山東交通學(xué)院《數(shù)控技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)控技術(shù)》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、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)中，以下哪種控制算法在處理復(fù)雜非線性系統(tǒng)時(shí)具有優(yōu)勢(shì)？（）A.傳統(tǒng)的PID控制算法，因其簡(jiǎn)單易用，適用于所有類型的系統(tǒng)B.模糊控制算法，能夠處理難以建立精確數(shù)學(xué)模型的非線性系統(tǒng)，通過(guò)模糊推理和規(guī)則庫(kù)進(jìn)行控制決策，具有較強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性C.最優(yōu)控制算法，總是能夠在各種情況下提供最優(yōu)的控制性能D.前饋控制算法，單獨(dú)使用就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜非線性系統(tǒng)的完美控制2、在計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，軌跡規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵。當(dāng)要求機(jī)器人在有限的時(shí)間內(nèi)從起始點(diǎn)以最短路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，并避開(kāi)障礙物時(shí)，以下哪種軌跡規(guī)劃算法更適用？（）A.直線插補(bǔ)算法，簡(jiǎn)單直接B.圓弧插補(bǔ)算法，適用于曲線運(yùn)動(dòng)C.多項(xiàng)式插補(bǔ)算法，可靈活設(shè)定運(yùn)動(dòng)曲線D.隨機(jī)生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化3、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣過(guò)程中，例如要確定合適的采樣周期以保證系統(tǒng)性能，以下哪個(gè)因素對(duì)采樣周期的選擇影響最大？（）A.不考慮任何因素，隨機(jī)選擇采樣周期B.被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，包括時(shí)間常數(shù)和自然頻率等，采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于被控對(duì)象的最小時(shí)間常數(shù)，以準(zhǔn)確捕捉系統(tǒng)的變化C.系統(tǒng)的抗干擾性能，采樣周期越短，抗干擾能力越強(qiáng)D.只考慮計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，而不考慮系統(tǒng)特性4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線（Fieldbus）技術(shù)中，以下描述不正確的是：（）A.現(xiàn)場(chǎng)總線是一種用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)B.現(xiàn)場(chǎng)總線可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)具有不同的特點(diǎn)和適用范圍D.現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題5、在計(jì)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(shí)，以下哪種報(bào)警和保護(hù)機(jī)制能夠及時(shí)有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報(bào)警B.自動(dòng)停機(jī)C.緊急呼叫D.以上都是6、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的汽車電子控制系統(tǒng)中，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制和制動(dòng)系統(tǒng)控制的特點(diǎn)，以下哪一種比較是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)控制主要關(guān)注燃油噴射、點(diǎn)火時(shí)機(jī)等參數(shù)的精確控制，以提高燃燒效率和動(dòng)力性能；制動(dòng)系統(tǒng)控制則側(cè)重于實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)的制動(dòng)，保障行車安全B.汽車電子控制系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制比制動(dòng)系統(tǒng)控制更為復(fù)雜和關(guān)鍵，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源C.發(fā)動(dòng)機(jī)控制和制動(dòng)系統(tǒng)控制都可以采用簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制策略，因?yàn)槠嚨倪\(yùn)行環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定D.制動(dòng)系統(tǒng)控制對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不高，而發(fā)動(dòng)機(jī)控制需要快速響應(yīng)各種工況變化7、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下敘述不準(zhǔn)確的是（）A.DCS是一種將控制功能分散、管理功能集中的控制系統(tǒng)，它由多個(gè)控制站、操作站和通信網(wǎng)絡(luò)組成B.各個(gè)控制站可以獨(dú)立完成局部的控制任務(wù)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)調(diào)控制C.DCS具有可靠性高、擴(kuò)展性好、組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域D.DCS是一種完全獨(dú)立的控制系統(tǒng)，與其他控制系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行集成和通信8、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)選擇，假設(shè)要為一個(gè)對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的控制應(yīng)用選擇操作系統(tǒng)，以下哪個(gè)操作系統(tǒng)特性是關(guān)鍵的？（）A.不考慮操作系統(tǒng)特性，選擇隨意B.任務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性和確定性，能夠保證關(guān)鍵任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到執(zhí)行，避免任務(wù)的延遲和不確定性對(duì)控制性能產(chǎn)生影響C.只關(guān)注操作系統(tǒng)的功能豐富性，忽略實(shí)時(shí)性D.不使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，采用通用操作系統(tǒng)9、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字濾波技術(shù)可以有效地去除噪聲干擾。關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.常見(jiàn)的數(shù)字濾波方法有算術(shù)平均值濾波、中值濾波、加權(quán)平均值濾波等B.不同的數(shù)字濾波方法適用于不同類型的噪聲，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的濾波方法C.數(shù)字濾波可以完全消除噪聲，使信號(hào)恢復(fù)到原始的真實(shí)狀態(tài)D.數(shù)字濾波可以在硬件電路中實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件算法在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)10、在計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通常會(huì)采用冗余技術(shù)。