自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁南京航空航天大學金城學院《計算機控制技術》

2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在計算機控制系統的性能指標（PerformanceIndex）方面，以下描述不正確的是：（）A.常見的性能指標包括穩態誤差、超調量、調節時間等B.穩態誤差反映了系統在穩態時輸出與期望值之間的偏差C.超調量越大，系統的響應速度越快，性能越好D.調節時間是指系統從受到擾動到重新穩定所需的時間2、計算機控制系統中的數據采集是獲取現場信息的重要環節。在數據采集過程中，需要使用傳感器將物理量轉換為電信號，然后經過調理電路進行放大、濾波等處理。例如，在一個環境監測系統中，需要采集溫度、濕度、光照強度等數據。以下關于數據采集的描述，正確的是：（）A.數據采集的精度只取決于傳感器的性能，與調理電路無關B.采樣頻率越高，采集到的數據就越準確，但也會增加系統的負擔C.數據采集過程中不需要進行信號隔離，不會對系統造成干擾D.所有的傳感器輸出信號都可以直接被計算機系統處理，無需調理3、在計算機控制系統的抗干擾技術方面，以下關于硬件抗干擾和軟件抗干擾措施的描述，哪種是不準確的？（）A.硬件抗干擾措施包括采用濾波電路、屏蔽技術、隔離技術等，從物理層面減少干擾信號的影響B.軟件抗干擾措施則通過數字濾波、軟件陷阱、指令冗余等方法，提高系統對干擾的容忍能力和恢復能力C.硬件抗干擾和軟件抗干擾措施相互配合，可以有效地提高計算機控制系統的可靠性和穩定性D.硬件抗干擾措施效果顯著，而軟件抗干擾措施作用有限，因此在系統設計中應優先考慮硬件抗干擾，而軟件抗干擾可以作為輔助手段4、在計算機控制的無人機飛行控制系統中，姿態穩定和航跡規劃是實現自主飛行的核心技術。當無人機在強風等惡劣環境下飛行時，以下哪種控制策略更能保證飛行的穩定性和準確性？（）A.自適應控制策略，根據環境變化調整參數B.滑膜控制策略，具有較強的魯棒性C.線性控制策略，假設系統為線性D.不采取任何控制策略，任由無人機隨風飄動5、在計算機控制系統的可靠性評估中，以下關于可靠性指標和評估方法的描述，哪一項是恰當的？（）A.可靠性指標如平均無故障時間（MTBF）、故障率等用于衡量系統的可靠性，評估方法包括故障樹分析、可靠性框圖等，通過對系統的硬件、軟件和環境進行綜合分析，預測系統的可靠性水平B.可靠性評估只是理論上的計算，對實際系統的可靠性提升沒有幫助C.只要系統在短期內沒有出現故障，就可以認為其可靠性高，不需要進行評估D.可靠性評估方法復雜且不準確，沒有實際應用價值6、在計算機控制系統的數字濾波算法（DigitalFilteringAlgorithm）選擇中，以下描述錯誤的是（）A.數字濾波算法用于去除輸入信號中的噪聲和干擾，提高數據的準確性B.常見的數字濾波算法有均值濾波、中值濾波、卡爾曼濾波等C.不同的數字濾波算法具有不同的特點和適用范圍，應根據信號特性和要求進行選擇D.數字濾波算法越復雜，濾波效果越好，應優先選擇復雜的算法7、計算機控制系統中的控制器參數整定是一項重要的工作。關于控制器參數整定，以下描述錯誤的是（）A.可以采用經驗法、試湊法、臨界比例度法等方法進行參數整定B.參數整定需要根據系統的性能指標和實際運行情況進行不斷調整和優化C.一旦參數整定完成，就不需要再進行修改，即使系統的工作條件發生變化D.現代控制理論中的一些方法，如極點配置法和最優控制法，也可以用于控制器參數整定8、對于計算機控制系統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，不需要進行后續的分析和利用9、在計算機控制技術的系統建模中，關于狀態空間模型與傳遞函數模型的區別和聯系，以下哪一種闡述是最清晰和準確的？（）A.狀態空間模型能夠全面描述系統的內部狀態和外部輸入輸出關系，適用于多輸入多輸出系統和非線性系統；傳遞函數模型則主要用于單輸入單輸出線性定常系統。兩者可以通過一定的數學變換相互轉換B.狀態空間模型和傳遞函數模型在本質上是相同的，只是表達方式不同，因此在實際應用中可以隨意選擇C.傳遞函數模型比狀態空間模型更直觀、更容易理解和分析，所以應優先使用傳遞函數模型進行系統建模D.狀態空間模型只適用于復雜的大型系統，對于小型簡單系統，傳遞函數模型更為適用10、在計算機控制系統的遠程監控技術中，以下關于其實現方式和應用場景的描述，哪一項是正確的？（）A.遠程監控通過網絡技術實現，包括基于Web的監控、專用軟件監控等方式，廣泛應用于工業生產、智能建筑、環境監測等領域，能夠實現異地對系統的實時監測和控制，提高管理效率和生產安全性B.