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頁新疆師范高等專科學校

《自動化控制》2023-2024學年第一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20個小題，每小題1分，共20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、有關計算機控制系統中的分布式控制系統（DCS），以下哪種描述是合理的？（）A.DCS系統結構復雜，成本高，不如集中式控制系統實用B.DCS采用分散控制、集中管理的架構，將控制功能分散到多個控制器中，通過網絡實現信息共享和協調控制。它具有可靠性高、擴展性強、便于維護等優點，適用于大規模、復雜的工業過程控制。比如，在大型化工廠中，DCS可以對各個生產環節進行精確控制和集中監控C.DCS系統中的各個節點獨立性差，一個節點故障會影響整個系統D.DCS系統已經過時，被新的控制系統完全取代2、對于計算機控制系統中的工業4.0與智能制造，以下說法不準確的是：（）A.工業4.0強調通過信息技術實現制造業的智能化、數字化和網絡化轉型B.計算機控制技術在智能制造中發揮著關鍵作用，實現生產過程的自動化和優化控制C.智能制造能夠提高生產效率、產品質量和企業的競爭力，但實施成本高昂，只有大型企業才能承擔D.工業4.0和智能制造的發展需要跨學科的知識和技術融合，以及企業的戰略規劃和創新思維3、在計算機控制技術的運動控制領域，關于步進電機和伺服電機的控制特點和適用范圍，以下哪種描述是恰當的？（）A.步進電機控制簡單、成本低，適用于對精度要求不高的開環控制系統；伺服電機精度高、響應快，適用于對性能要求較高的閉環控制系統B.步進電機和伺服電機控制方式相同，適用范圍也沒有明顯區別C.伺服電機成本低、維護方便，因此在大多數運動控制場景中優先選擇D.步進電機精度高、速度快，比伺服電機更適合復雜的運動控制任務4、關于計算機控制系統的穩定性（Stability）分析，以下說法錯誤的是：（）A.系統的穩定性是指系統在受到擾動后，能夠恢復到平衡狀態或保持在一定范圍內的能力B.可以通過勞斯判據、根軌跡法等方法判斷系統的穩定性C.系統穩定的充要條件是所有特征根都位于復平面的左半平面D.只要系統的開環增益足夠大，系統就一定是穩定的5、當探討計算機控制系統的智能化控制（IntelligentControl）方法時，以下哪種觀點是不準確的？（）A.智能化控制方法利用人工智能技術，如模糊邏輯、神經網絡等，實現對復雜系統的控制B.智能化控制能夠自適應地調整控制策略，以應對系統的不確定性和變化C.智能化控制方法雖然先進，但在實際應用中還存在一些技術難題和限制D.傳統的控制方法已經完全被智能化控制方法所取代，不再具有應用價值6、在計算機控制系統的軟件開發過程中，如果要提高代碼的可重用性和可移植性，以下哪種編程規范和技術是應該遵循的？（）A.遵循統一的代碼風格和命名規范B.使用模塊化編程，將功能封裝成獨立的模塊C.采用跨平臺的開發框架和編程語言D.以上都是7、在計算機控制技術的自適應控制中，以下關于其原理和應用范圍的描述，哪一個是恰當的？（）A.自適應控制能夠根據系統的運行情況和環境變化自動調整控制器的參數。其原理包括模型參考自適應控制、自校正控制等。自適應控制適用于具有時變特性、不確定性的系統，如航空航天、工業過程控制等領域，能夠提高系統的魯棒性和適應性B.自適應控制效果不穩定，不應該在重要的控制系統中應用C.自適應控制只適用于簡單的線性系統，對復雜系統無效D.自適應控制的原理復雜，難以理解和實現，不具有實際應用價值8、對于計算機控制系統中的數字信號處理技術應用，假設要對采集的信號進行頻譜分析，以下哪種數字信號處理方法是常用的？（）A.不進行數字信號處理，無法分析頻譜B.快速傅里葉變換（FFT），能夠快速有效地將時域信號轉換為頻域信號，進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.不熟悉數字信號處理方法，無法應用9、在計算機控制技術的應用中，傳感器的精度和響應速度對系統的準確性和實時性有著重要影響。當需要測量一個快速變化的物理量，且要求測量精度達到很高的水平時，以下哪種類型的傳感器更適合？（）A.光電式傳感器，具有高響應速度和高精度B.電容式傳感器，適用于測量微小變化C.電感式傳感器，穩定性較好但響應速度一般D.熱電偶傳感器，常用于溫度測量但精度有限10、在計算機控制技術中，虛擬儀器技術將計算機與測量儀器相結合，實現了測量和控制的自動化。例如，通過軟件定義的虛擬示波器可以完成各種信號的測量和分析。以下關于虛擬儀器技術的說法，不準確的是：（）A.虛擬儀器技術具有靈活性高、成本低、功能強大等優點B.虛擬儀器技術完全取代了傳統的物理儀器，不再需要使用C.虛擬儀器的開發需要掌握相關的編程語言和測量原理D.虛擬儀器技術可以提高測量和控制的效率和精度11、在計算機控制的光伏電站系統中，為了實現最大功率點跟蹤（MPPT），提高發電效率，以下哪種控制算法是常用的？（）A.擾動觀察法，通過不斷擾動工作點尋找最大功率點B.電導增量法，根據電導變化判斷最大功率點C.模糊控制算法，根據經驗規則調整工作點D.以上算法結合使用12、在計算機控制系統的軟件設計中，以下哪種架構模式更適合大型復雜系統？（）A.