天津醫(yī)科大學(xué)《數(shù)控技術(shù)及裝備》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁天津醫(yī)科大學(xué)

《數(shù)控技術(shù)及裝備》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的離散控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，以下哪種方法是最常用和有效的？（）A.利用Z變換將離散系統(tǒng)的差分方程轉(zhuǎn)換為Z域的傳遞函數(shù)，通過分析傳遞函數(shù)的極點(diǎn)分布來判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.直接對離散系統(tǒng)的差分方程進(jìn)行數(shù)值求解，觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)是否收斂來判斷穩(wěn)定性C.將離散系統(tǒng)近似為連續(xù)系統(tǒng)，然后使用連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行判斷D.離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性難以分析，通常通過實(shí)際運(yùn)行來檢驗(yàn)系統(tǒng)是否穩(wěn)定2、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的傳感器選擇，假設(shè)要測量一個快速變化的物理量，以下哪個傳感器特性是最為關(guān)鍵的？（）A.不考慮傳感器特性，隨意選擇B.響應(yīng)速度，傳感器應(yīng)能夠快速準(zhǔn)確地響應(yīng)被測物理量的變化，以保證控制系統(tǒng)能夠及時獲取準(zhǔn)確的信息C.只關(guān)注傳感器的精度，忽略響應(yīng)速度D.不根據(jù)測量要求選擇傳感器3、在控制系統(tǒng)中，開環(huán)幅相頻率特性曲線與負(fù)實(shí)軸的交點(diǎn)對應(yīng)的頻率稱為（）A.截止頻率B.穿越頻率C.帶寬D.諧振頻率4、在計算機(jī)控制技術(shù)的PID控制器參數(shù)整定中，以下關(guān)于其重要性和常用方法的描述，哪一個是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.PID控制器參數(shù)的整定直接影響控制系統(tǒng)的性能。通過試湊法、臨界比例度法、衰減曲線法等，可以確定合適的比例系數(shù)、積分時間和微分時間。整定過程需要結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，不斷調(diào)整參數(shù)，以達(dá)到期望的控制效果，如快速響應(yīng)、小超調(diào)、無穩(wěn)態(tài)誤差等B.PID控制器的參數(shù)可以隨意設(shè)置，不需要進(jìn)行整定C.PID控制器參數(shù)整定是一次性的工作，設(shè)置好后不需要再調(diào)整D.PID控制器已經(jīng)過時，不應(yīng)該在現(xiàn)代計算機(jī)控制系統(tǒng)中使用5、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，選擇合適的編程語言和開發(fā)工具對于提高開發(fā)效率和系統(tǒng)性能至關(guān)重要。當(dāng)開發(fā)一個復(fù)雜的實(shí)時控制軟件，要求高效執(zhí)行和良好的可維護(hù)性時，以下哪種編程語言更合適？（）A.C語言，執(zhí)行效率高B.Python語言，開發(fā)效率高但執(zhí)行速度相對較慢C.Java語言，跨平臺性好D.匯編語言，直接控制硬件但開發(fā)難度大6、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的魯棒控制（RobustControl）方面，以下描述錯誤的是：（）A.魯棒控制是使系統(tǒng)在存在模型不確定性和外部擾動的情況下仍能保持穩(wěn)定和性能要求B.魯棒控制方法通常基于H∞控制理論和μ綜合方法C.魯棒控制器的設(shè)計需要考慮系統(tǒng)的最壞情況，因此可能會導(dǎo)致保守性D.魯棒控制只適用于線性系統(tǒng)，對于非線性系統(tǒng)無法應(yīng)用7、在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）為系統(tǒng)的實(shí)時性提供了保障。以下關(guān)于RTOS的描述，哪一項是不正確的？（）A.RTOS能夠保證任務(wù)在規(guī)定的時間內(nèi)完成，滿足系統(tǒng)的實(shí)時性要求B.它具有任務(wù)調(diào)度、中斷管理、內(nèi)存管理等功能，提高系統(tǒng)的資源利用率和響應(yīng)速度C.RTOS通常適用于對實(shí)時性要求較高的應(yīng)用場景，如航空航天、工業(yè)控制等D.任何一種操作系統(tǒng)都可以作為RTOS使用，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐渲煤蛢?yōu)化8、當(dāng)設(shè)計一個計算機(jī)控制的電梯系統(tǒng)時，需要考慮乘客的舒適性、安全性和運(yùn)行效率。為了實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的啟停和準(zhǔn)確的樓層定位，以下哪種控制方法是常用的？（）A.變頻調(diào)速控制，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速B.閉環(huán)位置控制，精確控制電梯的位置C.智能群控算法，優(yōu)化多部電梯的運(yùn)行調(diào)度D.以上方法結(jié)合使用9、在計算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下哪種描述最為全面且準(zhǔn)確？（）A.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)僅僅包括穩(wěn)定性，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，性能就良好B.