湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院《自動控制基礎(chǔ)》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頁湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《自動控制基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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、當(dāng)研究計算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字濾波（DigitalFiltering）技術(shù)時，以下哪種說法不準(zhǔn)確？（）A.數(shù)字濾波是通過數(shù)字算法對輸入信號進(jìn)行濾波處理，去除噪聲和干擾B.常見的數(shù)字濾波方法有中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等C.數(shù)字濾波可以在硬件上實(shí)現(xiàn)，也可以在軟件中通過編程實(shí)現(xiàn)D.數(shù)字濾波的效果完全取決于濾波算法的選擇，與采樣頻率無關(guān)2、在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)控制現(xiàn)場與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，且對通信的實(shí)時性和可靠性要求較高時，以下哪種通信方式是較為理想的選擇？（）A.以太網(wǎng)B.無線通信C.現(xiàn)場總線D.衛(wèi)星通信3、計算機(jī)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(jìn)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(qiáng)度等數(shù)據(jù)。以下關(guān)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(guān)B.采樣頻率越高，采集到的數(shù)據(jù)就越準(zhǔn)確，但也會增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)C.數(shù)據(jù)采集過程中不需要進(jìn)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(jī)系統(tǒng)處理，無需調(diào)理4、在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)需要對一個具有大滯后特性的工業(yè)過程進(jìn)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(diào)整比例、積分和微分系數(shù)來實(shí)現(xiàn)控制B.模糊控制算法，利用模糊邏輯和語言規(guī)則進(jìn)行推理和決策C.預(yù)測控制算法，基于模型預(yù)測未來的輸出并進(jìn)行優(yōu)化控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，通過模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力進(jìn)行控制5、計算機(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，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.HMI應(yīng)該具有直觀、簡潔、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)計對系統(tǒng)性能沒有影響，只需要關(guān)注界面的美觀和易用性6、對于一個計算機(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7、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8、在計算機(jī)控制技術(shù)的智能儀表與智能變送器中，以下描述不正確的是：（）A.智能儀表和智能變送器具有測量精度高、功能豐富、通信能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)B.它們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動校準(zhǔn)、故障診斷等智能化功能C.智能儀表和智能變送器的廣泛應(yīng)用提高了控制系統(tǒng)的自動化水平D.智能儀表和智能變送器只是增加了成本，對于控制系統(tǒng)的性能提升沒有實(shí)質(zhì)性幫助9、計算機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動控制技術(shù)在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于運(yùn)動控制技術(shù)的描述，錯誤的是（）A.運(yùn)動控制技術(shù)包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以實(shí)現(xiàn)精確的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動控制，滿足各種復(fù)雜的運(yùn)動需求C.運(yùn)動控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，沒有進(jìn)一步提高的空間D.與傳感器技術(shù)和智能控制算法相結(jié)合，提高運(yùn)動控制的精度和穩(wěn)定性10、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的前饋控制應(yīng)用，假設(shè)要補(bǔ)償系統(tǒng)中的可測干擾，以下哪種情況適合使用前饋控制？（）A.不使用前饋控制，無法有效補(bǔ)償干擾B.干擾可測且其對系統(tǒng)輸出的影響規(guī)律已知，通過前饋控制器提前對干擾進(jìn)行補(bǔ)償，減少其對系統(tǒng)輸出的影響C.不了解干擾特性，無法應(yīng)用前饋控制D.認(rèn)為前饋控制復(fù)雜，不采用11、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計，假設(shè)要開發(fā)一個復(fù)雜的控制程序，以下哪個設(shè)計原則是需要優(yōu)先遵循的？（）A.不遵循任何設(shè)計原則，代碼混亂B.模塊化設(shè)計原則，將系統(tǒng)功能分解為獨(dú)立的模塊，便于開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)，提高軟件的可擴(kuò)展性和可重用性C.只追求代碼的簡潔性，忽略功能完整性D.不進(jìn)行軟件架構(gòu)設(shè)計，隨意編寫代碼12、在計算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用中，傳感器的精度和響應(yīng)速度對系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和實(shí)時性有著重要影響。當(dāng)需要測量一個快速變化的物理量，且要求測量精度達(dá)到很高的水平時，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，常用于溫度測量但精度有限13、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的智能控制算法（IntelligentControlAlgorithm）應(yīng)用中，以下說法不準(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)用場景無關(guān)14、在計算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備中，例如輸液泵，精確控制藥液的流速和流量是保障治療效果和患者安全的重要因素。當(dāng)需要根據(jù)患者的病情實(shí)時調(diào)整輸液速度時，以下哪種控制算法更能滿足要求？（）A.比例積分微分（PID）控制算法，綜合調(diào)節(jié)B.模糊邏輯控制算法，模擬人類思維C.開環(huán)控制算法，不考慮反饋D.固定速度輸液，不進(jìn)行調(diào)整15、在計算機(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)面臨多個配送點(diǎn)、不同貨物需求和時間限制時，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，通過模擬進(jìn)化過程搜索最優(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)化二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有哪些。2、（本題5分）說明計算機(jī)控制在橡膠生產(chǎn)中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述模糊控制在溫度控制中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在計算機(jī)控制技術(shù)中，實(shí)時操作系統(tǒng)對于保證控制系統(tǒng)的實(shí)時性和確定性至關(guān)重要。請詳細(xì)論述實(shí)時操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和工作原理，如任務(wù)調(diào)度機(jī)制、中斷處理機(jī)制等。分析常見的實(shí)時操作系統(tǒng)（如VxWorks、RTX等）在計算機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際的控制項目，說明如何根據(jù)系統(tǒng)需求選擇合適的實(shí)時操作系統(tǒng)，并討論在使用實(shí)時操作系統(tǒng)時需要注意的問題，如資源管理、內(nèi)存保護(hù)和任務(wù)優(yōu)先級設(shè)置等。2、（本題5分）深入探討計算機(jī)控制系統(tǒng)中的多變量控制系統(tǒng)設(shè)計。闡述多變量系統(tǒng)的特點(diǎn)和建模方法，比較解耦控制、協(xié)調(diào)控制等多變量控制策略的原理和應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際的多變量控制對象，分析設(shè)計過程中的關(guān)鍵問題和解決方案。3、（本題5分）全面論述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能電網(wǎng)控制技術(shù)，包括電網(wǎng)監(jiān)測、負(fù)荷預(yù)測和能源管理。解釋智能電網(wǎng)的架構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)，分析智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)中的分布式能源接入、儲能系統(tǒng)控制等關(guān)鍵問題。結(jié)合一個區(qū)域智能電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)例，說明如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。4、（本題5分）深入探討計算機(jī)控制系統(tǒng)中的模糊推理系統(tǒng)在控制中的應(yīng)用，解釋模糊規(guī)則的制定和模糊推理的過程，分析模糊控制與傳統(tǒng)控制方法的結(jié)合策略。5、（本題5分）詳細(xì)分析計算機(jī)控制系統(tǒng)中的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，解釋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理和控制目標(biāo)（最大功率跟蹤、轉(zhuǎn)速控制、功率平滑輸出）。討論風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中的變