單層架構，所有功能都在一個模塊中實現，簡單但難以維護B.分層架構，將系統分為多層，如表示層、業務邏輯層、數據訪問層等，每層負責不同的功能，具有良好的可擴展性、可維護性和代碼復用性，適合大型復雜系統的開發和維護C.面向對象架構，完全基于對象的概念進行設計，不考慮系統的層次結構D.分布式架構，將系統分布在多個節點上，增加了系統的復雜性，不適合大型系統13、在計算機控制技術中，對于控制系統的穩定性分析是至關重要的。當一個計算機控制系統存在多個反饋回路，且系統參數隨時間變化時，以下哪種方法更適合用于判斷系統的穩定性？（）A.勞斯判據，通過計算特征方程的系數來判斷B.奈奎斯特穩定判據，基于系統的開環頻率特性C.根軌跡法，繪制系統特征根隨參數變化的軌跡D.直接觀察系統的輸出響應，憑經驗判斷穩定性14、在計算機控制技術的系統集成與調試中，以下關于其步驟和挑戰的描述，哪一項是正確的？（）A.系統集成與調試包括硬件連接、軟件配置、參數設置、功能測試等步驟。在這個過程中，可能會遇到硬件兼容性問題、軟件沖突、通信故障等挑戰。需要逐步排查問題，優化系統性能，確保系統滿足設計要求和穩定運行B.系統集成與調試是一個簡單的過程，不會遇到任何問題C.系統集成與調試只需要關注系統的功能實現，不需要考慮性能和穩定性D.系統集成與調試可以一次性完成，不需要反復測試和優化15、在計算機控制技術中，系統集成是將各個子系統和設備整合為一個完整的控制系統的過程。這需要解決硬件接口、軟件通信、協議轉換等一系列問題。例如，在一個智能工廠的建設中，需要將生產設備、自動化倉儲系統、質量檢測系統等進行集成。以下關于系統集成的說法，錯誤的是：（）A.系統集成可以提高整個控制系統的效率和性能B.系統集成過程中需要充分考慮各個子系統的兼容性和互操作性C.系統集成只需要關注技術層面的問題，不需要考慮管理和組織因素D.良好的系統集成方案能夠降低系統的維護成本和復雜度16、在計算機控制的航空航天領域中，需要對飛行器的姿態、速度等進行精確控制。當飛行器處于復雜的飛行環境和高動態條件下，以下哪種控制方法能夠更好地保證飛行的穩定性和安全性？（）A.最優控制B.魯棒控制C.自適應控制D.模型預測控制17、關于計算機控制系統中的A/D和D/A轉換，以下哪種說法是不準確的？（）A.A/D轉換是將模擬信號轉換為數字信號，D/A轉換是將數字信號轉換為模擬信號，它們是計算機控制系統與外部模擬世界進行交互的關鍵環節B.A/D轉換器的主要性能指標包括分辨率、轉換精度、轉換速度和量程等，這些指標會影響系統的測量和控制精度C.D/A轉換器的輸出通常存在一定的誤差和非線性，需要進行校準和補償，以提高輸出的準確性D.在選擇A/D和D/A轉換器時，只需要考慮其價格和接口形式，性能指標不是很重要18、在計算機控制的數控機床刀具磨損監測系統中，需要通過分析加工過程中的力、振動等信號來判斷刀具的磨損狀態。當信號噪聲較大且特征不明顯時，以下哪種信號處理方法能夠更有效地提取刀具磨損的特征信息？（）A.小波變換B.傅里葉變換C.經驗模態分解D.以上都是19、在計算機控制技術中，故障診斷與容錯控制是提高系統可靠性的重要手段。通過對系統運行狀態的監測和分析，能夠及時發現故障并采取相應的措施。例如，在一個電力系統中，對變壓器、斷路器等設備進行實時監測和故障診斷。以下關于故障診斷與容錯控制的說法，準確的是：（）A.故障診斷只能基于硬件檢測，軟件分析無法實現B.容錯控制可以在系統出現故障時，自動切換到備用設備或采取降級運行模式C.故障診斷和容錯控制技術對于提高系統的可用性沒有幫助D.只要系統設計合理，就不會出現故障，不需要進行故障診斷和容錯控制20、關于計算機控制系統中的數據采集與處理，在保證數據準確性和可靠性方面，以下哪一種措施是最為重要的？（）A.選擇合適的傳感器和變送器，確保其精度和穩定性滿足要求；采用有效的信號調理電路，去除噪聲和干擾；采用合適的數據采集卡和采集算法，保證數據的完整性和準確性B.增加數據采集的頻率，即使采集到大量冗余數據，也能通過后期處理得到準確的結果C.忽略數據中的異常值和錯誤數據，認為它們對系統的影響不大D.數據采集與處理過程中，應盡量簡化硬件和軟件設計，以降低成本和提高效率，準確性和可靠性可以在一定程度上犧牲二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述如何提高控制系統的抗干擾能力。2、（本題5分）解釋計算機控制系統中的故障診斷技術。3、（本題5分）簡述最少拍控制器的設計原則。4、（本題5分）說明計算機控制在智能電網中的應用。5、（本題5分）簡述模糊控制器的工作原理。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）基于計算機控制，設計一個港口起重機的重物起吊速度和位置精準控制系統。2、（本題5分）設計一個計算機控制的電感分布調節系統，調節電感在系統中的分布。3、（本題5分）設計一個智能家居的安防監控與入侵報警聯動控制系統。4、（本題5分）針對一個鋼鐵廠的轉爐煉鋼過程，設計其吹氧量和溫度的控制系統。5、（本題5分）針對一個石油化工廠的精餾塔，設計其溫度和液位的控制系統。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細探討計算機控制系統中的5G通信技術的影響，闡述5G的高速率、低延遲和大容量特點對控制系統的改進，分析5G在遠程控制和實時數據傳輸中的