性能指標(biāo)主要涵蓋了穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，其中穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾后能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)，快速性反映系統(tǒng)的響應(yīng)速度，準(zhǔn)確性則體現(xiàn)系統(tǒng)輸出與期望值的接近程度C.控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)只有快速性重要，因?yàn)榭焖夙憫?yīng)能滿足大多數(shù)實(shí)際需求D.準(zhǔn)確性是唯一關(guān)鍵的性能指標(biāo)，其他指標(biāo)相對次要10、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的采樣定理，以下關(guān)于其重要性和應(yīng)用的描述，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.采樣定理規(guī)定了采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍，否則會導(dǎo)致信號失真，在設(shè)計采樣系統(tǒng)時必須嚴(yán)格遵循，以保證系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地還原原始信號B.采樣定理不太重要，實(shí)際系統(tǒng)中可以忽略，對控制效果影響不大C.只要采樣頻率足夠高，就可以不考慮采樣定理的限制D.采樣定理只適用于理論研究，在實(shí)際工程中難以應(yīng)用11、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動控制，假設(shè)要精確控制一個機(jī)械臂的運(yùn)動軌跡，以下哪個控制參數(shù)的精度要求最高？（）A.不考慮控制參數(shù)精度，運(yùn)動控制不準(zhǔn)確B.位置控制精度，直接影響機(jī)械臂到達(dá)目標(biāo)位置的準(zhǔn)確性，對于高精度的運(yùn)動控制任務(wù)至關(guān)重要C.速度控制精度，影響運(yùn)動的平穩(wěn)性D.加速度控制精度，對機(jī)械沖擊有影響12、在計算機(jī)控制的汽車電子系統(tǒng)中，如發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等，需要保證系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定工作。以下哪種可靠性設(shè)計方法是常用的？（）A.降額設(shè)計，降低元器件的工作應(yīng)力B.冗余設(shè)計，增加備份部件C.故障樹分析（FTA），預(yù)測和預(yù)防故障D.以上方法都是13、在計算機(jī)局域網(wǎng)組建中，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點(diǎn)都連接在一條總線上，易于擴(kuò)展，但故障診斷和隔離較困難B.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以中心節(jié)點(diǎn)為核心，連接其他節(jié)點(diǎn)，具有易于管理和故障隔離的優(yōu)點(diǎn)，但中心節(jié)點(diǎn)故障可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓C.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)依次連接形成環(huán)形，數(shù)據(jù)沿一個方向傳輸，傳輸效率高，但某個節(jié)點(diǎn)故障會影響整個網(wǎng)絡(luò)D.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，層次清晰，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且對根節(jié)點(diǎn)的依賴性強(qiáng)，根節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作14、有關(guān)計算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯技術(shù)，以下哪種說法是比較全面的？（）A.故障診斷與容錯技術(shù)用于檢測和識別系統(tǒng)中的故障，并采取相應(yīng)的措施保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷等。容錯技術(shù)包括冗余設(shè)計、故障屏蔽、故障恢復(fù)等。這些技術(shù)提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性B.計算機(jī)控制系統(tǒng)很少出現(xiàn)故障，不需要故障診斷與容錯技術(shù)C.故障診斷與容錯技術(shù)會增加系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，不應(yīng)該采用D.故障診斷與容錯技術(shù)只能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障后發(fā)揮作用，無法預(yù)防故障的發(fā)生15、計算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括準(zhǔn)確性、快速性和穩(wěn)定性等多個方面。以下關(guān)于性能指標(biāo)的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.準(zhǔn)確性要求系統(tǒng)的輸出能夠精確地跟蹤給定的輸入信號，誤差盡可能小B.快速性要求系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)輸入信號的變化，過渡過程時間短C.穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提，而準(zhǔn)確性和快速性則是在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)一步追求的目標(biāo)D.