天津大學(xué)《智能控制技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《智能控制技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)控制的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，需要根據(jù)井下的瓦斯?jié)舛?、人員分布等情況自動(dòng)調(diào)節(jié)通風(fēng)量。當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜且存在多個(gè)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時(shí)，以下哪種通風(fēng)控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)有效的風(fēng)量分配和節(jié)能運(yùn)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2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用中，傳感器的精度和響應(yīng)速度對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性有著重要影響。當(dāng)需要測(cè)量一個(gè)快速變化的物理量，且要求測(cè)量精度達(dá)到很高的水平時(shí)，以下哪種類型的傳感器更適合？（）A.光電式傳感器，具有高響應(yīng)速度和高精度B.電容式傳感器，適用于測(cè)量微小變化C.電感式傳感器，穩(wěn)定性較好但響應(yīng)速度一般D.熱電偶傳感器，常用于溫度測(cè)量但精度有限3、在計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)高精度的加工，需要對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行精確控制。以下哪種插補(bǔ)算法能夠在保證精度的同時(shí)提高加工效率？（）A.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)，簡(jiǎn)單直觀B.數(shù)字積分法（DDA）插補(bǔ)，運(yùn)算速度快C.時(shí)間分割法插補(bǔ)，適用于各種曲線D.樣條插補(bǔ)，提供光滑的曲線軌跡4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的智能控制算法（IntelligentControlAlgorithm）應(yīng)用中，以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是（）A.智能控制算法能夠自適應(yīng)地調(diào)整控制參數(shù)，以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的變化和不確定性B.例如模糊邏輯控制可以處理模糊和不精確的信息，具有較強(qiáng)的魯棒性C.雖然智能控制算法具有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于其復(fù)雜性，在實(shí)際應(yīng)用中不如傳統(tǒng)控制算法廣泛D.智能控制算法的性能完全取決于算法本身，與系統(tǒng)的特性和應(yīng)用場(chǎng)景無(wú)關(guān)5、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，以下哪種描述最為準(zhǔn)確和全面？（）A.閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)輸出量，并將其與給定值進(jìn)行比較，通過(guò)反饋環(huán)節(jié)調(diào)整控制作用，使輸出量穩(wěn)定在給定值附近。其優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，能夠克服各種干擾和不確定性，但缺點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試和維護(hù)難度較大B.閉環(huán)控制系統(tǒng)主要依賴于精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行控制，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化非常敏感，一旦模型不準(zhǔn)確，控制效果就會(huì)大打折扣C.閉環(huán)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)做出強(qiáng)烈的反應(yīng)，但容易出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定D.閉環(huán)控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少，主要適用于對(duì)控制精度要求不高的場(chǎng)合，因?yàn)槠涑杀据^高，不具有經(jīng)濟(jì)性6、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7、在計(jì)算機(jī)控制的智能溫室系統(tǒng)中，需要對(duì)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(shí)，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(cè)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8、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理也是重要的環(huán)節(jié)。大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和查詢。例如，在一個(gè)城市交通管理系統(tǒng)中，需要存儲(chǔ)車輛的行駛軌跡、流量等數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的描述，正確的是：（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是唯一適合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式B.數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)策略對(duì)于保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性至關(guān)重要C.不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和加密處理，不會(huì)影響系統(tǒng)性能D.數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理與系統(tǒng)的控制功能無(wú)關(guān)，可以獨(dú)立設(shè)計(jì)9、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)外部事件的響應(yīng)和處理，滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求B.它提供了任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存管理、中斷處理等功能，為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了一個(gè)穩(wěn)定、高效的運(yùn)行環(huán)境C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)通常具有較小的內(nèi)核和較低的資源占用，以確保系統(tǒng)能夠快速啟動(dòng)和運(yùn)行D.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不支持多任務(wù)處理，只能按照順序依次執(zhí)行任務(wù)，無(wú)法滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，如果要求系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，以下哪種編程架構(gòu)和方法是應(yīng)該優(yōu)先采用的？（）A.面向過(guò)程編程，按功能模塊劃分程序B.面向?qū)ο缶幊?，封裝數(shù)據(jù)和操作C.結(jié)構(gòu)化編程，使用順序、選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)D.函數(shù)式編程，強(qiáng)調(diào)函數(shù)的組合和純函數(shù)11、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)訂單需求和車輛狀況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。以下哪種優(yōu)化目標(biāo)是最為關(guān)鍵的？（）A.最小化配送時(shí)間B.最小化配送成本C.最大化客戶滿意度D.以上目標(biāo)綜合考慮12、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，如交通信號(hào)控制、車輛自動(dòng)駕駛、智能收費(fèi)等。例如，通過(guò)優(yōu)化交通信號(hào)控制可以減少擁堵，提高道路通行能力。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在智能交通中的描述，正確的是：（）A.智能交通系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)控制完全依賴于傳感器數(shù)據(jù)，不需要人工干預(yù)B.