上海城建職業(yè)學院《控制測量》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、在計算機控制系統(tǒng)的信號采樣與保持過程中，關于采樣定理的理解和應用，以下哪一種說法是最正確的？（）A.采樣定理指出，為了能夠從采樣信號中無失真地恢復原始連續(xù)信號，采樣頻率必須大于或等于原始信號最高頻率的兩倍。在實際應用中，必須嚴格遵循采樣定理，否則會導致信號失真和控制性能下降B.采樣定理對于低速變化的信號不太重要，可以適當降低采樣頻率以減少數據量和計算負擔C.只要采樣頻率足夠高，就可以完全消除采樣過程中的量化誤差和噪聲干擾，保證信號的準確性D.采樣定理只適用于線性系統(tǒng)，對于非線性系統(tǒng)可以不考慮采樣頻率的限制2、在計算機控制系統(tǒng)的通信協(xié)議方面，以下關于Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議的特點，哪種說法是不準確的？（）A.Modbus協(xié)議是一種應用廣泛的串行通信協(xié)議，具有簡單、開放、易于實現等優(yōu)點，適用于主從式通信結構B.CANopen協(xié)議是基于CAN總線的高層協(xié)議，具有實時性強、可靠性高、網絡管理功能完善等特點，適用于多主式通信結構C.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議在數據格式、傳輸速率、錯誤處理等方面存在差異，應根據具體的應用需求選擇合適的協(xié)議D.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議可以相互兼容和轉換，在一個系統(tǒng)中可以同時使用這兩種協(xié)議，無需進行特殊的處理3、計算機控制技術在智能家居領域的應用越來越廣泛。通過對家電設備、照明系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等的控制，實現家居的智能化和自動化。例如，可以根據室內光線和人員活動情況自動調節(jié)燈光亮度。以下關于計算機控制技術在智能家居中的描述，正確的是：（）A.智能家居系統(tǒng)的安全性不重要，因為不會對用戶造成嚴重影響B(tài).不同廠家的智能設備之間無法實現互聯(lián)互通，限制了系統(tǒng)的擴展性C.智能家居系統(tǒng)的安裝和維護非常簡單，用戶可以自行完成D.基于物聯(lián)網技術的智能家居系統(tǒng)能夠實現遠程控制和智能化管理4、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷技術中，以下關于基于模型的診斷方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.基于模型的診斷方法是通過建立系統(tǒng)的數學模型，將實際測量值與模型預測值進行比較，從而檢測和診斷系統(tǒng)的故障B.該方法需要準確的系統(tǒng)模型，對于復雜的非線性系統(tǒng)，建立精確的模型可能比較困難C.基于模型的診斷方法可以實現故障的早期預警和定位，具有較高的診斷精度和可靠性D.一旦系統(tǒng)模型建立完成，就不需要對其進行更新和維護，即使系統(tǒng)發(fā)生了變化5、在計算機控制的煤礦通風系統(tǒng)中，需要根據井下的瓦斯?jié)舛?、人員分布等情況自動調節(jié)通風量。當通風網絡復雜且存在多個通風機聯(lián)合工作時，以下哪種通風控制算法能夠實現有效的風量分配和節(jié)能運行？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上都是6、在計算機控制系統(tǒng)的硬件平臺（HardwarePlatform）選擇中，以下說法錯誤的是：（）A.硬件平臺的選擇需要考慮系統(tǒng)的性能要求、成本預算和開發(fā)難度等因素B.可以選擇工業(yè)控制計算機、嵌入式系統(tǒng)或可編程控制器等作為硬件平臺C.不同的硬件平臺具有不同的特點和適用場景，需要根據實際情況進行選擇D.一旦選擇了硬件平臺，就不能再更改，否則會導致系統(tǒng)重新設計7、在計算機控制的石油化工生產過程中，需要對多個反應釜的溫度、壓力等進行集中監(jiān)控和控制。當控制點數眾多且分布廣泛時，以下哪種控制系統(tǒng)架構能夠更好地滿足需求？（）A.DCS系統(tǒng)B.PLC系統(tǒng)C.FCS系統(tǒng)D.以上都是8、關于計算機控制系統(tǒng)中的數據采集與處理，在保證數據準確性和可靠性方面，以下哪一種措施是最為重要的？（）A.