南京航空航天大學金城學院《計算機控制技術》2023-2024學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁南京航空航天大學金城學院《計算機控制技術》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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)的性能指標（PerformanceIndex）方面，以下描述不正確的是：（）A.常見的性能指標包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間等B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與期望值之間的偏差C.超調(diào)量越大，系統(tǒng)的響應速度越快，性能越好D.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到擾動到重新穩(wěn)定所需的時間2、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集是獲取現(xiàn)場信息的重要環(huán)節(jié)。在數(shù)據(jù)采集過程中，需要使用傳感器將物理量轉(zhuǎn)換為電信號，然后經(jīng)過調(diào)理電路進行放大、濾波等處理。例如，在一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，需要采集溫度、濕度、光照強度等數(shù)據(jù)。以下關于數(shù)據(jù)采集的描述，正確的是：（）A.數(shù)據(jù)采集的精度只取決于傳感器的性能，與調(diào)理電路無關B.采樣頻率越高，采集到的數(shù)據(jù)就越準確，但也會增加系統(tǒng)的負擔C.數(shù)據(jù)采集過程中不需要進行信號隔離，不會對系統(tǒng)造成干擾D.所有的傳感器輸出信號都可以直接被計算機系統(tǒng)處理，無需調(diào)理3、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術方面，以下關于硬件抗干擾和軟件抗干擾措施的描述，哪種是不準確的？（）A.硬件抗干擾措施包括采用濾波電路、屏蔽技術、隔離技術等，從物理層面減少干擾信號的影響B(tài).軟件抗干擾措施則通過數(shù)字濾波、軟件陷阱、指令冗余等方法，提高系統(tǒng)對干擾的容忍能力和恢復能力C.硬件抗干擾和軟件抗干擾措施相互配合，可以有效地提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.硬件抗干擾措施效果顯著，而軟件抗干擾措施作用有限，因此在系統(tǒng)設計中應優(yōu)先考慮硬件抗干擾，而軟件抗干擾可以作為輔助手段4、在計算機控制的無人機飛行控制系統(tǒng)中，姿態(tài)穩(wěn)定和航跡規(guī)劃是實現(xiàn)自主飛行的核心技術。當無人機在強風等惡劣環(huán)境下飛行時，以下哪種控制策略更能保證飛行的穩(wěn)定性和準確性？（）A.自適應控制策略，根據(jù)環(huán)境變化調(diào)整參數(shù)B.滑膜控制策略，具有較強的魯棒性C.線性控制策略，假設系統(tǒng)為線性D.不采取任何控制策略，任由無人機隨風飄動5、在計算機控制系統(tǒng)的可靠性評估中，以下關于可靠性指標和評估方法的描述，哪一項是恰當?shù)?？（）A.可靠性指標如平均無故障時間（MTBF）、故障率等用于衡量系統(tǒng)的可靠性，評估方法包括故障樹分析、可靠性框圖等，通過對系統(tǒng)的硬件、軟件和環(huán)境進行綜合分析，預測系統(tǒng)的可靠性水平B.可靠性評估只是理論上的計算，對實際系統(tǒng)的可靠性提升沒有幫助C.只要系統(tǒng)在短期內(nèi)沒有出現(xiàn)故障，就可以認為其可靠性高，不需要進行評估D.可靠性評估方法復雜且不準確，沒有實際應用價值6、在計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波算法（DigitalFilteringAlgorithm）選擇中，以下描述錯誤的是（）A.數(shù)字濾波算法用于去除輸入信號中的噪聲和干擾，提高數(shù)據(jù)的準確性B.常見的數(shù)字濾波算法有均值濾波、中值濾波、卡爾曼濾波等C.不同的數(shù)字濾波算法具有不同的特點和適用范圍，應根據(jù)信號特性和要求進行選擇D.數(shù)字濾波算法越復雜，濾波效果越好，應優(yōu)先選擇復雜的算法7、計算機控制系統(tǒng)中的控制器參數(shù)整定是一項重要的工作。關于控制器參數(shù)整定，以下描述錯誤的是（）A.可以采用經(jīng)驗法、試湊法、臨界比例度法等方法進行參數(shù)整定B.參數(shù)整定需要根據(jù)系統(tǒng)的性能指標和實際運行情況進行不斷調(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，如極點配置法和最優(yōu)控制法，也可以用于控制器參數(shù)整定8、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集與處理，以下關于其重要性和方法的描述，哪一種是準確的？（）A.數(shù)據(jù)采集與處理是計算機控制系統(tǒng)的基礎，它為控制決策提供依據(jù)。通過傳感器獲取原始數(shù)據(jù)后，需要進行濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理。數(shù)據(jù)的準確性、實時性和完整性對于控制系統(tǒng)的性能至關重要，采用合適的數(shù)據(jù)處理算法可以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量B.