當(dāng)關(guān)鍵的控制器出現(xiàn)故障時(shí)，以下哪種冗余方式能夠最快地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，確保生產(chǎn)不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時(shí)間冗余11、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用于存儲(chǔ)和管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。它具有高并發(fā)、快速讀寫、數(shù)據(jù)一致性等特點(diǎn)。例如，在電力監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠及時(shí)記錄電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的說(shuō)法，不正確的是：（）A.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性B.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)和普通數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)沒(méi)有區(qū)別C.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要支持?jǐn)?shù)據(jù)的備份和恢復(fù)機(jī)制D.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能優(yōu)化是一個(gè)重要的研究方向12、在計(jì)算機(jī)控制的物流配送系統(tǒng)中，車輛路徑的優(yōu)化和調(diào)度是提高配送效率、降低成本的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)面臨多個(gè)配送點(diǎn)、不同貨物需求和時(shí)間限制時(shí)，以下哪種路徑優(yōu)化算法更能找到最優(yōu)的配送方案？（）A.遺傳算法，通過(guò)模擬進(jìn)化過(guò)程搜索最優(yōu)解B.蟻群算法，利用螞蟻覓食行為尋找路徑C.貪心算法，每次選擇局部最優(yōu)解D.隨機(jī)選擇路徑，不進(jìn)行優(yōu)化13、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求（Real-timeRequirement）中，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.實(shí)時(shí)性是指系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)輸入信號(hào)的處理和輸出響應(yīng)B.對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求不同C.提高系統(tǒng)的硬件性能和優(yōu)化軟件算法可以提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性D.只要系統(tǒng)的響應(yīng)速度足夠快，就一定滿足實(shí)時(shí)性要求14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)（IndustrialEthernet）應(yīng)用中，以下描述不正確的是：（）A.工業(yè)以太網(wǎng)是將以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的通信網(wǎng)絡(luò)B.工業(yè)以太網(wǎng)具有高速、可靠、開(kāi)放性好等優(yōu)點(diǎn)C.工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線可以無(wú)縫集成，無(wú)需進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換D.工業(yè)以太網(wǎng)在實(shí)時(shí)性和確定性方面還存在一些挑戰(zhàn)，需要采取特殊的技術(shù)措施來(lái)保證15、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)選型中，以下關(guān)于IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）和PLC（可編程邏輯控制器）的比較，哪種說(shuō)法是不正確的？（）A.IPC具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和豐富的軟件資源，適用于復(fù)雜的控制算法和數(shù)據(jù)處理任務(wù)，但環(huán)境適應(yīng)性相對(duì)較差B.PLC則具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適用于對(duì)可靠性要求高、控制邏輯相對(duì)固定的場(chǎng)合C.在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體的控制需求和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇IPC或PLC，或者將兩者結(jié)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)D.IPC的發(fā)展已經(jīng)完全取代了PLC，在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC已經(jīng)很少被使用，而IPC成為了主流的控制設(shè)備二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制在冶金行業(yè)的應(yīng)用。2、（本題5分）簡(jiǎn)述控制技術(shù)的定義和作用。3、（本題5分）什么是智能通風(fēng)控制？4、（本題5分）闡述多變量系統(tǒng)的控制器參數(shù)整定。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的汽車電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、底盤控制、車身控制等，分析控制算法和技術(shù)在提高汽車性能和安全性方面的應(yīng)用。2、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的舞臺(tái)燈光音響控制技術(shù)。解釋舞臺(tái)燈光和音響設(shè)備的控制要求和效果設(shè)計(jì)，分析如何通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精彩的舞臺(tái)演出效果。3、（本題5分）在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，預(yù)測(cè)控制算法在處理約束和優(yōu)化問(wèn)題方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。請(qǐng)深入論述預(yù)測(cè)控制中的動(dòng)態(tài)矩陣控制（DMC）和廣義預(yù)測(cè)控制（GPC）的基本原理和算法步驟。分析這兩種預(yù)測(cè)控制算法在模型精度要求、計(jì)算復(fù)雜度和控制性能方面的特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際的工業(yè)過(guò)程控制實(shí)例，說(shuō)明如何選擇合適的預(yù)測(cè)控制算法，并討論在預(yù)測(cè)控制中如何處理多變量、非線性和時(shí)變系統(tǒng)的問(wèn)題。4、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的采樣定理，解釋其原理和重要性，分析在實(shí)際系統(tǒng)中如何確定合適的采樣頻率，以避免頻譜混疊和信息丟失，同時(shí)考慮對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制精度的影響。5、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在控制中的應(yīng)用，討論無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、組網(wǎng)方式、數(shù)據(jù)傳輸可靠性，以及在控制領(lǐng)域中的應(yīng)