選擇合適的傳感器和變送器，確保其精度和穩(wěn)定性滿足要求；采用有效的信號調理電路，去除噪聲和干擾；采用合適的數據采集卡和采集算法，保證數據的完整性和準確性B.增加數據采集的頻率，即使采集到大量冗余數據，也能通過后期處理得到準確的結果C.忽略數據中的異常值和錯誤數據，認為它們對系統(tǒng)的影響不大D.數據采集與處理過程中，應盡量簡化硬件和軟件設計，以降低成本和提高效率，準確性和可靠性可以在一定程度上犧牲9、在計算機控制系統(tǒng)的算法優(yōu)化方面，以下關于其目的和方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.算法優(yōu)化的目的是提高系統(tǒng)的控制性能、降低計算復雜度、減少資源占用，以滿足實時性和高效性的要求B.常見的算法優(yōu)化方法包括代碼優(yōu)化、數據結構優(yōu)化、算法改進、并行計算等C.算法優(yōu)化只需要考慮計算效率，不需要考慮算法的穩(wěn)定性和準確性D.在進行算法優(yōu)化時，需要綜合考慮系統(tǒng)的性能、成本和可實現性等因素，選擇合適的優(yōu)化方案10、在計算機控制系統(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，控制關系較為復雜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11、對于計算機控制技術中的自適應控制，在系統(tǒng)參數發(fā)生變化或存在未知干擾的情況下，以下哪種說法是最能體現其優(yōu)勢的？（）A.自適應控制能夠根據系統(tǒng)的運行狀態(tài)和環(huán)境變化，自動調整控制器的參數，以保持良好的控制性能，無需人工干預B.自適應控制需要大量的先驗知識和精確的系統(tǒng)模型，否則難以發(fā)揮作用C.自適應控制在應對系統(tǒng)參數緩慢變化時效果較好，但對于突發(fā)的、劇烈的變化可能無法及時響應D.相比于傳統(tǒng)的固定參數控制，自適應控制的計算復雜度高，實現成本高，因此在實際應用中應謹慎選擇12、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)以太網應用中，以下哪種優(yōu)勢是其相較于傳統(tǒng)現場總線的突出特點？（）A.工業(yè)以太網的數據傳輸速率低，不適合大數據量的傳輸B.工業(yè)以太網具有高帶寬、開放性好、易于與互聯(lián)網集成、支持多種拓撲結構等優(yōu)勢，能夠滿足現代工業(yè)控制系統(tǒng)對大數據量、實時性、遠程監(jiān)控和智能化的需求C.工業(yè)以太網的安裝和維護難度大，成本高D.工業(yè)以太網的安全性不如傳統(tǒng)現場總線，容易受到攻擊13、在計算機控制技術的工業(yè)機器人控制中，以下關于軌跡規(guī)劃和力控制的描述，哪一項是準確的？（）A.軌跡規(guī)劃確定機器人的運動路徑和速度，力控制保證機器人與環(huán)境的交互力符合要求，兩者對于實現高精度、高效率的機器人操作至關重要，需要結合機器人的動力學模型和控制算法進行優(yōu)化B.軌跡規(guī)劃和力控制不重要，機器人可以根據預設的動作進行操作C.軌跡規(guī)劃和力控制只適用于高端工業(yè)機器人，普通機器人不需要D.軌跡規(guī)劃和力控制技術已經非常成熟，不需要進一步研究和改進14、計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計是確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關鍵。以下關于可靠性設計的描述，錯誤的是（）A.可以采用冗余技術，如硬件冗余、軟件冗余和信息冗余，提高系統(tǒng)的可靠性B.對關鍵部件進行故障診斷和預測，及時發(fā)現潛在的故障并采取相應的措施C.合理選擇元器件和設備，進行嚴格的質量控制和可靠性測試D.為了降低成本，可以適當降低系統(tǒng)的可靠性要求15、在計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計中，以下關于冗余技術和容錯技術的說法，哪種是不正確的？（）A.冗余技術是通過增加備用設備或部件，提高系統(tǒng)在故障情況下的可用性，如電源冗余、控制器冗余等B.容錯技術則是通過設計系統(tǒng)的結構和算法，使系統(tǒng)在出現故障時能夠自動檢測、診斷和恢復，不影響系統(tǒng)的正常運行C.冗余技術和容錯技術都能夠提高系統(tǒng)的可靠性，但冗余技術成本較高，容錯技術實現難度較大D.