數(shù)據(jù)采集與處理對控制系統(tǒng)的影響不大，可以簡單處理或忽略C.數(shù)據(jù)采集與處理只需要使用固定的方法和參數(shù)，不需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整D.數(shù)據(jù)采集與處理只關注數(shù)據(jù)的采集，不需要進行后續(xù)的分析和利用9、在計算機控制技術的系統(tǒng)建模中，關于狀態(tài)空間模型與傳遞函數(shù)模型的區(qū)別和聯(lián)系，以下哪一種闡述是最清晰和準確的？（）A.狀態(tài)空間模型能夠全面描述系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和外部輸入輸出關系，適用于多輸入多輸出系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)；傳遞函數(shù)模型則主要用于單輸入單輸出線性定常系統(tǒng)。兩者可以通過一定的數(shù)學變換相互轉(zhuǎn)換B.狀態(tài)空間模型和傳遞函數(shù)模型在本質(zhì)上是相同的，只是表達方式不同，因此在實際應用中可以隨意選擇C.傳遞函數(shù)模型比狀態(tài)空間模型更直觀、更容易理解和分析，所以應優(yōu)先使用傳遞函數(shù)模型進行系統(tǒng)建模D.狀態(tài)空間模型只適用于復雜的大型系統(tǒng)，對于小型簡單系統(tǒng)，傳遞函數(shù)模型更為適用10、在計算機控制系統(tǒng)的遠程監(jiān)控技術中，以下關于其實現(xiàn)方式和應用場景的描述，哪一項是正確的？（）A.遠程監(jiān)控通過網(wǎng)絡技術實現(xiàn)，包括基于Web的監(jiān)控、專用軟件監(jiān)控等方式，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)、智能建筑、環(huán)境監(jiān)測等領域，能夠?qū)崿F(xiàn)異地對系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制，提高管理效率和生產(chǎn)安全性B.遠程監(jiān)控技術不安全，容易導致系統(tǒng)被入侵，應謹慎使用C.遠程監(jiān)控技術只適用于簡單的控制系統(tǒng)，對于復雜系統(tǒng)難以實現(xiàn)D.遠程監(jiān)控技術需要大量的硬件投入，成本過高，不具有實際應用價值11、在計算機控制技術的自適應控制中，以下關于其原理和應用范圍的描述，哪一個是恰當?shù)?？（）A.自適應控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行情況和環(huán)境變化自動調(diào)整控制器的參數(shù)。其原理包括模型參考自適應控制、自校正控制等。自適應控制適用于具有時變特性、不確定性的系統(tǒng)，如航空航天、工業(yè)過程控制等領域，能夠提高系統(tǒng)的魯棒性和適應性B.自適應控制效果不穩(wěn)定，不應該在重要的控制系統(tǒng)中應用C.自適應控制只適用于簡單的線性系統(tǒng)，對復雜系統(tǒng)無效D.自適應控制的原理復雜，難以理解和實現(xiàn)，不具有實際應用價值12、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器（DigitalController）設計方法，以下說法錯誤的是（）A.常見的設計方法有Z變換法、根軌跡法和頻率響應法等B.這些設計方法的目的是確定控制器的參數(shù)，以滿足系統(tǒng)的性能指標要求C.數(shù)字控制器的設計不需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能，只關注穩(wěn)態(tài)誤差D.不同的設計方法適用于不同類型的系統(tǒng)和控制要求，需要根據(jù)具體情況選擇13、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(zhì)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(diào)發(fā)電機組的出力B.無功補償控制，改善功率因數(shù)C.手動調(diào)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14、在計算機控制技術中，關于數(shù)字控制器的設計方法，以下哪種說法是不準確的？（）A.數(shù)字控制器的設計可以基于連續(xù)控制系統(tǒng)的設計方法，通過離散化將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。常用的離散化方法有前向差分法、后向差分法和雙線性變換法等B.直接數(shù)字設計法是直接根據(jù)系統(tǒng)的性能指標和數(shù)字控制器的特點，在z域中進行設計，無需經(jīng)過連續(xù)系統(tǒng)到離散系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換過程C.數(shù)字控制器的設計需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性和快速性等性能指標，通過調(diào)整控制器的參數(shù)來滿足這些要求D.數(shù)字控制器的設計一旦完成，就不能再進行修改和優(yōu)化，即使系統(tǒng)的運行環(huán)境或控制要求發(fā)生變化15、在計算機控制技術的電力系統(tǒng)自動化中，關于電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護的作用，以下哪一種解釋是最準確的？（）A.