性能指標(biāo)之間是相互獨(dú)立的，優(yōu)化一個指標(biāo)不會對其他指標(biāo)產(chǎn)生影響16、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時操作系統(tǒng)選擇中，以下關(guān)于其特點(diǎn)和考慮因素的描述，哪一項是正確的？（）A.實(shí)時操作系統(tǒng)具有任務(wù)調(diào)度的及時性、確定性和可靠性等特點(diǎn)。在選擇實(shí)時操作系統(tǒng)時，需要考慮系統(tǒng)的硬實(shí)時或軟實(shí)時要求、任務(wù)數(shù)量和優(yōu)先級、內(nèi)存管理、中斷響應(yīng)時間等因素。合適的實(shí)時操作系統(tǒng)能夠保障計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時性能B.實(shí)時操作系統(tǒng)的選擇對計算機(jī)控制系統(tǒng)的性能影響不大，可以隨意選擇C.任何通用操作系統(tǒng)都可以作為計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時操作系統(tǒng)，不需要專門的實(shí)時操作系統(tǒng)D.一旦選擇了實(shí)時操作系統(tǒng)，就不能再更換或升級17、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的性能評估中，如果要全面評價系統(tǒng)的控制效果，以下哪些指標(biāo)是需要考慮的？（）A.穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間B.抗干擾能力、魯棒性和適應(yīng)性C.控制精度、響應(yīng)速度和穩(wěn)定性D.以上指標(biāo)都是18、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制（OptimalControl）理論，以下說法不正確的是（）A.最優(yōu)控制的目標(biāo)是在滿足一定約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)B.可以通過求解最優(yōu)控制問題的數(shù)學(xué)模型，得到最優(yōu)的控制策略C.最優(yōu)控制在實(shí)際應(yīng)用中往往難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樾枰_的系統(tǒng)模型和大量的計算資源D.最優(yōu)控制理論只適用于理論研究，對實(shí)際的控制系統(tǒng)沒有任何指導(dǎo)意義19、在計算機(jī)控制的工業(yè)生產(chǎn)過程中，如果需要對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制，以下哪種質(zhì)量控制方法與計算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合最為緊密？（）A.統(tǒng)計過程控制（SPC），基于統(tǒng)計分析進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控B.六西格瑪管理，追求高質(zhì)量和低缺陷C.全面質(zhì)量管理（TQM），全員參與質(zhì)量管理D.質(zhì)量功能展開（QFD），將客戶需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)要求20、計算機(jī)控制系統(tǒng)中的信號調(diào)理環(huán)節(jié)用于對傳感器輸出的信號進(jìn)行處理和優(yōu)化。對于信號調(diào)理，以下哪一項描述是錯誤的？（）A.信號調(diào)理可以包括放大、濾波、線性化等操作，以改善信號質(zhì)量B.它能夠?qū)鞲衅鞯奈⑷踺敵鲂盘柗糯蟮竭m合計算機(jī)處理的范圍C.濾波可以去除信號中的噪聲和干擾，提高信號的純度和可信度D.信號調(diào)理環(huán)節(jié)的功能是單一的，只能進(jìn)行一種操作，如放大或?yàn)V波21、在計算機(jī)控制技術(shù)的最優(yōu)控制問題中，例如要使一個控制系統(tǒng)在滿足約束條件下達(dá)到某種性能指標(biāo)最優(yōu)，以下哪種方法是可行的？（）A.不考慮最優(yōu)控制，無法達(dá)到最佳性能B.動態(tài)規(guī)劃法或線性二次型調(diào)節(jié)器（LQR）方法，通過建立性能指標(biāo)函數(shù)和約束條件，求解最優(yōu)控制策略，使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)C.不了解最優(yōu)控制方法，無法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化D.隨機(jī)選擇控制策略，不追求最優(yōu)22、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機(jī)選型中，以下哪種考慮因素對系統(tǒng)性能影響最大？（）A.工業(yè)控制計算機(jī)的外觀和尺寸，越美觀越好B.處理器性能、內(nèi)存容量、存儲設(shè)備速度、擴(kuò)展接口數(shù)量和類型等硬件指標(biāo)，以及操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性，這些因素直接決定了系統(tǒng)的計算能力、數(shù)據(jù)處理速度和可擴(kuò)展性，對系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響C.工業(yè)控制計算機(jī)的價格，越便宜越好D.工業(yè)控制計算機(jī)的品牌，知名品牌就一定好23、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，如果需要在長距離、高噪聲環(huán)境下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時性，以下哪種通信協(xié)議和技術(shù)是較為理想的選擇？（）A.CAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）總線，具有高可靠性和實(shí)時性B.Ethernet（以太網(wǎng)），廣泛應(yīng)用且成本低C.RS-232串行通信，簡單易用D.Wi-Fi無線通信，方便靈活24、計算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制器參數(shù)整定是一項重要的工作。