只要采用了冗余技術或容錯技術，就可以完全消除系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)永遠不會出現停機或失控的情況16、在計算機控制系統(tǒng)的數字控制器設計中，關于PID控制器（比例-積分-微分控制器）的參數整定方法，以下哪種說法是恰當的？（）A.PID控制器的參數整定可以隨意嘗試，直到系統(tǒng)性能滿足要求，不需要遵循特定的方法B.常用的參數整定方法有Ziegler-Nichols法、臨界比例度法等，這些方法基于系統(tǒng)的階躍響應或頻率特性，通過一定的計算和試驗來確定合適的參數值，以實現良好的控制效果C.PID控制器的參數整定非常簡單，不需要考慮系統(tǒng)的特性和控制要求D.只要根據經驗設置參數，就能夠保證PID控制器在各種系統(tǒng)中都能達到最優(yōu)控制17、在計算機控制的電力系統(tǒng)中，電壓和頻率的穩(wěn)定控制是保障供電質量的重要任務。當電力系統(tǒng)負載發(fā)生突然變化時，以下哪種控制方法更能快速恢復電壓和頻率的穩(wěn)定？（）A.自動發(fā)電控制（AGC），協(xié)調發(fā)電機組的出力B.無功補償控制，改善功率因數C.手動調節(jié)變壓器分接頭，改變電壓D.不采取任何控制措施，等待系統(tǒng)自行恢復18、在計算機控制技術中，先進控制策略不斷涌現。以下關于先進控制策略的描述，哪一項是不正確的？（）A.預測控制通過預測系統(tǒng)未來的輸出，提前采取控制措施，提高控制性能B.自適應控制能夠根據系統(tǒng)的變化自動調整控制器的參數，適應不同的工況C.魯棒控制在系統(tǒng)存在不確定性和干擾的情況下，仍能保持較好的控制效果D.先進控制策略雖然性能優(yōu)越，但計算復雜度高，不適合在實時性要求高的系統(tǒng)中應用19、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷和容錯控制方面，如果系統(tǒng)中的某個傳感器發(fā)生故障，導致測量數據不準確，以下哪種方法能夠及時檢測到故障并采取相應的容錯措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多個相同傳感器進行對比B.基于模型的方法，通過模型預測值與實際測量值的差異判斷C.基于信號處理的方法，分析測量信號的特征來檢測故障D.以上方法結合使用，提高故障診斷的準確性和可靠性20、計算機控制系統(tǒng)中的實時數據庫技術用于存儲和管理實時數據。以下關于實時數據庫的描述，錯誤的是（）A.實時數據庫能夠快速地存儲、檢索和更新實時數據，滿足系統(tǒng)對數據實時性的要求B.它具有數據壓縮、數據緩存和事務處理等功能，提高數據管理的效率C.實時數據庫與關系數據庫在數據結構和存儲方式上有很大的不同D.實時數據庫的設計和實現非常簡單，不需要考慮數據的一致性和可靠性21、當設計一個計算機控制的醫(yī)療設備系統(tǒng)時，對系統(tǒng)的安全性和可靠性要求極高。為了確保患者的安全和治療效果，以下哪種措施是必不可少的？（）A.采用多重備份和冗余設計B.進行嚴格的軟件和硬件測試C.遵循相關的醫(yī)療設備標準和規(guī)范D.以上都是22、計算機控制技術在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用，如交通信號控制、車輛自動駕駛、智能收費等。例如，通過優(yōu)化交通信號控制可以減少擁堵，提高道路通行能力。以下關于計算機控制技術在智能交通中的描述，正確的是：（）A.智能交通系統(tǒng)中的計算機控制完全依賴于傳感器數據，不需要人工干預B.車輛自動駕駛技術已經非常成熟，可以完全取代人類駕駛員C.計算機控制技術可以實現交通資源的合理分配和優(yōu)化利用D.智能交通系統(tǒng)的建設不需要考慮與現有交通設施的兼容性23、對于計算機控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構，以下關于其類型和特點的描述，哪一種是準確的？（）A.執(zhí)行機構包括電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器和液壓執(zhí)行器等。電動執(zhí)行器控制精度高、響應速度較快，但驅動力較?。粴鈩訄?zhí)行器結構簡單、成本低，但控制精度相對較低；液壓執(zhí)行器輸出力大、響應速度快，但系統(tǒng)復雜且維護成本高。選擇執(zhí)行機構時要根據控制要求、工作環(huán)境和成本等因素綜合考慮B.執(zhí)行機構的類型對控制系統(tǒng)的性能沒有明顯影響，可以任意選擇C.執(zhí)行機構只需要具備足夠的動力輸出，其他特點不重要D.