黑龍江司法警官職業(yè)學院《現代控制理論》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頁黑龍江司法警官職業(yè)學院

《現代控制理論》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、在計算機控制技術中，控制系統(tǒng)的性能指標是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標準。關于控制系統(tǒng)的性能指標，以下描述錯誤的是（）A.穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)能夠正常工作的首要條件，指系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠恢復到原來的平衡狀態(tài)或趨于一個新的平衡狀態(tài)B.快速性要求系統(tǒng)能夠在較短的時間內對輸入信號做出響應，通常用上升時間、調節(jié)時間等指標來衡量C.準確性要求系統(tǒng)的輸出能夠準確地跟蹤給定的輸入信號，常用穩(wěn)態(tài)誤差來表示D.為了實現良好的控制性能，只需要關注快速性和準確性，穩(wěn)定性并不重要2、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)以太網（IndustrialEthernet）應用中，以下描述不正確的是：（）A.工業(yè)以太網是將以太網技術應用于工業(yè)控制領域的通信網絡B.工業(yè)以太網具有高速、可靠、開放性好等優(yōu)點C.工業(yè)以太網與傳統(tǒng)的現場總線可以無縫集成，無需進行任何轉換D.工業(yè)以太網在實時性和確定性方面還存在一些挑戰(zhàn)，需要采取特殊的技術措施來保證3、計算機控制系統(tǒng)中的實時數據庫技術用于存儲和管理實時數據。以下關于實時數據庫的描述，錯誤的是（）A.實時數據庫能夠快速地存儲、檢索和更新實時數據，滿足系統(tǒng)對數據實時性的要求B.它具有數據壓縮、數據緩存和事務處理等功能，提高數據管理的效率C.實時數據庫與關系數據庫在數據結構和存儲方式上有很大的不同D.實時數據庫的設計和實現非常簡單，不需要考慮數據的一致性和可靠性4、在計算機控制系統(tǒng)的先進控制技術中，以下關于預測控制的特點和優(yōu)勢，哪種說法是不準確的？（）A.預測控制基于模型預測未來的輸出，并通過優(yōu)化算法計算最優(yōu)的控制輸入，能夠有效地處理具有約束和時滯的系統(tǒng)B.它能夠充分利用系統(tǒng)的過去、現在和未來的信息，對系統(tǒng)的動態(tài)性能進行預測和優(yōu)化，提高控制品質C.預測控制算法復雜，計算量大，對模型的精度要求高，因此在實際應用中受到一定的限制D.預測控制適用于多變量、強耦合的復雜工業(yè)過程控制，在石油化工、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用5、在計算機控制技術的工業(yè)機器人控制中，對于軌跡規(guī)劃和運動控制算法的設計，以下哪種考慮是最為關鍵的？（）A.軌跡規(guī)劃和運動控制算法需要考慮機器人的動力學特性、關節(jié)限制、工作空間約束以及任務要求，以實現精確、平穩(wěn)、高效的運動控制B.工業(yè)機器人控制中，軌跡規(guī)劃和運動控制算法的設計主要依賴于機器人的機械結構和硬件性能，軟件算法的作用相對較小C.軌跡規(guī)劃和運動控制算法應盡量簡化，以降低計算量和控制成本，即使犧牲一定的控制精度也在所不惜D.工業(yè)機器人的控制只需要保證基本的運動功能，對于復雜的軌跡和高精度的要求可以忽略6、在計算機控制技術中，關于控制系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，以下選項錯誤的是：（）A.通過合理的控制策略和參數調整，可以實現控制系統(tǒng)的節(jié)能運行，降低能耗B.考慮設備的負載特性和運行規(guī)律，采用智能控制算法進行優(yōu)化調度C.節(jié)能優(yōu)化只關注系統(tǒng)的能耗，不考慮系統(tǒng)的控制性能和穩(wěn)定性D.