燕山大學(xué)里仁學(xué)院《智能控制理論》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)燕山大學(xué)里仁學(xué)院《智能控制理論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線升級(jí)項(xiàng)目，需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和優(yōu)化。在評(píng)估可行性和制定方案時(shí)，以下哪個(gè)因素是首要考慮的？（）A.新設(shè)備與現(xiàn)有設(shè)備的兼容性B.升級(jí)成本和預(yù)期收益C.技術(shù)的先進(jìn)性和成熟度D.對(duì)生產(chǎn)流程的影響和調(diào)整難度2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.運(yùn)動(dòng)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(dòng)控制，滿(mǎn)足各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)需求C.運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，沒(méi)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(dòng)控制的精度和穩(wěn)定性3、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的控制器實(shí)現(xiàn)方式，假設(shè)要在硬件上實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的控制器，以下哪種硬件平臺(tái)是常見(jiàn)且高效的？（）A.不選擇合適的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)效率低B.現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA），具有并行處理能力和可定制性，能夠快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯和算法，適用于對(duì)速度和性能要求較高的控制器實(shí)現(xiàn)C.專(zhuān)用集成電路（ASIC），成本高且靈活性差D.通用微處理器，處理速度可能無(wú)法滿(mǎn)足要求4、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字濾波技術(shù)可以有效地去除噪聲干擾。關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.常見(jiàn)的數(shù)字濾波方法有算術(shù)平均值濾波、中值濾波、加權(quán)平均值濾波等B.不同的數(shù)字濾波方法適用于不同類(lèi)型的噪聲，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的濾波方法C.數(shù)字濾波可以完全消除噪聲，使信號(hào)恢復(fù)到原始的真實(shí)狀態(tài)D.數(shù)字濾波可以在硬件電路中實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件算法在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)5、在計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃中，如果要求機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中避免與障礙物碰撞，同時(shí)優(yōu)化運(yùn)動(dòng)路徑，以下哪種方法是有效的？（）A.人工勢(shì)場(chǎng)法，構(gòu)建虛擬的勢(shì)場(chǎng)引導(dǎo)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)B.快速搜索隨機(jī)樹(shù)（RRT）算法，隨機(jī)探索可行路徑C.A*算法，尋找最優(yōu)路徑D.以上方法結(jié)合使用6、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)用于對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行分析和處理。例如，通過(guò)濾波去除噪聲、通過(guò)頻譜分析提取有用信息等。在一個(gè)音頻處理系統(tǒng)中，需要對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行降噪和增強(qiáng)。以下關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理在計(jì)算機(jī)控制中的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.數(shù)字信號(hào)處理可以提高信號(hào)的質(zhì)量和可靠性B.快速傅里葉變換（FFT）是數(shù)字信號(hào)處理中常用的算法之一C.數(shù)字信號(hào)處理的算法越復(fù)雜，效果就越好D.數(shù)字信號(hào)處理需要考慮硬件的計(jì)算能力和實(shí)時(shí)性要求7、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以下哪種實(shí)現(xiàn)方式更具安全性？（）A.基于公共網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制，不進(jìn)行任何加密和認(rèn)證B.采用虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)，建立安全的加密通道，結(jié)合用戶(hù)認(rèn)證和授權(quán)機(jī)制，確保遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)的保密性、完整性和可用性，提高系統(tǒng)的安全性C.遠(yuǎn)程控制不需要考慮安全性，方便就行D.只要有密碼保護(hù)，就可以保證遠(yuǎn)程控制的安全8、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法，以下選項(xiàng)錯(cuò)誤的是：（）A.模擬化設(shè)計(jì)方法是先將連續(xù)的被控對(duì)象模型離散化，然后基于離散模型設(shè)計(jì)數(shù)字控制器B.直接數(shù)字設(shè)計(jì)方法直接根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和數(shù)字控制器的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)需經(jīng)過(guò)離散化過(guò)程C.無(wú)論采用哪種設(shè)計(jì)方法，最終得到的數(shù)字控制器都能夠精確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制性能，不存在任何誤差和限制D.設(shè)計(jì)數(shù)字控制器時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性等性能指標(biāo)9、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)，假設(shè)要開(kāi)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(kāi)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(jiǎn)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(xiě)代碼10、在計(jì)算機(jī)控制的半導(dǎo)體制造工藝中，需要對(duì)溫度、氣體流量、壓力等多個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行高精度控制。當(dāng)工藝要求不斷提高，對(duì)控制精度的要求達(dá)到亞微米級(jí)別時(shí)，以下哪種先進(jìn)控制技術(shù)能夠滿(mǎn)足需求？（）A.預(yù)測(cè)控制B.滑?？刂艭.自抗擾控制D.以上都是11、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的采樣過(guò)程中，例如要確定合適的采樣周期以保證系統(tǒng)性能，以下哪個(gè)因素對(duì)采樣周期的選擇影響最大？（）A.