一旦選擇了執(zhí)行機構，就不能再更換或改進24、在計算機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中，以下關于朱利穩(wěn)定判據的描述，不正確的是哪一項？（）A.朱利穩(wěn)定判據是一種直接在z域中判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，不需要將系統(tǒng)轉換到w平面B.該判據通過檢查系統(tǒng)特征方程的系數來確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了求解特征根的復雜過程C.朱利穩(wěn)定判據不僅可以判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，還能給出系統(tǒng)穩(wěn)定的程度和參數的允許范圍D.朱利穩(wěn)定判據適用于所有類型的計算機控制系統(tǒng)，包括線性和非線性、時變和時不變系統(tǒng)25、在計算機控制系統(tǒng)中，當需要對一個具有大滯后特性的工業(yè)過程進行精確控制時，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，通過調整比例、積分和微分系數來實現控制B.模糊控制算法，利用模糊邏輯和語言規(guī)則進行推理和決策C.預測控制算法，基于模型預測未來的輸出并進行優(yōu)化控制D.神經網絡控制算法，通過模擬生物神經網絡的學習和適應能力進行控制26、當利用計算機控制技術實現一個倉儲管理系統(tǒng)時，需要對貨物的入庫、出庫和庫存進行精確控制和管理。為了提高倉儲效率和減少錯誤，以下哪種技術的應用是重要的？（）A.射頻識別（RFID）技術，自動識別貨物信息B.數據庫管理技術，存儲和處理大量數據C.自動化搬運設備的控制技術，實現貨物的自動搬運D.以上技術結合使用，實現倉儲的智能化管理27、在計算機控制技術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的？（）A.發(fā)動機控制主要關注燃油噴射、點火時機等參數的精確控制，以提高燃燒效率和動力性能；制動系統(tǒng)控制則側重于實現快速、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)控制更為復雜和關鍵，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各種工況變化28、對于計算機控制系統(tǒng)中的數字信號處理技術，以下關于其在控制中的作用和方法的描述，哪一種是準確的？（）A.數字信號處理技術在計算機控制系統(tǒng)中用于信號的濾波、變換、特征提取等。通過離散傅里葉變換、數字濾波器設計等方法，可以提高信號的質量和有用信息的提取，為控制決策提供更準確的數據。數字信號處理技術有助于改善系統(tǒng)的抗干擾能力和控制精度B.數字信號處理技術對計算機控制系統(tǒng)的性能提升作用不大，可以忽略C.數字信號處理技術只適用于特定類型的控制系統(tǒng)，應用范圍有限D.數字信號處理技術的方法復雜，計算量大，不適合在實時控制系統(tǒng)中應用29、關于計算機控制系統(tǒng)的集成化（Integration）發(fā)展趨勢，以下說法不正確的是：（）A.集成化是將控制、通信、計算等功能集成在一個系統(tǒng)中，實現更高效的運行B.系統(tǒng)集成可以提高系統(tǒng)的可靠性、可維護性和可擴展性C.集成化需要解決不同子系統(tǒng)之間的接口和兼容性問題D.集成化會導致系統(tǒng)的復雜度增加，因此應該盡量避免30、對于計算機控制系統(tǒng)中的滯后補償（Dead-timeCompensation）技術，以下說法不準確的是（）A.滯后現象會降低系統(tǒng)的控制性能，需要進行補償B.可以采用史密斯預估器（SmithPredictor）等方法來補償滯后C.滯后補償能夠完全消除滯后對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)性能恢復到無滯后時的水平D.滯后補償的效果受到模型精度和參數變化的影響，需要進行適當的調整和優(yōu)化二、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)中的魯棒控制理論及其應用，包括H∞控制、μ綜合等方法，討論在存在模型不確定性情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能保證。2、（本題5分）在計算機控制技術中，最優(yōu)控制理論為實現系統(tǒng)性能的最優(yōu)提供了理論