遠程監控技術不安全，容易導致系統被入侵，應謹慎使用C.遠程監控技術只適用于簡單的控制系統，對于復雜系統難以實現D.遠程監控技術需要大量的硬件投入，成本過高，不具有實際應用價值11、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12、對于計算機控制系統中的數字控制器（DigitalController）設計方法，以下說法錯誤的是（）A.常見的設計方法有Z變換法、根軌跡法和頻率響應法等B.這些設計方法的目的是確定控制器的參數，以滿足系統的性能指標要求C.數字控制器的設計不需要考慮系統的穩定性和動態性能，只關注穩態誤差D.不同的設計方法適用于不同類型的系統和控制要求，需要根據具體情況選擇13、在計算機控制的電力系統中，電壓和頻率的穩定控制是保障供電質量的重要任務。當電力系統負載發生突然變化時，以下哪種控制方法更能快速恢復電壓和頻率的穩定？（）A.自動發電控制（AGC），協調發電機組的出力B.無功補償控制，改善功率因數C.手動調節變壓器分接頭，改變電壓D.不采取任何控制措施，等待系統自行恢復14、在計算機控制技術中，關于數字控制器的設計方法，以下哪種說法是不準確的？（）A.數字控制器的設計可以基于連續控制系統的設計方法，通過離散化將其轉換為數字形式。常用的離散化方法有前向差分法、后向差分法和雙線性變換法等B.直接數字設計法是直接根據系統的性能指標和數字控制器的特點，在z域中進行設計，無需經過連續系統到離散系統的轉換過程C.數字控制器的設計需要考慮系統的穩定性、準確性和快速性等性能指標，通過調整控制器的參數來滿足這些要求D.數字控制器的設計一旦完成，就不能再進行修改和優化，即使系統的運行環境或控制要求發生變化15、在計算機控制技術的電力系統自動化中，關于電網調度和繼電保護的作用，以下哪一種解釋是最準確的？（）A.電網調度通過實時監測電網的運行狀態，合理分配電力資源，確保電網的安全、穩定、經濟運行；繼電保護則在電網發生故障時迅速動作，隔離故障區域，保護設備和電網的安全B.電力系統自動化中，電網調度的重要性高于繼電保護，因為調度直接影響電力的供應和分配C.繼電保護主要用于保護發電設備，對于電網的整體運行影響較小；電網調度則主要關注輸電和配電環節D.電網調度和繼電保護的功能可以由人工操作來替代，計算機控制技術在這方面的作用不大16、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.數控系統控制，結合刀具補償B.手動控制，依靠工人經驗C.開環控制，不進行反饋調節D.隨機控制，不考慮鉆孔參數17、在計算機控制技術中，A/D轉換（模擬-數字轉換）是將模擬信號轉換為數字信號的關鍵步驟。關于A/D轉換，以下哪一項是不正確的？（）A.A/D轉換器的分辨率決定了數字信號對模擬信號的逼近程度，分辨率越高，精度越高B.采樣定理指出，為了準確地恢復原始模擬信號，采樣頻率必須至少是信號最高頻率的兩倍C.A/D轉換的速度影響著系統對快速變化信號的響應能力，速度越快越好D.A/D轉換的結果是完全精確的，不存在任何量化誤差18、對于一個計算機控制的農業灌溉系統，需要根據土壤濕度、氣象條件等因素自動控制灌溉量和灌溉時間。為了實現精準灌溉，以下哪種控制策略是合適的？（）A.基于模糊邏輯的控制，根據模糊規則進行決策B.模型預測控制，考慮未來的氣象變化C.自適應控制，根據土壤特性和作物生長階段調整控制參數D.以上控制策略結合使用19、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20、在計算機控制技術中，數字控制器的設計是核心內容之一。設計數字控制器時，需要考慮系統的性能指標，如穩定性、快速性和準確性等。對于一個二階系統，采用不同的控制算法會對系統性能產生顯著影響。假設要設計一個用于數控機床進給系統的數字控制器，以下關于數字控制器設計的說法，錯誤的是：（）A.可以基于經典控制理論，如PID控制算法進行設計B.現代控制理論中的狀態空間法也能為數字控制器設計提供有效手段C.數字控制器的設計不需要考慮系統的數學模型，憑借經驗即可完成D.設計過程中需要對系統進行性能分析和參數整定21、對于計算機控制系統中的數據預處理（DataPreprocessing）環節，以下觀點不正確的是（）A.數據預處理包括數據濾波、歸一化、去噪等操作，以提高數據的質量和可用性B.它可以有效地去除數據中的異常值和干擾，為后續的控制決策提供可靠的依據C.數據預處理對系統的控制性能影響不大，可以簡單處理甚至忽略D.不同的數據預處理方法適用于不同類型的數據和控制任務，需要根據實際情況選擇22、在計算機控制系統的工業機器人控制中，以下哪種控制方式對軌跡精度要求最高？