對控制系統(tǒng)進行節(jié)能優(yōu)化需要綜合考慮技術、經濟和環(huán)境等因素7、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術中，以下關于電磁干擾的來源和抑制方法的描述，哪一項是正確的？（）A.電磁干擾主要來自電源、空間輻射和信號線傳導，抑制方法包括屏蔽、濾波、接地等，通過這些措施可以有效地減少干擾對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.電磁干擾對計算機控制系統(tǒng)影響很小，不需要采取專門的抑制措施C.抑制電磁干擾只需要采用屏蔽一種方法就足夠了D.電磁干擾的來源難以確定，因此無法有效地進行抑制8、關于計算機控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應用，以下對于其特點和優(yōu)勢的描述，哪一項是正確的？（）A.嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功耗低、專用性強等特點，能夠將控制功能集成在一個芯片或電路板上，實現實時控制和智能化處理，在智能家居、汽車電子、醫(yī)療設備等領域得到廣泛應用B.嵌入式系統(tǒng)性能有限，只能用于簡單的控制任務C.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)難度大，成本高，不適合大規(guī)模推廣D.嵌入式系統(tǒng)不如通用計算機系統(tǒng)靈活，應用范圍較窄9、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設計中，如果需要操作人員能夠直觀、方便地監(jiān)控和操作控制系統(tǒng)，以下哪個方面是需要重點關注的？（）A.界面的布局和顏色搭配B.操作的便捷性和響應速度C.數據的可視化展示方式D.以上都是10、對于計算機控制系統(tǒng)中的自整定控制器（Self-tuningController），以下觀點錯誤的是（）A.自整定控制器能夠根據系統(tǒng)的運行情況自動調整控制器的參數B.它可以提高系統(tǒng)的適應性和魯棒性，減少人工調試的工作量C.自整定控制器在任何情況下都能迅速找到最優(yōu)的參數設置，無需人工干預D.自整定控制器的性能受到系統(tǒng)特性和噪聲的影響，可能存在一定的局限性11、在計算機控制系統(tǒng)的先進控制策略應用中，以下哪種情況更適合采用預測控制？（）A.對于簡單的線性定常系統(tǒng)，控制要求不高的情況B.當系統(tǒng)具有大時滯、多變量耦合、約束條件等復雜特性，且對控制性能有較高要求時，預測控制能夠通過預測未來的輸出，提前進行控制決策，有效地克服系統(tǒng)的不確定性和復雜性C.預測控制計算復雜，不適合任何實際系統(tǒng)D.只要系統(tǒng)存在不確定性，就應該采用預測控制12、在計算機控制系統(tǒng)的魯棒控制（RobustControl）方面，以下描述錯誤的是：（）A.魯棒控制是使系統(tǒng)在存在模型不確定性和外部擾動的情況下仍能保持穩(wěn)定和性能要求B.魯棒控制方法通?；贖∞控制理論和μ綜合方法C.魯棒控制器的設計需要考慮系統(tǒng)的最壞情況，因此可能會導致保守性D.魯棒控制只適用于線性系統(tǒng)，對于非線性系統(tǒng)無法應用13、關于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制（DistributedControl）系統(tǒng)，以下描述不準確的是（）A.分布式控制系統(tǒng)由多個分散的控制節(jié)點組成，通過網絡進行通信和協(xié)調B.它具有靈活性高、可靠性強、易于擴展等優(yōu)點C.分布式控制系統(tǒng)中的各個節(jié)點具有相對獨立的控制功能，但又相互協(xié)作完成系統(tǒng)的整體控制任務D.分布式控制系統(tǒng)的實現非常簡單，不需要考慮網絡延遲、數據同步等問題14、有關計算機控制系統(tǒng)中的故障診斷與容錯控制，下列說法不正確的是：（）A.故障診斷技術能夠及時檢測和識別系統(tǒng)中的故障，為容錯控制提供依據B.容錯控制通過采取冗余、重構等措施，使系統(tǒng)在故障情況下仍能保持一定的性能C.