不考慮任何因素，隨機(jī)選擇采樣周期B.被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，包括時(shí)間常數(shù)和自然頻率等，采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于被控對(duì)象的最小時(shí)間常數(shù)，以準(zhǔn)確捕捉系統(tǒng)的變化C.系統(tǒng)的抗干擾性能，采樣周期越短，抗干擾能力越強(qiáng)D.只考慮計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，而不考慮系統(tǒng)特性12、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以下哪種描述能夠準(zhǔn)確反映其作用和特點(diǎn)？（）A.執(zhí)行機(jī)構(gòu)只是簡(jiǎn)單地按照控制器的指令動(dòng)作，對(duì)系統(tǒng)性能影響不大B.執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將控制器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理動(dòng)作，其性能如動(dòng)態(tài)響應(yīng)、精度、工作范圍等直接影響控制系統(tǒng)的控制效果。不同類(lèi)型的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等，具有各自的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景C.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇只取決于系統(tǒng)的控制精度要求，其他因素如成本、可靠性可以忽略D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)都非常簡(jiǎn)單，不需要深入了解13、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下關(guān)于其在復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.智能控制算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法控制等在處理復(fù)雜、不確定性系統(tǒng)時(shí)具有強(qiáng)大的自適應(yīng)性和優(yōu)化能力，但也面臨著計(jì)算量大、模型訓(xùn)練困難、實(shí)時(shí)性要求高等挑戰(zhàn)B.智能控制算法理論復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用效果不佳，不適合在工業(yè)控制中使用C.智能控制算法可以完全替代傳統(tǒng)控制算法，解決所有控制問(wèn)題D.智能控制算法只適用于研究領(lǐng)域，在實(shí)際工程中難以應(yīng)用14、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。例如，飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)、衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)等都依賴(lài)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。在這些系統(tǒng)中，對(duì)控制精度和可靠性的要求極高。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的描述，不正確的是：（）A.微小的控制誤差可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此需要高精度的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)B.采用冗余設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的可靠性，保障飛行安全C.航空航天領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不需要考慮重量和體積的限制D.先進(jìn)的控制算法和仿真技術(shù)有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低研發(fā)成本15、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，以下關(guān)于其功能和特點(diǎn)的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)和管理計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括測(cè)量數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)等B.它能夠快速地響應(yīng)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)請(qǐng)求，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和一致性，支持多用戶(hù)并發(fā)訪問(wèn)C.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)具有數(shù)據(jù)壓縮、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)檢索和分析等功能，為系統(tǒng)的監(jiān)控和決策提供支持D.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有任何區(qū)別，可以使用相同的技術(shù)和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說(shuō)明如何應(yīng)對(duì)飛行器控制中的不確定性。2、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的專(zhuān)家控制方法。3、（本題5分）說(shuō)明微分控制器的作用和優(yōu)勢(shì)。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)控制、底盤(pán)控制、車(chē)身控制等，分析控制算法和技術(shù)在提高汽車(chē)性能和安全性方面的應(yīng)用。2、（本題5分）深入研究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面（HMI）設(shè)計(jì)，包括界面布局、圖形顯示、操作交互和報(bào)警處理。闡述HMI設(shè)計(jì)的原則和用戶(hù)需求分析方法，討論如何使用現(xiàn)代圖形庫(kù)和編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)直觀、友好的HMI。結(jié)合一個(gè)生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的HMI開(kāi)發(fā)實(shí)例，說(shuō)明如何根據(jù)用戶(hù)角色和操作流程設(shè)計(jì)功能齊全、易于使用的人機(jī)交互界面。3、（本題5分）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。請(qǐng)全面論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析方法，如勞斯判據(jù)、根軌跡法等在數(shù)字控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。解釋如何通過(guò)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)或閉環(huán)傳遞函數(shù)來(lái)判斷穩(wěn)定性。同時(shí)，探討在存在時(shí)延、非線性等因素時(shí)，如何分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并結(jié)合實(shí)際案例說(shuō)明如何采取措施來(lái)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的非線性系統(tǒng)的控制方法，如反饋線性化、滑模控制等，分析這些方法在處理非線性問(wèn)題時(shí)的有效性和局限性。5、（本題5分）全面剖析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的