（）A.點位控制，只要求機器人到達指定的位置，不關心路徑B.連續軌跡控制，要求機器人按照預定的軌跡精確運動，對軌跡精度和速度都有很高的要求，常用于焊接、噴漆等需要高精度軌跡的作業C.力控制，主要關注機器人與環境的交互力，對軌跡精度要求不高D.所有控制方式對軌跡精度的要求都一樣23、對于計算機控制系統中的采樣過程，以下關于其特點和影響的描述，哪一項是不正確的？（）A.采樣過程是將連續的模擬信號按照一定的時間間隔轉換為離散的數字信號，采樣頻率的選擇對系統性能有著重要影響B.如果采樣頻率過低，可能會導致信號的混疊失真，使得恢復出的連續信號與原始信號有較大偏差C.適當提高采樣頻率可以更準確地捕捉信號的變化，但過高的采樣頻率會增加系統的數據處理量和存儲需求D.采樣過程不會引入任何誤差，只要采樣頻率足夠高，數字控制系統就能完全等同于連續控制系統24、關于計算機控制系統的集成化（Integration）發展趨勢，以下說法不正確的是：（）A.集成化是將控制、通信、計算等功能集成在一個系統中，實現更高效的運行B.系統集成可以提高系統的可靠性、可維護性和可擴展性C.集成化需要解決不同子系統之間的接口和兼容性問題D.集成化會導致系統的復雜度增加，因此應該盡量避免25、在計算機控制系統的系統建模方法中，以下關于機理建模和實驗建模的比較，哪種說法是不正確的？（）A.機理建模是根據系統的物理、化學、生物等原理，建立系統的數學模型，能夠反映系統的內部結構和工作機理B.實驗建模則是通過對系統輸入輸出數據的采集和分析，建立系統的數學模型，不需要了解系統的內部結構C.機理建模適用于對系統工作原理清晰、內部結構簡單的系統進行建模，而實驗建模適用于復雜的、難以用機理分析的系統D.機理建模的精度和可靠性高于實驗建模，因此在系統建模中應優先選擇機理建模，而盡量避免使用實驗建模26、對于計算機控制系統中的數字控制器設計，以下關于其方法和考慮因素的描述，哪一個是恰當的？（）A.數字控制器的設計方法包括直接數字設計法、模擬化設計法等。在設計過程中，需要考慮系統的性能指標，如穩態誤差、調節時間、超調量等，以及系統的抗干擾能力、魯棒性。同時，還需考慮數字控制器的實現復雜度、計算量和對系統硬件的要求B.數字控制器的設計只需要滿足基本的控制功能，性能指標和其他因素可以忽略C.數字控制器的設計可以完全依賴現成的通用算法，不需要根據具體系統進行調整D.數字控制器的設計不需要考慮系統的動態特性，只關注穩態性能即可27、在計算機控制系統的信號調理電路中，以下關于其功能和常見類型的描述，哪一項是準確的？（）A.信號調理電路用于將傳感器輸出的信號進行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉換的要求，常見的類型有放大器、濾波器、隔離器等，能夠提高信號的質量和穩定性B.信號調理電路作用不大，傳感器輸出的信號可以直接進行A/D轉換C.信號調理電路類型單一，功能有限，不能滿足復雜的信號處理需求D.信號調理電路會引入額外的誤差，應盡量避免使用28、對于計算機控制系統中的數字控制器實現方式，以下哪種描述是正確的？（）A.數字控制器只能通過硬件實現，軟件無法實現B.數字控制器可以通過硬件（如專用集成電路）、軟件（在微處理器或計算機上運行的控制算法）或軟硬件結合的方式實現。軟件實現具有靈活性高、易于修改和升級的優點，硬件實現則具有速度快、可靠性高的特點C.數字控制器的實現方式對系統性能沒有影響，可以隨意選擇D.數字控制器只能通過軟件實現，硬件實現成本太高29、在計算機控制技術中，工業控制網絡的安全性至關重要。網絡攻擊可能導致生產中斷、數據泄露等嚴重后果。例如，黑客攻擊可能控制工廠的生產線，造成巨大的經濟損失。以下關于工業控制網絡安全的說法，不正確的是：（）A.采用加密技術可以保障網絡通信的安全性B.定期進行安全漏洞掃描和補丁更新可以降低網絡安全風險C.工業控制網絡與互聯網隔離就可以完全避免網絡攻擊D.員工的安全意識培訓對于網絡安全也非常重要30、在計算機控制系統的實時性要求（Real-timeRequirement）方面，以下描述錯誤的是（）A.實時性是指系統能夠在規定的時間內完成對輸入信號的處理和輸出響應B.對于一些對時間要求嚴格的控制系統（如工業過程控制），實時性至關重要C.影響實時性的因素包括計算機的運算速度、數據采集和傳輸速度、控制算法的復雜度等D.只要計算機的性能足夠強大，就可以忽略系統的實時性要求，因為總能及時完成任務二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面剖析計算機控制系統中的數據采集與處理技術，包括傳感器的選擇與接口設