鄭州衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院《控制工程基礎(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頁鄭州衛(wèi)生健康職業(yè)學(xué)院

《控制工程基礎(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一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術(shù)，以下說法錯誤的是：（）A.虛擬儀器是利用計算機軟件和硬件資源實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的技術(shù)B.虛擬儀器具有靈活性高、可擴展性強、成本低等優(yōu)點C.虛擬儀器只能用于測量和測試領(lǐng)域，不能用于控制領(lǐng)域D.開發(fā)虛擬儀器需要掌握相關(guān)的編程語言和開發(fā)工具2、當(dāng)設(shè)計一個計算機控制的智能交通系統(tǒng)時，需要考慮車輛流量的實時監(jiān)測和控制。為了準(zhǔn)確獲取車輛信息并快速做出控制決策，以下哪種傳感器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)是至關(guān)重要的？（）A.激光傳感器，測量車輛距離和速度B.圖像識別技術(shù)，通過攝像頭獲取車輛圖像并分析C.超聲波傳感器，檢測車輛位置D.以上技術(shù)結(jié)合使用，多源數(shù)據(jù)融合3、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下描述錯誤的是：（）A.常用的性能指標(biāo)包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、上升時間等，用于衡量系統(tǒng)的控制效果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，超調(diào)量表示系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大幅度C.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到干擾到重新恢復(fù)穩(wěn)定所需的時間，上升時間則是指系統(tǒng)輸出從0上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時間D.這些性能指標(biāo)是相互獨立的，優(yōu)化一個指標(biāo)不會對其他指標(biāo)產(chǎn)生影響4、在設(shè)計一個計算機控制系統(tǒng)的人機界面時，需要考慮操作人員的使用習(xí)慣和工作效率。如果系統(tǒng)需要顯示大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)和圖形，以下哪種界面設(shè)計原則對于提高操作人員的信息獲取和決策能力最為關(guān)鍵？（）A.簡潔明了B.色彩搭配協(xié)調(diào)C.布局合理D.交互性強5、在計算機控制系統(tǒng)的智能傳感器（IntelligentSensor）中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.智能傳感器具有信號處理、自診斷和通信等功能B.智能傳感器可以提高測量精度和可靠性C.智能傳感器通常采用數(shù)字接口與控制系統(tǒng)進行通信D.智能傳感器的成本較高，在所有應(yīng)用中都不具有優(yōu)勢6、在計算機控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計（ReliabilityDesign）中，以下敘述不正確的是（）A.可靠性設(shè)計旨在提高系統(tǒng)在惡劣環(huán)境和長時間運行條件下的穩(wěn)定性和無故障工作能力B.包括硬件冗余、軟件容錯、故障診斷和自恢復(fù)等技術(shù)C.為了降低成本，可以適當(dāng)犧牲系統(tǒng)的可靠性，只要在可接受的范圍內(nèi)即可D.可靠性設(shè)計需要在系統(tǒng)的設(shè)計階段就充分考慮，不能在后期進行補救7、在計算機控制技術(shù)的分布式控制系統(tǒng)（DCS）中，以下關(guān)于其結(jié)構(gòu)和特點的描述，哪一項是正確的？（）A.DCS采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層和管理層，具有分散控制、集中管理、可靠性高、開放性好等特點，適用于大型工業(yè)過程的控制B.DCS結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，不如集中式控制系統(tǒng)實用C.DCS的各層之間相互獨立，沒有信息交互D.DCS已經(jīng)過時，被新的控制系統(tǒng)所取代8、在計算機控制技術(shù)中，嵌入式系統(tǒng)在很多應(yīng)用場景中得到了廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.嵌入式系統(tǒng)通常具有體積小、功耗低、實時性強等特點B.它可以將計算機控制功能集成到一個芯片或一個小型設(shè)備中，實現(xiàn)特定的控制任務(wù)C.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)需要考慮硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計，以及資源的有限性D.嵌入式系統(tǒng)的性能和功能不如通用計算機系統(tǒng)強大，應(yīng)用范圍有限9、在計算機控制技術(shù)的工業(yè)機器人控制中，以下關(guān)于軌跡規(guī)劃和力控制的描述，哪一項是準(zhǔn)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(xiàn)高精度、高效率的機器人操作至關(guān)重要，需要結(jié)合機器人的動力學(xué)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(jù)預(yù)設(shè)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(shù)已經(jīng)非常成熟，不需要進一步研究和改進10、在計算機控制技術(shù)的多變量控制系統(tǒng)中，以下關(guān)于其特點和控制策略的描述，哪一項是正確的？（）A.多變量控制系統(tǒng)具有多個輸入和多個輸出，變量之間存在耦合關(guān)系。控制策略包括解耦控制、預(yù)測控制、自適應(yīng)控制等。解耦控制用于消除變量之間的耦合；預(yù)測控制考慮系統(tǒng)的未來行為；自適應(yīng)控制能夠根據(jù)系統(tǒng)變化調(diào)整控制器參數(shù)。