瀟湘職業(yè)學(xué)院《自動(dòng)控制原理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專(zhuān)業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專(zhuān)業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫(xiě)、漏寫(xiě)或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)瀟湘職業(yè)學(xué)院《自動(dòng)控制原理》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)中，以下關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)和應(yīng)用，哪種描述是不正確的？（）A.現(xiàn)場(chǎng)總線是一種連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字化、雙向、多站的通信網(wǎng)絡(luò)，具有開(kāi)放性、互操作性和分散性等特點(diǎn)B.它能夠減少系統(tǒng)布線、降低成本、提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化和遠(yuǎn)程監(jiān)控C.常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)有CAN總線、Profibus總線、LonWorks總線等，不同的現(xiàn)場(chǎng)總線適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景和行業(yè)D.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)非常成熟，所有的工業(yè)設(shè)備和控制系統(tǒng)都支持現(xiàn)場(chǎng)總線通信，無(wú)需再使用傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸方式2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，關(guān)于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的控制特點(diǎn)和適用范圍，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.步進(jìn)電機(jī)控制簡(jiǎn)單、成本低，適用于對(duì)精度要求不高的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)；伺服電機(jī)精度高、響應(yīng)快，適用于對(duì)性能要求較高的閉環(huán)控制系統(tǒng)B.步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)控制方式相同，適用范圍也沒(méi)有明顯區(qū)別C.伺服電機(jī)成本低、維護(hù)方便，因此在大多數(shù)運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)景中優(yōu)先選擇D.步進(jìn)電機(jī)精度高、速度快，比伺服電機(jī)更適合復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)3、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，當(dāng)考慮轉(zhuǎn)換精度和速度的權(quán)衡時(shí)，以下哪一個(gè)觀點(diǎn)是最合理的？（）A.在選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)平衡轉(zhuǎn)換精度和速度。對(duì)于精度要求高而速度要求相對(duì)較低的場(chǎng)合，應(yīng)優(yōu)先選擇高精度的轉(zhuǎn)換器；對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高而對(duì)精度要求可以適當(dāng)放寬的系統(tǒng)，則應(yīng)注重轉(zhuǎn)換器的速度B.A/D和D/A轉(zhuǎn)換的精度和速度是相互獨(dú)立的，不存在權(quán)衡的問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)預(yù)算盡可能選擇高精度和高速度的轉(zhuǎn)換器C.為了保證系統(tǒng)性能，應(yīng)始終選擇具有最高精度和最快速度的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，而不考慮成本和其他因素D.轉(zhuǎn)換精度比速度更重要，因?yàn)榫戎苯佑绊懴到y(tǒng)的控制效果，而速度的影響相對(duì)較小，可以通過(guò)其他方式來(lái)彌補(bǔ)4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)用于存儲(chǔ)和管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)能夠快速地存儲(chǔ)、檢索和更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求B.它具有數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)緩存和事務(wù)處理等功能，提高數(shù)據(jù)管理的效率C.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式上有很大的不同D.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單，不需要考慮數(shù)據(jù)的一致性和可靠性5、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中的重要內(nèi)容。對(duì)于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)，以下哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.可以通過(guò)連續(xù)控制系統(tǒng)的離散化方法，將成熟的連續(xù)控制算法轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制器B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法直接根據(jù)離散系統(tǒng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，無(wú)需考慮連續(xù)系統(tǒng)的特性C.數(shù)字控制器的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的因素，關(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行D.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)只需要考慮系統(tǒng)的性能指標(biāo)，無(wú)需考慮硬件實(shí)現(xiàn)的可行性6、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用，假設(shè)要對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，以下哪種數(shù)字信號(hào)處理方法是常用的？（）A.不進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，無(wú)法分析頻譜B.快速傅里葉變換（FFT），能夠快速有效地將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，進(jìn)行頻譜分析和特征提取C.離散余弦變換（DCT），主要用于圖像壓縮D.不熟悉數(shù)字信號(hào)處理方法，無(wú)法應(yīng)用7、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模型預(yù)測(cè)控制（ModelPredictiveControl，MPC）中，以下說(shuō)法不正確的是（）A.MPC通過(guò)預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的輸出，并根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)計(jì)算最優(yōu)控制輸入B.它能夠處理約束條件，適用于具有多變量、非線性和約束的復(fù)雜系統(tǒng)C.MPC的計(jì)算復(fù)雜度較高，實(shí)時(shí)性要求較高的系統(tǒng)可能不太適用D.MPC不需要建立系統(tǒng)的精確模型，依靠經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)就能實(shí)現(xiàn)良好的控制效果8、在計(jì)算機(jī)控制的汽車(chē)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(kāi)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9、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的無(wú)線控制（WirelessControl）技術(shù)，以下哪種說(shuō)法是錯(cuò)誤的？