電網(wǎng)調(diào)度通過實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，合理分配電力資源，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行；繼電保護則在電網(wǎng)發(fā)生故障時迅速動作，隔離故障區(qū)域，保護設備和電網(wǎng)的安全B.電力系統(tǒng)自動化中，電網(wǎng)調(diào)度的重要性高于繼電保護，因為調(diào)度直接影響電力的供應和分配C.繼電保護主要用于保護發(fā)電設備，對于電網(wǎng)的整體運行影響較??；電網(wǎng)調(diào)度則主要關注輸電和配電環(huán)節(jié)D.電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護的功能可以由人工操作來替代，計算機控制技術在這方面的作用不大16、在計算機控制的印刷電路板（PCB）制造過程中，鉆孔精度和速度的控制直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當需要在不同厚度和材質(zhì)的PCB上進行高精度鉆孔時，以下哪種控制方式更能保證鉆孔質(zhì)量和效率？（）A.數(shù)控系統(tǒng)控制，結合刀具補償B.手動控制，依靠工人經(jīng)驗C.開環(huán)控制，不進行反饋調(diào)節(jié)D.隨機控制，不考慮鉆孔參數(shù)17、在計算機控制技術中，A/D轉(zhuǎn)換（模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換）是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的關鍵步驟。關于A/D轉(zhuǎn)換，以下哪一項是不正確的？（）A.A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率決定了數(shù)字信號對模擬信號的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采樣定理指出，為了準確地恢復原始模擬信號，采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍C.A/D轉(zhuǎn)換的速度影響著系統(tǒng)對快速變化信號的響應能力，速度越快越好D.A/D轉(zhuǎn)換的結果是完全精確的，不存在任何量化誤差18、對于一個計算機控制的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，需要根據(jù)土壤濕度、氣象條件等因素自動控制灌溉量和灌溉時間。為了實現(xiàn)精準灌溉，以下哪種控制策略是合適的？（）A.基于模糊邏輯的控制，根據(jù)模糊規(guī)則進行決策B.模型預測控制，考慮未來的氣象變化C.自適應控制，根據(jù)土壤特性和作物生長階段調(diào)整控制參數(shù)D.以上控制策略結合使用19、在計算機控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程中，如果要提高代碼的可重用性和可移植性，以下哪種編程規(guī)范和技術是應該遵循的？（）A.遵循統(tǒng)一的代碼風格和命名規(guī)范B.使用模塊化編程，將功能封裝成獨立的模塊C.采用跨平臺的開發(fā)框架和編程語言D.以上都是20、在計算機控制技術中，數(shù)字控制器的設計是核心內(nèi)容之一。設計數(shù)字控制器時，需要考慮系統(tǒng)的性能指標，如穩(wěn)定性、快速性和準確性等。對于一個二階系統(tǒng)，采用不同的控制算法會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生顯著影響。假設要設計一個用于數(shù)控機床進給系統(tǒng)的數(shù)字控制器，以下關于數(shù)字控制器設計的說法，錯誤的是：（）A.可以基于經(jīng)典控制理論，如PID控制算法進行設計B.現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間法也能為數(shù)字控制器設計提供有效手段C.數(shù)字控制器的設計不需要考慮系統(tǒng)的數(shù)學模型，憑借經(jīng)驗即可完成D.設計過程中需要對系統(tǒng)進行性能分析和參數(shù)整定21、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預處理（DataPreprocessing）環(huán)節(jié)，以下觀點不正確的是（）A.數(shù)據(jù)預處理包括數(shù)據(jù)濾波、歸一化、去噪等操作，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性B.它可以有效地去除數(shù)據(jù)中的異常值和干擾，為后續(xù)的控制決策提供可靠的依據(jù)C.數(shù)據(jù)預處理對系統(tǒng)的控制性能影響不大，可以簡單處理甚至忽略D.不同的數(shù)據(jù)預處理方法適用于不同類型的數(shù)據(jù)和控制任務，需要根據(jù)實際情況選擇22、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)機器人控制中，以下哪種控制方式對軌跡精度要求最高？（）A.點位控制，只要求機器人到達指定的位置，不關心路徑B.連續(xù)軌跡控制，要求機器人按照預定的軌跡精確運動，對軌跡精度和速度都有很高的要求，常用于焊接、噴漆等需要高精度軌跡的作業(yè)C.力控制，主要關注機器人與環(huán)境的交互力，對軌跡精度要求不高D.所有控制方式對軌跡精度的要求都一樣23、對于計算機控制系統(tǒng)中的采樣過程，以下關于其特點和影響的描述，哪一項是不正確的？（）A.采樣過程是將連續(xù)的模擬信號按照一定的時間間隔轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，采樣頻率的選擇對系統(tǒng)性能有著重要影響B(tài).