河北科技師范學(xué)院《控制測量》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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)控制的航空航天領(lǐng)域中，需要對飛行器的姿態(tài)、速度等進(jìn)行精確控制。當(dāng)飛行器處于復(fù)雜的飛行環(huán)境和高動(dòng)態(tài)條件下，以下哪種控制方法能夠更好地保證飛行的穩(wěn)定性和安全性？（）A.最優(yōu)控制B.魯棒控制C.自適應(yīng)控制D.模型預(yù)測控制2、在計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，軌跡規(guī)劃是實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)控制的關(guān)鍵。當(dāng)要求機(jī)器人在有限的時(shí)間內(nèi)從起始點(diǎn)以最短路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，并避開障礙物時(shí)，以下哪種軌跡規(guī)劃算法更適用？（）A.直線插補(bǔ)算法，簡單直接B.圓弧插補(bǔ)算法，適用于曲線運(yùn)動(dòng)C.多項(xiàng)式插補(bǔ)算法，可靈活設(shè)定運(yùn)動(dòng)曲線D.隨機(jī)生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化3、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)選型中，以下關(guān)于IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）和PLC（可編程邏輯控制器）的比較，哪種說法是不正確的？（）A.IPC具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和豐富的軟件資源，適用于復(fù)雜的控制算法和數(shù)據(jù)處理任務(wù)，但環(huán)境適應(yīng)性相對較差B.PLC則具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)，適用于對可靠性要求高、控制邏輯相對固定的場合C.在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體的控制需求和現(xiàn)場環(huán)境，選擇IPC或PLC，或者將兩者結(jié)合使用，以發(fā)揮各自的優(yōu)勢D.IPC的發(fā)展已經(jīng)完全取代了PLC，在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC已經(jīng)很少被使用，而IPC成為了主流的控制設(shè)備4、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的算法優(yōu)化方面，以下關(guān)于其目的和方法的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.算法優(yōu)化的目的是提高系統(tǒng)的控制性能、降低計(jì)算復(fù)雜度、減少資源占用，以滿足實(shí)時(shí)性和高效性的要求B.常見的算法優(yōu)化方法包括代碼優(yōu)化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、算法改進(jìn)、并行計(jì)算等C.算法優(yōu)化只需要考慮計(jì)算效率，不需要考慮算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性D.在進(jìn)行算法優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮系統(tǒng)的性能、成本和可實(shí)現(xiàn)性等因素，選擇合適的優(yōu)化方案5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的人機(jī)界面設(shè)計(jì)對于操作人員與系統(tǒng)的交互至關(guān)重要。一個(gè)友好、直觀的人機(jī)界面能夠提高操作效率和準(zhǔn)確性。例如，在一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，操作人員需要通過界面實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)過程的參數(shù)和狀態(tài)。以下關(guān)于人機(jī)界面設(shè)計(jì)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.人機(jī)界面的布局應(yīng)該合理，重要信息突出顯示B.操作流程應(yīng)該簡單明了，減少操作人員的誤操作C.人機(jī)界面的顏色和圖標(biāo)選擇對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意設(shè)計(jì)D.應(yīng)該提供實(shí)時(shí)的反饋和提示信息，幫助操作人員做出正確的決策6、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件平臺（HardwarePlatform）選擇中，以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.硬件平臺的選擇需要考慮系統(tǒng)的性能要求、成本預(yù)算和開發(fā)難度等因素B.可以選擇工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、嵌入式系統(tǒng)或可編程控制器等作為硬件平臺C.不同的硬件平臺具有不同的特點(diǎn)和適用場景，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇D.一旦選擇了硬件平臺，就不能再更改，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)7、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的先進(jìn)控制策略，以下關(guān)于其應(yīng)用和優(yōu)勢的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.先進(jìn)控制策略如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測控制等在復(fù)雜工業(yè)過程中得到了廣泛應(yīng)用。它們能夠處理非線性、時(shí)變、多變量等復(fù)雜系統(tǒng)，具有更好的控制性能和適應(yīng)性。然而，先進(jìn)控制策略的實(shí)現(xiàn)通常需要較高的計(jì)算資源和專業(yè)知識B.先進(jìn)控制策略過于復(fù)雜，不適合在實(shí)際的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用C.傳統(tǒng)的控制策略已經(jīng)足夠滿足所有需求，不需要采用先進(jìn)控制策略D.先進(jìn)控制策略可以直接應(yīng)用于任何計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，無需進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化8、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能評估中，如果要全面評價(jià)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(shí)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9、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)過程中，需要選擇合適的編程語言和開發(fā)工具。