新疆農業(yè)大學《控制過程》2023-2024學年第二學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁新疆農業(yè)大學《控制過程》

2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、計算機控制系統(tǒng)中的信號調理環(huán)節(jié)用于對傳感器輸出的信號進行處理和優(yōu)化。對于信號調理，以下哪一項描述是錯誤的？（）A.信號調理可以包括放大、濾波、線性化等操作，以改善信號質量B.它能夠將傳感器的微弱輸出信號放大到適合計算機處理的范圍C.濾波可以去除信號中的噪聲和干擾，提高信號的純度和可信度D.信號調理環(huán)節(jié)的功能是單一的，只能進行一種操作，如放大或濾波2、在計算機控制系統(tǒng)的PID控制器參數整定中，以下關于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一種基于系統(tǒng)開環(huán)階躍響應的經驗整定方法，通過實驗獲取系統(tǒng)的特性參數，然后計算出PID控制器的參數B.該方法簡單易行，適用于許多工業(yè)過程控制，但對于一些復雜系統(tǒng)或具有特殊要求的系統(tǒng)，可能無法得到理想的控制效果C.Ziegler-Nichols整定方法考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性等性能指標，能夠提供一組較為合理的初始參數D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的參數，就不需要再進行調整和優(yōu)化，系統(tǒng)就能達到最佳控制效果3、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設計中，如果要求系統(tǒng)具有良好的可擴展性和可維護性，以下哪種編程架構和方法是應該優(yōu)先采用的？（）A.面向過程編程，按功能模塊劃分程序B.面向對象編程，封裝數據和操作C.結構化編程，使用順序、選擇和循環(huán)結構D.函數式編程，強調函數的組合和純函數4、計算機控制系統(tǒng)中的數據存儲和管理也是重要的環(huán)節(jié)。大量的歷史數據和實時數據需要進行有效的存儲和查詢。例如，在一個城市交通管理系統(tǒng)中，需要存儲車輛的行駛軌跡、流量等數據。以下關于數據存儲和管理的描述，正確的是：（）A.關系型數據庫是唯一適合計算機控制系統(tǒng)的數據存儲方式B.數據備份和恢復策略對于保障數據的安全性和完整性至關重要C.不需要對數據進行壓縮和加密處理，不會影響系統(tǒng)性能D.數據的存儲和管理與系統(tǒng)的控制功能無關，可以獨立設計5、計算機控制系統(tǒng)的網絡通信技術在實現遠程監(jiān)控和分布式控制方面發(fā)揮著重要作用。以下關于網絡通信技術的描述，錯誤的是（）A.現場總線是一種應用于工業(yè)現場的數字通信網絡，具有開放性、互操作性和可靠性等優(yōu)點B.工業(yè)以太網將以太網技術應用于工業(yè)控制領域，能夠實現高速、實時的數據傳輸C.無線網絡通信技術為計算機控制系統(tǒng)提供了更加靈活的連接方式，但存在信號不穩(wěn)定和安全性等問題D.網絡通信技術只需要考慮數據傳輸的速度和穩(wěn)定性，不需要考慮網絡的安全性和實時性6、關于計算機控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制（OptimalControl）理論，以下說法不正確的是（）A.最優(yōu)控制的目標是在滿足一定約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標達到最優(yōu)B.可以通過求解最優(yōu)控制問題的數學模型，得到最優(yōu)的控制策略C.最優(yōu)控制在實際應用中往往難以實現，因為需要精確的系統(tǒng)模型和大量的計算資源D.最優(yōu)控制理論只適用于理論研究，對實際的控制系統(tǒng)沒有任何指導意義7、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設計（SoftwareDesign）過程中，以下描述不準確的是（）A.軟件設計包括控制算法的實現、界面設計、數據管理等方面B.采用結構化、模塊化的編程方法可以提高軟件的可讀性、可維護性和可擴展性C.實時操作系統(tǒng)（RTOS）可以為軟件提供良好的任務調度和資源管理功能D.軟件設計完成后無需進行測試和優(yōu)化，只要能實現基本的控制功能即可8、在計算機控制技術的自適應控制算法中，比如系統(tǒng)參數發(fā)生變化時要自動調整控制策略，以下哪種自適應方法是基于模型的？（）A.不采用自適應控制，系統(tǒng)性能下降B.模型參考自適應控制，通過參考模型和實際系統(tǒng)的輸出比較來調整控制器參數，適應系統(tǒng)參數的變化C.自校正控制，根據系統(tǒng)的輸入輸出數據在線辨識模型參數，并據此調整控制器參數D.不了解自適應控制方法，無法選擇9、對于計算機控制系統(tǒng)中的數據采集與處理，以下關于其重要性和方法的描述，哪一種是準確的？（）A.數據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。通過傳感器獲取原始數據后，需要進行濾波、放大、A/D轉換等處理。數據的準確性、實時性和完整性對于控制系統(tǒng)的性能至關重要，采用合適的數據處理算法可以提高數據質量B.