如果采樣頻率過低，可能會導致信號的混疊失真，使得恢復出的連續(xù)信號與原始信號有較大偏差C.適當提高采樣頻率可以更準確地捕捉信號的變化，但過高的采樣頻率會增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和存儲需求D.采樣過程不會引入任何誤差，只要采樣頻率足夠高，數(shù)字控制系統(tǒng)就能完全等同于連續(xù)控制系統(tǒng)24、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(xiàn)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25、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)建模方法中，以下關于機理建模和實驗建模的比較，哪種說法是不正確的？（）A.機理建模是根據(jù)系統(tǒng)的物理、化學、生物等原理，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，能夠反映系統(tǒng)的內(nèi)部結構和工作機理B.實驗建模則是通過對系統(tǒng)輸入輸出數(shù)據(jù)的采集和分析，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，不需要了解系統(tǒng)的內(nèi)部結構C.機理建模適用于對系統(tǒng)工作原理清晰、內(nèi)部結構簡單的系統(tǒng)進行建模，而實驗建模適用于復雜的、難以用機理分析的系統(tǒng)D.機理建模的精度和可靠性高于實驗建模，因此在系統(tǒng)建模中應優(yōu)先選擇機理建模，而盡量避免使用實驗建模26、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器設計，以下關于其方法和考慮因素的描述，哪一個是恰當?shù)?？（）A.數(shù)字控制器的設計方法包括直接數(shù)字設計法、模擬化設計法等。在設計過程中，需要考慮系統(tǒng)的性能指標，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)復雜度、計算量和對系統(tǒng)硬件的要求B.數(shù)字控制器的設計只需要滿足基本的控制功能，性能指標和其他因素可以忽略C.數(shù)字控制器的設計可以完全依賴現(xiàn)成的通用算法，不需要根據(jù)具體系統(tǒng)進行調(diào)整D.數(shù)字控制器的設計不需要考慮系統(tǒng)的動態(tài)特性，只關注穩(wěn)態(tài)性能即可27、在計算機控制系統(tǒng)的信號調(diào)理電路中，以下關于其功能和常見類型的描述，哪一項是準確的？（）A.信號調(diào)理電路用于將傳感器輸出的信號進行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換的要求，常見的類型有放大器、濾波器、隔離器等，能夠提高信號的質(zhì)量和穩(wěn)定性B.信號調(diào)理電路作用不大，傳感器輸出的信號可以直接進行A/D轉(zhuǎn)換C.信號調(diào)理電路類型單一，功能有限，不能滿足復雜的信號處理需求D.信號調(diào)理電路會引入額外的誤差，應盡量避免使用28、對于計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器實現(xiàn)方式，以下哪種描述是正確的？（）A.數(shù)字控制器只能通過硬件實現(xiàn)，軟件無法實現(xiàn)B.數(shù)字控制器可以通過硬件（如專用集成電路）、軟件（在微處理器或計算機上運行的控制算法）或軟硬件結合的方式實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)具有靈活性高、易于修改和升級的優(yōu)點，硬件實現(xiàn)則具有速度快、可靠性高的特點C.數(shù)字控制器的實現(xiàn)方式對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意選擇D.數(shù)字控制器只能通過軟件實現(xiàn)，硬件實現(xiàn)成本太高29、在計算機控制技術中，工業(yè)控制網(wǎng)絡的安全性至關重要。網(wǎng)絡攻擊可能導致生產(chǎn)中斷、數(shù)據(jù)泄露等嚴重后果。例如，黑客攻擊可能控制工廠的生產(chǎn)線，造成巨大的經(jīng)濟損失。以下關于工業(yè)控制網(wǎng)絡安全的說法，不正確的是：（）A.采用加密技術可以保障網(wǎng)絡通信的安全性B.定期進行安全漏洞掃描和補丁更新可以降低網(wǎng)絡安全風險C.工業(yè)控制網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)隔離就可以完全避免網(wǎng)絡攻擊D.員工的安全意識培訓對于網(wǎng)絡安全也非常重要30、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求（Real-timeRequirement）方面，以下描述錯誤的是（）A.實時性是指系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成對輸入信號的處理和輸出響應B.對于一些對時間要求嚴格的控制系統(tǒng)（如工業(yè)過程控制），實時性至關重要C.影響實時性的因素包括計算機的運算速度、數(shù)據(jù)采集和傳輸速度、控制算法的復雜度等D.只要計算機的性能足夠強大，就可以忽略系統(tǒng)的實時性要求，因為總能及時完成任務二、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)中的數(shù)據(jù)采集與處理技術，包括傳感器的選擇與接口設