是：（）A.QoS可以通過對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分類、標(biāo)記和調(diào)度，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)和應(yīng)用的帶寬和優(yōu)先級，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量B.可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、端口號、協(xié)議類型等因素對流量進(jìn)行分類，為不同類型的流量分配不同的優(yōu)先級C.擁塞控制算法和隊列管理機(jī)制是實現(xiàn)QoS的重要手段，可以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證高優(yōu)先級流量的傳輸D.只要網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠大，就不需要考慮QoS問題，所有的應(yīng)用和業(yè)務(wù)都能得到良好的服務(wù)6、在計算機(jī)控制的污水處理廠中，需要對生物反應(yīng)池中的溶解氧濃度進(jìn)行精確控制。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)和水量波動較大時，以下哪種控制方法能夠更快速地響應(yīng)變化，維持溶解氧濃度在合適的范圍內(nèi)？（）A.模糊PID控制B.自適應(yīng)模糊控制C.專家系統(tǒng)控制D.以上都是7、對于計算機(jī)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(jìn)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(hù)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(jìn)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(rèn)為可靠性評估不重要，不進(jìn)行相關(guān)工作8、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，若要實現(xiàn)對一個機(jī)械臂的精確位置控制，需要選擇合適的控制算法。當(dāng)系統(tǒng)存在較大的非線性和不確定性因素時，以下哪種控制算法可能更適合？（）A.PID控制B.模糊控制C.自適應(yīng)控制D.前饋控制9、在計算機(jī)控制技術(shù)的分布式控制系統(tǒng)（DCS）中，以下關(guān)于其結(jié)構(gòu)和特點的描述，哪一項是正確的？（）A.DCS采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層和管理層，具有分散控制、集中管理、可靠性高、開放性好等特點，適用于大型工業(yè)過程的控制B.DCS結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，不如集中式控制系統(tǒng)實用C.DCS的各層之間相互獨立，沒有信息交互D.DCS已經(jīng)過時，被新的控制系統(tǒng)所取代10、在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的控制器之一。關(guān)于PID控制器，以下描述錯誤的是（）A.PID控制器由比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)組成，通過調(diào)整三個參數(shù)可以實現(xiàn)不同的控制效果B.比例環(huán)節(jié)可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但過大的比例系數(shù)會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)C.積分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過強(qiáng)會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降D.微分環(huán)節(jié)可以預(yù)測系統(tǒng)的變化趨勢，提前進(jìn)行控制，但對噪聲敏感，容易引起系統(tǒng)的振蕩11、在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)控制現(xiàn)場與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，且對通信的實時性和可靠性要求較高時，以下哪種通信方式是較為理想的選擇？（）A.以太網(wǎng)B.無線通信C.現(xiàn)場總線D.衛(wèi)星通信12、對于計算機(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13、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全方面，如果要防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)篡改，以下哪種安全措施是關(guān)鍵的？（）A.安裝防火墻和入侵檢測系統(tǒng)B.對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸和存儲C.實施用戶認(rèn)證和授權(quán)管理D.以上措施都是14、在計算機(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，以下哪種報警和保護(hù)機(jī)制能夠及時有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報警B.自動停機(jī)C.緊急呼叫D.以上都是15、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，需要選擇合適的無線接入點（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二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述根軌跡法的基本原理和應(yīng)用。2、（本題5分）說明校正對系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能的改善效果。3、（本題5分）說明計算機(jī)控制在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用。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(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，包括傳感器的選擇與接口設(shè)計、信號調(diào)理電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換，討論如何提高數(shù)據(jù)采集的精度和速度，以及數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和實時性。2、（本題5分）深入探討計算機(jī)控制系統(tǒng)中的港口裝卸控制系統(tǒng)，如起重機(jī)控制、堆場管理和船舶調(diào)度系統(tǒng)。闡述港口裝卸作業(yè)的流程和控制要點，分析控制系統(tǒng)中的定位技術(shù)和優(yōu)化算法。結(jié)合一個大型港口的運營，說明如何提高港口的裝卸效率和作業(yè)安全性。3、（本題5分）全面論述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的軌道交通控制系統(tǒng)，包括列車自動駕駛、信號系統(tǒng)和車站設(shè)備控制。闡述軌道交通控制系統(tǒng)的架構(gòu)和工作流程，分析列車運行控制中的速度控制、間隔控制等關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合一條城市軌道交通線路的運營，說明如何保障列車的安全、準(zhǔn)點和高效運行。4、（本題5分）詳細(xì)論述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的船舶自動化中的控制技術(shù)，包括航向控制、動力定位等，討論在復(fù)雜海洋環(huán)境下的控制挑戰(zhàn)和解決方案。5、（本題5分）深入探討計算機(jī)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)。四、設(shè)計題