故障診斷和容錯控制可以完全避免系統(tǒng)故障的發(fā)生，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.這些技術的應用需要考慮系統(tǒng)的成本、復雜性和性能要求等因素15、在計算機控制系統(tǒng)的通信協(xié)議方面，以下關于Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議的特點，哪種說法是不準確的？（）A.Modbus協(xié)議是一種應用廣泛的串行通信協(xié)議，具有簡單、開放、易于實現等優(yōu)點，適用于主從式通信結構B.CANopen協(xié)議是基于CAN總線的高層協(xié)議，具有實時性強、可靠性高、網絡管理功能完善等特點，適用于多主式通信結構C.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議在數據格式、傳輸速率、錯誤處理等方面存在差異，應根據具體的應用需求選擇合適的協(xié)議D.Modbus協(xié)議和CANopen協(xié)議可以相互兼容和轉換，在一個系統(tǒng)中可以同時使用這兩種協(xié)議，無需進行特殊的處理16、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷技術中，以下關于基于模型的診斷方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.基于模型的診斷方法是通過建立系統(tǒng)的數學模型，將實際測量值與模型預測值進行比較，從而檢測和診斷系統(tǒng)的故障B.該方法需要準確的系統(tǒng)模型，對于復雜的非線性系統(tǒng)，建立精確的模型可能比較困難C.基于模型的診斷方法可以實現故障的早期預警和定位，具有較高的診斷精度和可靠性D.一旦系統(tǒng)模型建立完成，就不需要對其進行更新和維護，即使系統(tǒng)發(fā)生了變化17、在計算機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)集成方面，以下關于系統(tǒng)集成的目標和方法，哪種說法是不準確的？（）A.系統(tǒng)集成的目標是將不同的硬件設備、軟件系統(tǒng)、網絡通信等要素整合為一個協(xié)調工作的整體，實現系統(tǒng)的功能和性能優(yōu)化B.系統(tǒng)集成的方法包括硬件集成、軟件集成、網絡集成、數據集成等，需要綜合考慮系統(tǒng)的兼容性、開放性、可擴展性等因素C.在系統(tǒng)集成過程中，需要進行系統(tǒng)測試、聯(lián)調、優(yōu)化等工作，確保各個子系統(tǒng)之間能夠無縫協(xié)作，達到預期的效果D.系統(tǒng)集成只需要在系統(tǒng)設計階段進行規(guī)劃和實施，在系統(tǒng)運行過程中不需要進行調整和優(yōu)化18、對于一個采用計算機控制的污水處理系統(tǒng)，需要根據水質的實時變化調整處理工藝和參數。為了實現有效的控制，以下哪種傳感器和檢測技術是關鍵的？（）A.化學需氧量（COD）傳感器，檢測污水的污染程度B.生物傳感器，監(jiān)測微生物的活動C.流量傳感器，測量污水的流量D.以上傳感器和檢測技術結合使用19、對于一個計算機控制的船舶自動駕駛系統(tǒng)，需要應對復雜的海洋環(huán)境和多變的航行條件。以下哪種傳感器和導航技術的組合是至關重要的？（）A.全球定位系統(tǒng)（GPS）、慣性導航系統(tǒng)和雷達B.聲納、電子海圖和風速傳感器C.羅盤、測深儀和衛(wèi)星通信設備D.以上組合綜合運用20、在計算機控制的化工生產過程中，需要對多個反應釜的溫度、壓力等參數進行精確控制。當生產工藝發(fā)生變化，需要對控制系統(tǒng)進行重新調整時，以下哪種控制參數整定方法能夠更快地找到最優(yōu)的控制參數？（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.以上都是21、在計算機控制系統(tǒng)的先進控制技術中，以下關于預測控制的描述，不正確的是哪一項？（）A.預測控制是一種基于模型預測、滾動優(yōu)化和反饋校正的控制策略，能夠有效地處理約束和多變量系統(tǒng)B.