當(dāng)系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性和可靠性要求極高時(shí)，以下哪種編程語言通常是首選？（）A.C/C++B.JavaC.PythonD.VisualBasic10、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，傳感器起著至關(guān)重要的作用，將物理世界的信息轉(zhuǎn)換為電信號供計(jì)算機(jī)處理。以下關(guān)于傳感器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.傳感器的精度和分辨率決定了所采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和細(xì)膩程度B.不同類型的傳感器適用于不同的物理量測量，如溫度、壓力、位移等C.傳感器的輸出信號通常可以直接被計(jì)算機(jī)接收和處理，無需任何轉(zhuǎn)換和調(diào)理D.傳感器的穩(wěn)定性和可靠性對于長期準(zhǔn)確測量至關(guān)重要，可能會(huì)受到環(huán)境因素的影響11、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)控制，以下關(guān)于其應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點(diǎn)的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.運(yùn)動(dòng)控制僅用于工業(yè)機(jī)器人，其他領(lǐng)域很少應(yīng)用B.運(yùn)動(dòng)控制廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化生產(chǎn)線、機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域，其技術(shù)特點(diǎn)包括高精度定位、高速運(yùn)動(dòng)、多軸協(xié)同控制、軌跡規(guī)劃等，要求系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和高穩(wěn)定性C.運(yùn)動(dòng)控制的精度和速度要求不高，一般的控制技術(shù)就能滿足D.運(yùn)動(dòng)控制的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒有進(jìn)一步提升的空間12、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯(cuò)技術(shù)，以下哪種說法是比較全面的？（）A.故障診斷與容錯(cuò)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(cuò)技術(shù)包括冗余設(shè)計(jì)、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(jì)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(cuò)技術(shù)C.故障診斷與容錯(cuò)技術(shù)會(huì)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(cuò)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13、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)，假設(shè)要開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的控制程序，以下哪個(gè)設(shè)計(jì)原則是需要優(yōu)先遵循的？（）A.不遵循任何設(shè)計(jì)原則，代碼混亂B.模塊化設(shè)計(jì)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(jì)，隨意編寫代碼14、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號調(diào)理電路中，以下關(guān)于其作用和類型的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.信號調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入要求B.放大電路可以提高信號的幅度，使其能夠被準(zhǔn)確測量；濾波電路用于去除信號中的噪聲和干擾；隔離電路用于防止信號之間的串?dāng)_和共模干擾C.信號調(diào)理電路可以分為模擬信號調(diào)理電路和數(shù)字信號調(diào)理電路，分別適用于不同類型的信號和系統(tǒng)D.信號調(diào)理電路的性能對系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性沒有影響，只要能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換為合適的形式即可15、在計(jì)算機(jī)控制的智能交通系統(tǒng)中，需要對車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。當(dāng)面臨復(fù)雜的交通流量和多變的路況時(shí)，以下哪種控制策略能夠更好地優(yōu)化交通流量，減少擁堵？（）A.集中式控制B.分布式控制C.分層式控制D.隨機(jī)控制二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋Z變換在離散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）簡述計(jì)算機(jī)控制在冶金行業(yè)的應(yīng)用。3、（本題5分）簡述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。4、（本題5分）簡述線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)的區(qū)別。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的多模態(tài)控制策略及其融合方法，分析不同控制模態(tài)的特點(diǎn)和適用場景，討論如何實(shí)現(xiàn)模態(tài)之間的平滑切換和有效融合。2、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，包括現(xiàn)場總線（如CAN總線、Profibus等）和工業(yè)以太網(wǎng)，比較它們的特點(diǎn)、性能和適用場景，闡述如何構(gòu)建高效可靠的網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)。3、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的魯棒控制理論及其應(yīng)用，包括H∞控制、μ綜合等方法，討論在存在模型不確定性情況下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能保證。4、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能儀表的特點(diǎn)和應(yīng)用，包括智能變送器、智能執(zhí)行器等，討論智能儀表如何提高系統(tǒng)的測量和控制精度。5、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的節(jié)能控制策略，分析如何通過優(yōu)化控制算法和設(shè)備運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共