車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可以完全取代人類駕駛員C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)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(shè)不需要考慮與現(xiàn)有交通設(shè)施的兼容性13、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的數(shù)字濾波算法應(yīng)用中，比如要去除測(cè)量信號(hào)中的噪聲干擾，以下哪種數(shù)字濾波算法是適用于高頻噪聲的？（）A.不使用數(shù)字濾波，信號(hào)質(zhì)量差B.低通濾波算法，能夠有效地濾除高頻噪聲，保留低頻有用信號(hào)，但可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的一定延遲C.高通濾波算法，適用于去除低頻噪聲，保留高頻信號(hào)D.不了解數(shù)字濾波算法，無(wú)法選擇合適的方法14、在計(jì)算機(jī)控制的汽車電子系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射控制對(duì)于提高燃油經(jīng)濟(jì)性和減少尾氣排放起著重要作用。當(dāng)考慮到不同工況下（如加速、勻速、怠速）的燃油需求時(shí)，以下哪種燃油噴射控制策略更能優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能？（）A.基于模型的預(yù)測(cè)控制，根據(jù)工況預(yù)測(cè)燃油需求B.閉環(huán)反饋控制，根據(jù)氧傳感器反饋調(diào)節(jié)C.開環(huán)定時(shí)控制，按照固定時(shí)間噴射燃油D.隨機(jī)噴射燃油，不考慮工況差異15、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的系統(tǒng)集成與調(diào)試中，以下關(guān)于其步驟和挑戰(zhàn)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.系統(tǒng)集成與調(diào)試包括硬件連接、軟件配置、參數(shù)設(shè)置、功能測(cè)試等步驟。在這個(gè)過(guò)程中，可能會(huì)遇到硬件兼容性問(wèn)題、軟件沖突、通信故障等挑戰(zhàn)。需要逐步排查問(wèn)題，優(yōu)化系統(tǒng)性能，確保系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求和穩(wěn)定運(yùn)行B.系統(tǒng)集成與調(diào)試是一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，不會(huì)遇到任何問(wèn)題C.系統(tǒng)集成與調(diào)試只需要關(guān)注系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，不需要考慮性能和穩(wěn)定性D.系統(tǒng)集成與調(diào)試可以一次性完成，不需要反復(fù)測(cè)試和優(yōu)化16、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于開環(huán)控制系統(tǒng)（Open-loopControlSystem）的特點(diǎn)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)中，輸出量不影響控制作用，控制作用的輸入信號(hào)是給定值B.開環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但控制精度通常較低C.開環(huán)控制系統(tǒng)不存在穩(wěn)定性問(wèn)題，因?yàn)闆]有反饋環(huán)節(jié)D.開環(huán)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)補(bǔ)償外部干擾和系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)輸出的影響17、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人控制中，以下關(guān)于軌跡規(guī)劃和力控制的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.軌跡規(guī)劃確定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑和速度，力控制保證機(jī)器人與環(huán)境的交互力符合要求，兩者對(duì)于實(shí)現(xiàn)高精度、高效率的機(jī)器人操作至關(guān)重要，需要結(jié)合機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型和控制算法進(jìn)行優(yōu)化B.軌跡規(guī)劃和力控制不重要，機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)設(shè)的動(dòng)作進(jìn)行操作C.軌跡規(guī)劃和力控制只適用于高端工業(yè)機(jī)器人，普通機(jī)器人不需要D.軌跡規(guī)劃和力控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不需要進(jìn)一步研究和改進(jìn)18、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)中，以下關(guān)于智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展，智能化使系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力，網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和資源共享，集成化則將各種控制功能整合在一個(gè)平臺(tái)上，提高系統(tǒng)的整體性能和效率B.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只是概念炒作，對(duì)實(shí)際應(yīng)用沒有太大意義C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到瓶頸，難以實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化D.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只適用于高端控制系統(tǒng)，對(duì)普通控制系統(tǒng)不適用19、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的人機(jī)交互界面（HMI）為操作人員提供了與系統(tǒng)交互的途徑。以下關(guān)于HMI的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.HMI應(yīng)該具有直觀、簡(jiǎn)潔、易于操作的特點(diǎn)，方便操作人員進(jìn)行監(jiān)控和控制B.圖形化顯示能夠直觀地展示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，幫助操作人員快速做出決策C.HMI可以支持多種輸入方式，如觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)等，滿足不同用戶的需求D.HMI的設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，只需要關(guān)注界面的美觀和易用性20、在計(jì)算機(jī)控制的食品加工生產(chǎn)線中，需要對(duì)溫度、壓力、濕度等多個(gè)參數(shù)進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)不同參數(shù)之間存在相互影響和耦合關(guān)系時(shí)，以下哪種解耦控制方法能夠有效地實(shí)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)的獨(dú)立控制？（）A.前饋補(bǔ)償解耦B.反饋補(bǔ)償解耦C.對(duì)角矩陣解耦D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）什么是計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)？其主要特點(diǎn)有哪些？2、（本題5分）簡(jiǎn)述滑模控制在電機(jī)控制中的應(yīng)用。3、（本題5分）說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制在智能微波爐中的應(yīng)用。4、（本題5分）說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的冗余技術(shù)及其作用。5、（本題5分）什么是模型預(yù)測(cè)控制中的滾動(dòng)優(yōu)化？三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的位移分布補(bǔ)償系統(tǒng)，補(bǔ)償不同位置的位移分布誤差。2、（本題5分）為芯片生產(chǎn)車間的光刻機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的曝光強(qiáng)度和位置精度控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的壓力分布調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)空間壓力的分布。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)智能電表的階梯電價(jià)計(jì)費(fèi)和控制管理系統(tǒng)。5、（本題5分）為一個(gè)自動(dòng)化木材加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)鋸切尺寸和精度的控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10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