它通過預測未來一段時間內系統(tǒng)的輸出，根據優(yōu)化目標計算控制輸入，并根據實際輸出與預測輸出的偏差進行校正C.預測控制模型的精度對控制效果影響不大，因為它具有較強的魯棒性和自適應能力D.預測控制適用于工業(yè)過程中的慢時變、大滯后系統(tǒng)，能夠提高系統(tǒng)的控制性能和經濟效益22、在計算機控制的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，需要對光伏陣列的輸出功率進行最大化跟蹤。當光照強度和溫度變化時，以下哪種最大功率點跟蹤（MPPT）算法能夠更準確地找到最大功率點？（）A.擾動觀察法B.電導增量法C.恒壓跟蹤法D.以上都是23、在計算機控制的玻璃制造工藝中，需要對熔爐的溫度和玻璃液的流動進行精確控制。當工藝參數需要頻繁調整且調整幅度較大時，以下哪種控制器具有更好的適應性和魯棒性？（）A.常規(guī)PID控制器B.智能PID控制器C.非線性控制器D.以上都不是24、在計算機控制的自動化生產線中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通常會采用冗余技術。當關鍵的控制器出現故障時，以下哪種冗余方式能夠最快地實現無縫切換，確保生產不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余25、在計算機控制的印刷電路板（PCB）制造過程中，鉆孔精度和速度的控制直接影響產品質量和生產效率。當需要在不同厚度和材質的PCB上進行高精度鉆孔時，以下哪種控制方式更能保證鉆孔質量和效率？（）A.數控系統(tǒng)控制，結合刀具補償B.手動控制，依靠工人經驗C.開環(huán)控制，不進行反饋調節(jié)D.隨機控制，不考慮鉆孔參數26、對于計算機控制系統(tǒng)中的控制器算法優(yōu)化，以下關于其目標和方法的描述，哪一項是正確的？（）A.控制器算法優(yōu)化的目標是提高控制精度、加快響應速度、降低計算復雜度等，方法包括改進控制結構、調整參數、采用先進的控制理論等，以適應不同的控制對象和控制要求B.控制器算法優(yōu)化不重要，原始算法通常就能滿足要求C.控制器算法優(yōu)化只需要改變參數，不需要改變控制結構D.先進的控制理論在實際應用中難以實現，不適合用于控制器算法優(yōu)化27、關于計算機控制系統(tǒng)中的容錯控制（Fault-tolerantControl）技術，以下說法不正確的是（）A.容錯控制是指系統(tǒng)在出現故障時，仍能保持一定的性能或安全運行B.可以采用硬件冗余、軟件冗余、故障檢測與診斷等手段實現容錯控制C.容錯控制只能處理輕微的故障，對于嚴重的故障無法保證系統(tǒng)的正常運行D.容錯控制的設計需要考慮故障的類型、概率和影響，以及系統(tǒng)的恢復策略28、計算機控制系統(tǒng)的控制算法是實現系統(tǒng)性能的核心。以下關于控制算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.PID控制算法是一種經典的控制算法，通過比例、積分和微分環(huán)節(jié)的組合來實現對系統(tǒng)的控制B.智能控制算法，如模糊控制和神經網絡控制，能夠處理復雜的非線性系統(tǒng)，但計算復雜度較高C.控制算法的選擇取決于系統(tǒng)的特性、控制要求和性能指標，沒有一種算法適用于所有情況D.一旦確定了控制算法，就不能根據系統(tǒng)的運行情況進行調整和優(yōu)化29、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)30、關于計算機控制系統(tǒng)的多變量控制（MultivariableControl）問題，以下說法錯誤的是：（）A.多變量控制系統(tǒng)中存在多個輸入和多個輸出，變量之間相互關聯(lián)B.解耦控制是解決多變量控制系統(tǒng)耦合問題的一種有效方法C.多變量控制比單變量控制更加復雜，需要更先進的控制算法和技術D.對于多變量控制系統(tǒng)，可以直接將單變量控制方法應用于每個變量，而不需要考慮變量之間的關系二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明計算機控制