數據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.數據采集與處理只需要使用固定的方法和參數，不需要根據實際情況進行調整D.數據采集與處理只關注數據的采集，不需要進行后續(xù)的分析和利用10、對于計算機控制系統(tǒng)中的傳感器選擇，以下關于其考慮因素和重要性的說法，哪一項是恰當的？（）A.傳感器的選擇只需要考慮測量范圍，其他因素如精度、響應時間、可靠性等都不重要B.選擇傳感器時，需要綜合考慮測量范圍、精度、響應時間、線性度、穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力等多個因素。合適的傳感器能夠準確地獲取被控對象的狀態(tài)信息，為控制系統(tǒng)提供可靠的輸入，直接影響控制系統(tǒng)的性能和精度C.傳感器的價格是選擇的唯一關鍵因素，越便宜越好D.傳感器的安裝和維護難度不需要在選擇時考慮11、對于計算機控制系統(tǒng)中的網絡通信技術，以下關于其特點和應用的描述，不正確的是哪一項？（）A.網絡通信技術可以實現計算機控制系統(tǒng)中各個節(jié)點之間的數據交換和資源共享，提高系統(tǒng)的靈活性和可擴展性B.現場總線是一種應用于工業(yè)現場的網絡通信技術，具有實時性強、可靠性高、開放性好等特點，廣泛應用于工業(yè)自動化領域C.以太網作為一種通用的網絡技術，也逐漸應用于計算機控制系統(tǒng)中，但在實時性和確定性方面不如專用的現場總線D.無線網絡通信技術在計算機控制系統(tǒng)中的應用受到限制，主要是因為其傳輸速度慢、穩(wěn)定性差、安全性低12、在計算機控制的水處理系統(tǒng)中，水質參數的監(jiān)測和控制對于保證出水質量至關重要。當需要同時控制多個水質參數（如pH值、溶解氧含量）時，以下哪種多變量控制方法更能有效地維持水質穩(wěn)定？（）A.解耦控制，消除變量之間的相互影響B(tài).協(xié)調控制，統(tǒng)籌各參數的控制目標C.獨立控制，分別對每個參數進行單獨控制D.不進行控制，任由水質參數自由變化13、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、超調量、調節(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.超調量越大，系統(tǒng)的響應速度越快，性能越好D.調節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到擾動到重新穩(wěn)定所需的時間14、在計算機控制系統(tǒng)的最優(yōu)控制（OptimalControl）中，以下描述不正確的是：（）A.最優(yōu)控制是在一定的約束條件下，使系統(tǒng)的性能指標達到最優(yōu)B.可以通過求解動態(tài)規(guī)劃方程或使用線性二次型調節(jié)器等方法實現最優(yōu)控制C.最優(yōu)控制需要精確的系統(tǒng)模型和完整的系統(tǒng)信息，在實際應用中往往難以實現D.一旦實現了最優(yōu)控制，系統(tǒng)就不需要再進行調整和優(yōu)化15、在計算機控制系統(tǒng)的安全防護方面，以下關于網絡攻擊和防護措施的描述，哪一項是準確的？（）A.計算機控制系統(tǒng)面臨著病毒、黑客攻擊、拒絕服務攻擊等多種網絡安全威脅，需要采取防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、加密技術等防護措施，同時加強用戶認證和權限管理，保障系統(tǒng)的安全運行B.計算機控制系統(tǒng)相對獨立，不會受到網絡攻擊，不需要采取防護措施C.簡單的殺毒軟件就足以保護計算機控制系統(tǒng)免受網絡攻擊D.網絡攻擊對計算機控制系統(tǒng)影響不大，不必過于關注防護措施16、當利用計算機控制技術實現一個水質監(jiān)測系統(tǒng)時，需要對多個監(jiān)測點的數據進行實時采集和分析。為了保證數據的準確性和可靠性，以下哪種數據處理方法是重要的？（）A.數據濾波，去除噪聲和干擾B.數據融合，綜合多個傳感器的數據C.數據異常檢測，發(fā)現異常值并進行處理D.以上方法都是17、在計算機控制技術的工業(yè)以太網應用中，以下關于其特點和優(yōu)勢的描述，哪一個是恰當的？（）A.工業(yè)以太網具有高速傳輸、開放性、兼容性好、易于集成等特點。它能夠滿足工業(yè)控制對實時性、可靠性的要求，同時支持多種設備的連接和數據交換。與傳統(tǒng)的工業(yè)通信協(xié)議相比，工業(yè)以太網具有更廣泛的應用前景和更低的成本B.工業(yè)以太網不適合在工業(yè)控制領域應用，傳統(tǒng)的通信協(xié)議更可靠C.工業(yè)以太網的特點和優(yōu)勢不明顯，與普通以太網沒有區(qū)別D.工業(yè)以太網的應用會增加系統(tǒng)的復雜性和成本，不應該推廣18、在計算機控制的工業(yè)爐溫控制系統(tǒng)中，為了實現精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當對溫度的控制精度要求很高，且加熱過程存在較大的滯后時，以下哪種加熱元件和控制方式的組合更合適？（）A.電阻絲加熱，結合智能預測控制算法B.紅外線加熱，采用傳統(tǒng)PID控制C.電磁感應加熱，使用開環(huán)控制D.火焰加熱，依靠人工觀察調節(jié)19、在計算機控制系統(tǒng)的軟件設計中，選擇合適的編程語言和開發(fā)工具對于提高開發(fā)效率和系統(tǒng)性能至關重要。