這些策略旨在實現(xiàn)良好的控制性能B.多變量控制系統(tǒng)與單變量控制系統(tǒng)沒有本質(zhì)區(qū)別，控制策略可以通用C.多變量控制系統(tǒng)過于復(fù)雜，不適合在實際工程中應(yīng)用D.多變量控制系統(tǒng)的控制策略只需要考慮當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)，不需要考慮未來的變化11、在計算機控制的數(shù)控機床刀具磨損監(jiān)測中，以下哪種方法能夠準(zhǔn)確地判斷刀具的磨損程度？（）A.基于振動信號分析的方法B.基于切削力監(jiān)測的方法C.基于圖像分析的方法D.以上方法綜合運用12、在計算機控制技術(shù)的智能控制與傳統(tǒng)控制結(jié)合方面，例如在一個復(fù)雜的工業(yè)過程控制中，以下哪種結(jié)合方式是具有潛力的？（）A.完全分開使用智能控制和傳統(tǒng)控制，無法發(fā)揮優(yōu)勢B.將智能控制用于系統(tǒng)的優(yōu)化和自適應(yīng)調(diào)整，傳統(tǒng)控制用于基礎(chǔ)的穩(wěn)定控制，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，提高系統(tǒng)的整體性能和適應(yīng)性C.不嘗試結(jié)合，只依賴單一控制方式D.隨意結(jié)合，不考慮系統(tǒng)需求13、關(guān)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(dǎo)致系統(tǒng)的復(fù)雜度增加，因此應(yīng)該盡量避免14、當(dāng)設(shè)計一個計算機控制的智能溫室系統(tǒng)時，需要綜合調(diào)控溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。為了實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的控制目標(biāo)，以下哪種控制策略是可取的？（）A.基于節(jié)能模型的控制，優(yōu)化設(shè)備運行時間和功率B.環(huán)境友好型控制，減少化學(xué)藥劑的使用C.太陽能和風(fēng)能等可再生能源的利用控制D.以上策略結(jié)合使用15、在計算機控制系統(tǒng)的人機界面設(shè)計中，以下關(guān)于其原則和要求的描述，不正確的是哪一項？（）A.人機界面應(yīng)具有友好性、直觀性和易用性，操作簡單方便，符合用戶的習(xí)慣和認(rèn)知規(guī)律B.界面的布局應(yīng)合理美觀，信息顯示清晰準(zhǔn)確，顏色搭配協(xié)調(diào)，能夠吸引用戶的注意力C.人機界面應(yīng)能夠及時反饋系統(tǒng)的運行狀態(tài)和操作結(jié)果，提供必要的提示和幫助信息，方便用戶進行操作和監(jiān)控D.人機界面的設(shè)計只需要考慮功能的實現(xiàn)，不需要考慮用戶的體驗和感受，只要能夠完成控制任務(wù)即可16、計算機控制系統(tǒng)中的人機交互界面（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，方便操作人員進行監(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17、在計算機控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)遠程監(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，且對通信的實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18、在計算機控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的綠色發(fā)展理念，以下選項錯誤的是：（）A.控制系統(tǒng)的設(shè)計和運行應(yīng)考慮資源節(jié)約和環(huán)境友好，減少能源消耗和廢棄物排放B.采用高效的控制算法和節(jié)能設(shè)備，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)C.綠色發(fā)展理念只適用于大型工業(yè)控制系統(tǒng)，對小型控制系統(tǒng)不重要D.推動控制系統(tǒng)的綠色發(fā)展需要政策引導(dǎo)、技術(shù)創(chuàng)新和公眾意識的提高19、對于計算機控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)辨識（SystemIdentification）技術(shù)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.系統(tǒng)辨識是通過輸入輸出數(shù)據(jù)來建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型B.可以采用時域辨識方法或頻域辨識方法C.系統(tǒng)辨識的結(jié)果可以用于控制器的設(shè)計和系統(tǒng)性能的評估D.系統(tǒng)辨識能夠準(zhǔn)確地獲得系統(tǒng)的真實模型，無需進行任何假設(shè)和簡化20、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字信號處理技術(shù)用于對采集到的信號進行分析和處理。例如，通過濾波去除噪聲、通過頻譜分析提取有用信息等。在一個音頻處理系統(tǒng)中，需要對聲音信號進行降噪和增強。以下關(guān)于數(shù)字信號處理在計算機控制中的應(yīng)用，錯誤的是：（）A.數(shù)字信號處理可以提高信號的質(zhì)量和可靠性B.快速傅里葉變換（FFT）是數(shù)字信號處理中常用的算法之一C.數(shù)字信號處理的算法越復(fù)雜，效果就越好D.數(shù)字信號處理需要考慮硬件的計算能力和實時性要求二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述計算機控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計方法。2、（本題5分）解釋交通信號燈控制系統(tǒng)的工作原理。3、（本題5分）解釋魯棒控制器在實際系統(tǒng)中的性能表現(xiàn)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個計算機控制的聲音強度控制系統(tǒng)，使聲音強度在0-120dB范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，誤差小于±2dB。2、（本題5分）針對一個石油化工廠的精餾塔，設(shè)計其溫度和液位的控制系統(tǒng)。3、（本題5分）利用計算機控制，設(shè)計一個水泥廠生料配料比例自動控制系統(tǒng)。4、（本題5分）針對一個制藥廠的藥品生產(chǎn)過