關(guān)于控制器參數(shù)整定，以下描述錯誤的是（）A.可以采用經(jīng)驗(yàn)法、試湊法、臨界比例度法等方法進(jìn)行參數(shù)整定B.參數(shù)整定需要根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行不斷調(diào)整和優(yōu)化C.一旦參數(shù)整定完成，就不需要再進(jìn)行修改，即使系統(tǒng)的工作條件發(fā)生變化D.現(xiàn)代控制理論中的一些方法，如極點(diǎn)配置法和最優(yōu)控制法，也可以用于控制器參數(shù)整定25、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯技術(shù)，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.故障診斷是及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障并確定其位置和類型的過程，容錯技術(shù)則是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時采取措施保證系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)行B.故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷、基于知識的診斷等，不同方法各有優(yōu)缺點(diǎn)C.容錯技術(shù)包括硬件容錯、軟件容錯和信息容錯等，通過冗余和備份機(jī)制提高系統(tǒng)的可靠性D.故障診斷和容錯技術(shù)只在關(guān)鍵的計算機(jī)控制系統(tǒng)中需要應(yīng)用，對于一般的控制系統(tǒng)來說，沒有必要考慮26、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時性要求方面，例如在一個高速自動化生產(chǎn)線上的控制應(yīng)用，以下哪個因素對系統(tǒng)的實(shí)時性能影響最為顯著？（）A.不考慮實(shí)時性要求，導(dǎo)致生產(chǎn)出錯B.控制器的計算速度和算法復(fù)雜度，高效的算法和快速的硬件能夠減少計算時間，確保系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成控制任務(wù)C.只關(guān)注系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，忽略實(shí)時性D.不優(yōu)化系統(tǒng)的軟件和硬件，影響實(shí)時性能27、在計算機(jī)控制的化工生產(chǎn)過程中，溫度、壓力等參數(shù)的精確控制對于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全至關(guān)重要。當(dāng)被控對象具有非線性特性時，以下哪種控制方法更能適應(yīng)這種特性并實(shí)現(xiàn)良好的控制效果？（）A.非線性PID控制，對常規(guī)PID進(jìn)行改進(jìn)B.變結(jié)構(gòu)控制，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)切換控制結(jié)構(gòu)C.自適應(yīng)模糊控制，結(jié)合模糊邏輯和自適應(yīng)機(jī)制D.使用線性控制方法，忽略非線性特性28、計算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲和管理也是重要的環(huán)節(jié)。大量的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有效的存儲和查詢。例如，在一個城市交通管理系統(tǒng)中，需要存儲車輛的行駛軌跡、流量等數(shù)據(jù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)存儲和管理的描述，正確的是：（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是唯一適合計算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式B.數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)策略對于保障數(shù)據(jù)的安全性和完整性至關(guān)重要C.不需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和加密處理，不會影響系統(tǒng)性能D.數(shù)據(jù)的存儲和管理與系統(tǒng)的控制功能無關(guān)，可以獨(dú)立設(shè)計29、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的滯后補(bǔ)償（Dead-timeCompensation）技術(shù)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.滯后現(xiàn)象會降低系統(tǒng)的控制性能，需要進(jìn)行補(bǔ)償B.可以采用史密斯預(yù)估器（SmithPredictor）等方法來補(bǔ)償滯后C.滯后補(bǔ)償能夠完全消除滯后對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)性能恢復(fù)到無滯后時的水平D.滯后補(bǔ)償?shù)男Ч艿侥Ｐ途群蛥?shù)變化的影響，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化30、當(dāng)設(shè)計一個計算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)時，對系統(tǒng)的安全性和可靠性要求極高。為了確?；颊叩陌踩椭委熜Ч?，以下哪種措施是必不可少的？（）A.采用多重備份和冗余設(shè)計B.進(jìn)行嚴(yán)格的軟件和硬件測試C.遵循相關(guān)的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范D.以上都是二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)分析計算機(jī)控制系統(tǒng)中的云計算在控制領(lǐng)域的應(yīng)用，解