當開發(fā)一個復雜的實時控制軟件，要求高效執(zhí)行和良好的可維護性時，以下哪種編程語言更合適？（）A.C語言，執(zhí)行效率高B.Python語言，開發(fā)效率高但執(zhí)行速度相對較慢C.Java語言，跨平臺性好D.匯編語言，直接控制硬件但開發(fā)難度大20、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾設計中，需要采取多種措施來降低外部干擾對系統(tǒng)的影響。當系統(tǒng)所處的環(huán)境存在強烈的電磁干擾時，以下哪種方法更能有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力？（）A.采用屏蔽線傳輸信號，減少電磁輻射B.合理布線，減少信號回路面積C.安裝電源濾波器，抑制電源中的干擾D.不采取任何抗干擾措施，任由干擾影響系統(tǒng)21、有關計算機控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下哪種說法是比較合理的？（）A.智能控制算法如遺傳算法、蟻群算法、粒子群優(yōu)化算法等在控制系統(tǒng)中展現出了強大的優(yōu)化和自適應能力。它們能夠處理復雜的優(yōu)化問題和不確定的系統(tǒng)環(huán)境，為控制器的參數整定和系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的思路和方法B.智能控制算法過于理論化，在實際的計算機控制系統(tǒng)中難以應用C.智能控制算法只適用于高端的計算機控制系統(tǒng)，對于一般的系統(tǒng)沒有必要D.智能控制算法可以替代傳統(tǒng)的控制算法，完全不需要傳統(tǒng)控制的知識22、在計算機控制系統(tǒng)中，PID控制器是應用最為廣泛的控制器之一。關于PID控制器，以下描述錯誤的是（）A.PID控制器由比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)組成，通過調整三個參數可以實現不同的控制效果B.比例環(huán)節(jié)可以加快系統(tǒng)的響應速度，但過大的比例系數會導致系統(tǒng)產生較大的超調C.積分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過強會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降D.微分環(huán)節(jié)可以預測系統(tǒng)的變化趨勢，提前進行控制，但對噪聲敏感，容易引起系統(tǒng)的振蕩23、關于計算機控制系統(tǒng)中的軟件設計，以下對于實時操作系統(tǒng)的選擇和應用的描述，哪一項是準確的？（）A.實時操作系統(tǒng)能夠保證任務的實時性和確定性，在對時間要求嚴格的計算機控制系統(tǒng)中，應根據系統(tǒng)需求選擇合適的實時操作系統(tǒng)，并合理安排任務的優(yōu)先級和調度策略，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和及時響應B.實時操作系統(tǒng)對計算機控制系統(tǒng)沒有幫助，使用普通操作系統(tǒng)即可C.選擇實時操作系統(tǒng)時，只需要考慮其功能，不需要考慮資源占用和可擴展性D.任何實時操作系統(tǒng)都能滿足計算機控制系統(tǒng)的要求，無需仔細挑選24、在計算機控制系統(tǒng)的節(jié)能控制（Energy-savingControl）策略中，以下敘述錯誤的是（）A.節(jié)能控制旨在降低系統(tǒng)的能耗，同時保證系統(tǒng)的性能和生產要求B.可以通過優(yōu)化控制算法、調整設備運行狀態(tài)等方式實現節(jié)能控制C.節(jié)能控制會增加系統(tǒng)的復雜性和成本，對企業(yè)的經濟效益沒有幫助D.隨著能源成本的增加和環(huán)保要求的提高，節(jié)能控制在工業(yè)領域越來越受到重視25、在計算機控制技術中，智能控制算法的應用越來越廣泛。模糊控制、神經網絡控制、專家系統(tǒng)等為解決復雜的控制問題提供了新的思路。例如，在一個智能機器人的運動控制系統(tǒng)中，可以采用模糊控制來實現對機器人的靈活控制。以下關于智能控制算法的說法，不正確的是：（）A.智能控制算法具有自學習、自適應的能力，能夠應對系統(tǒng)的不確定性B.智能控制算法的計算復雜度通常較高，對硬件要求較高C.智能控制算法不需要基于系統(tǒng)的數學模型，完全依靠數據驅動D.智能控制算法在實際應用中已經完全取代了傳統(tǒng)的控制算法二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述智能交通系統(tǒng)中的控制技術。2、（本題5分）說明非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別方法。3、（本題5分）什么是智能抄表控制？4、（本題5分）說明PID控制器在校正中的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個機器人的平衡行走控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設計一個機器人的自主避障和路徑規(guī)劃控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設計一個計算機控制的流量分布調節(jié)系統(tǒng)，實現流量在管道內的均勻分布。4、（本題5分）設計一個計算機控制的智能交通信