（）A.無(wú)線控制可以擺脫線纜的束縛，實(shí)現(xiàn)更靈活的控制方式B.藍(lán)牙、Zigbee、Wi-Fi等是常見(jiàn)的無(wú)線控制技術(shù)C.無(wú)線控制的信號(hào)傳輸容易受到干擾和距離限制D.無(wú)線控制技術(shù)在安全性和可靠性方面已經(jīng)完全達(dá)到了有線控制的水平10、當(dāng)利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)時(shí)，如果系統(tǒng)受到頻繁的外部干擾，導(dǎo)致溫度波動(dòng)較大，為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性，以下哪種改進(jìn)措施是有效的？（）A.增加傳感器的采樣頻率B.加大控制器的輸出幅度C.引入前饋控制環(huán)節(jié)，對(duì)干擾進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償D.降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度11、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不適合中小型企業(yè)使用B.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)控制節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型工業(yè)過(guò)程的全面監(jiān)控和控制C.DCS已經(jīng)過(guò)時(shí)，被其他新型控制系統(tǒng)完全取代D.DCS只能用于流程工業(yè)，不能用于離散制造業(yè)12、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷和容錯(cuò)控制方面，如果系統(tǒng)中的某個(gè)傳感器發(fā)生故障，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，以下哪種方法能夠及時(shí)檢測(cè)到故障并采取相應(yīng)的容錯(cuò)措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多個(gè)相同傳感器進(jìn)行對(duì)比B.基于模型的方法，通過(guò)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際測(cè)量值的差異判斷C.基于信號(hào)處理的方法，分析測(cè)量信號(hào)的特征來(lái)檢測(cè)故障D.以上方法結(jié)合使用，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性13、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術(shù)，以下觀點(diǎn)不正確的是（）A.虛擬儀器通過(guò)軟件將計(jì)算機(jī)與測(cè)量硬件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)儀器的功能B.具有靈活性高、開(kāi)發(fā)成本低、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)C.虛擬儀器完全取代了傳統(tǒng)的物理儀器，不再需要使用傳統(tǒng)儀器進(jìn)行測(cè)量和控制D.虛擬儀器的開(kāi)發(fā)需要掌握一定的編程語(yǔ)言和測(cè)量原理知識(shí)14、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了支持。以下關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田的精準(zhǔn)灌溉、施肥和病蟲(chóng)害防治，提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率B.基于衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航控制，提高了作業(yè)的精度和效率C.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性和不確定性等特點(diǎn)D.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成本高，效益不明顯，不適合大規(guī)模推廣15、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)對(duì)于保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。關(guān)于抗干擾技術(shù)，以下描述不正確的是（）A.干擾可以分為內(nèi)部干擾和外部干擾，內(nèi)部干擾主要來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部的電路噪聲和電磁輻射，外部干擾主要來(lái)自電源波動(dòng)、空間電磁輻射和信號(hào)線引入的干擾等B.硬件抗干擾技術(shù)包括濾波、屏蔽、接地、隔離等方法，可以有效地抑制干擾信號(hào)的傳播C.軟件抗干擾技術(shù)包括數(shù)字濾波、指令冗余、軟件陷阱等方法，可以提高系統(tǒng)的可靠性D.只要采用了先進(jìn)的硬件設(shè)備和軟件算法，就可以完全消除系統(tǒng)中的干擾，無(wú)需采取其他措施二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的自校正控制原理。2、（本題5分）說(shuō)明如何將最優(yōu)控制應(yīng)用于實(shí)際能源系統(tǒng)。3、（本題5分）闡述建立控制系統(tǒng)仿真模型的步驟。4、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷技術(shù)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，涵蓋硬件可靠性（如元器件選擇、冗余設(shè)計(jì)、故障診斷與容錯(cuò)技術(shù)）和軟件可靠性（如代碼審查、軟件測(cè)試、錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制）。解釋可靠性設(shè)計(jì)的重要性和相關(guān)指標(biāo)，分析各種可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)的原理和實(shí)現(xiàn)方法。結(jié)合一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，說(shuō)明如何通過(guò)可靠性設(shè)計(jì)確保系統(tǒng)的無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間和可維護(hù)性。2、（本題5分）全面論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制、底盤(pán)控制和車(chē)身電子控制。闡述汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的工作原理和關(guān)鍵技術(shù)，分析其在提高汽車(chē)性能、安全性和舒適性方面的作用。結(jié)合一款新型汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成和優(yōu)化。3、（本題5分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯(cuò)控制是提高系統(tǒng)可靠性的重要手段。請(qǐng)全面論述故障診斷的方法，如基于模型的診斷、基于信號(hào)處理的診斷和基于知識(shí)的診斷等。分析容錯(cuò)控制的策略和實(shí)現(xiàn)方式，如硬件冗余、軟件冗余和信息冗余等。結(jié)合實(shí)際的工業(yè)控制系統(tǒng)，說(shuō)明如何進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)和診斷，以及在故障發(fā)生時(shí)如何通過(guò)容錯(cuò)控制保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并討論故障診斷與容錯(cuò)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景。4、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能優(yōu)化算法在控制器參數(shù)整定中的應(yīng)用，如粒子群優(yōu)化、蟻群優(yōu)化等，討論如何提高參數(shù)整定的效率和精度。5、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。介紹常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信協(xié)議，如以太網(wǎng)、CAN總線等。分析網(wǎng)絡(luò)通信中的時(shí)延、丟包等問(wèn)題對(duì)控制系統(tǒng)性能的影響，探