裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁武漢信息傳播職業(yè)技術(shù)學(xué)院《自動控制理論》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的離散化方法（DiscretizationMethod），以下觀點(diǎn)不正確的是（）A.離散化方法將連續(xù)的控制系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)學(xué)模型，以便在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理B.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C.不同的離散化方法對系統(tǒng)的性能影響不大，可以隨意選擇D.在選擇離散化方法時，需要考慮系統(tǒng)的特性、精度要求和計(jì)算復(fù)雜度等因素2、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)安全方面，考慮到可能的網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險，以下哪種防護(hù)措施是首要的？（）A.不采取任何防護(hù)措施，系統(tǒng)易受攻擊B.訪問控制和身份認(rèn)證，限制只有授權(quán)的人員和設(shè)備能夠訪問控制網(wǎng)絡(luò)，確保數(shù)據(jù)的保密性和完整性C.安裝殺毒軟件，不能完全防范攻擊D.不重視網(wǎng)絡(luò)安全，存在巨大隱患3、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多變量控制（MultivariableControl）問題中，以下敘述錯誤的是（）A.多變量控制系統(tǒng)具有多個輸入和多個輸出，控制關(guān)系較為復(fù)雜B.相比單變量控制，多變量控制需要考慮變量之間的耦合和相互影響C.解耦控制是解決多變量控制問題的一種有效方法，可以將多變量系統(tǒng)分解為多個獨(dú)立的單變量系統(tǒng)進(jìn)行控制D.多變量控制只在大型工業(yè)系統(tǒng)中存在，小型控制系統(tǒng)不會涉及4、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化中，關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護(hù)的作用，以下哪一種解釋是最準(zhǔn)確的？（）A.電網(wǎng)調(diào)度通過實(shí)時監(jiān)測電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，合理分配電力資源，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；繼電保護(hù)則在電網(wǎng)發(fā)生故障時迅速動作，隔離故障區(qū)域，保護(hù)設(shè)備和電網(wǎng)的安全B.電力系統(tǒng)自動化中，電網(wǎng)調(diào)度的重要性高于繼電保護(hù)，因?yàn)檎{(diào)度直接影響電力的供應(yīng)和分配C.繼電保護(hù)主要用于保護(hù)發(fā)電設(shè)備，對于電網(wǎng)的整體運(yùn)行影響較小；電網(wǎng)調(diào)度則主要關(guān)注輸電和配電環(huán)節(jié)D.電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護(hù)的功能可以由人工操作來替代，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在這方面的作用不大5、對于一個計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)精確的軌跡跟蹤控制，需要準(zhǔn)確的模型和高性能的算法。在模型不確定或存在較大誤差的情況下，以下哪種控制方法能夠較好地適應(yīng)并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤？（）A.自適應(yīng)控制，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況自動調(diào)整控制器參數(shù)B.魯棒控制，在模型存在不確定性時仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定C.最優(yōu)控制，尋求最優(yōu)的控制策略D.智能控制，結(jié)合多種智能算法進(jìn)行控制6、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)需要對一個具有大滯后特性的工業(yè)過程進(jìn)行精確控制時，以下哪種控制算法可能最為有效？（）A.比例-積分-微分（PID）控制算法，通過調(diào)整比例、積分和微分系數(shù)來實(shí)現(xiàn)控制B.模糊控制算法，利用模糊邏輯和語言規(guī)則進(jìn)行推理和決策C.預(yù)測控制算法，基于模型預(yù)測未來的輸出并進(jìn)行優(yōu)化控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，通過模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力進(jìn)行控制7、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定中，以下關(guān)于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一種基于系統(tǒng)開環(huán)階躍響應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)整定方法，通過實(shí)驗(yàn)獲取系統(tǒng)的特性參數(shù)，然后計(jì)算出PID控制器的參數(shù)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(fù)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(zhǔn)確性等性能指標(biāo)，能夠提供一組較為合理的初始參數(shù)D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的參數(shù)，就不需要再進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，系統(tǒng)就能達(dá)到最佳控制效果8、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的無線控制（WirelessControl）技術(shù)，以下哪種說法是錯誤的？（）A.無線控制可以擺脫線纜的束縛，實(shí)現(xiàn)更靈活的控制方式B.藍(lán)牙、Zigbee、Wi-Fi等是常見的無線控制技術(shù)C.無線控制的信號傳輸容易受到干擾和距離限制D.無線控制技術(shù)在安全性和可靠性方面已經(jīng)完全達(dá)到了有線控制的水平9、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（Stability）分析，以下說法錯誤的是：（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動后，能夠恢復(fù)到平衡狀態(tài)或保持在一定范圍內(nèi)的能力B.可以通過勞斯判據(jù)、根軌跡法等方法判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是所有特征根都位于復(fù)平面的左半平面D.只要系統(tǒng)的開環(huán)增益足夠大，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的10、在計(jì)算機(jī)控制的煤礦通風(fēng)系統(tǒng)中，需要根據(jù)井下的瓦斯?jié)舛取⑷藛T分布等情況自動調(diào)節(jié)通風(fēng)量。當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜且存在多個通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作時，以下哪種通風(fēng)控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)有效的風(fēng)量分配和節(jié)能運(yùn)行？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優(yōu)化算法D.以上都是11、當(dāng)利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個倉儲管理系統(tǒng)時，需要對貨物的入庫、出庫和庫存進(jìn)行精確控制和管理。為了提高倉儲效率和減少錯誤，以下哪種技術(shù)的應(yīng)用是重要的？（）A.射頻識別（RFID）技術(shù)，自動識別貨物信息B.數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，存儲和處理大量數(shù)據(jù)C.自動化搬運(yùn)設(shè)備的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物的自動搬運(yùn)D.以上技術(shù)結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)倉儲的智能化管理12、在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)組建中，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，所有節(jié)點(diǎn)都連接在一條總線上，易于擴(kuò)展，但故障診斷和隔離較困難B.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以中心節(jié)點(diǎn)為核心，連接其他節(jié)點(diǎn)，具有易于管理和故障隔離的優(yōu)點(diǎn)，但中心節(jié)點(diǎn)故障可能導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓C.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)依次連接形成環(huán)形，數(shù)據(jù)沿一個方向傳輸，傳輸效率高，但某個節(jié)點(diǎn)故障會影響整個網(wǎng)絡(luò)D.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是星型拓?fù)涞臄U(kuò)展，層次清晰，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且對根節(jié)點(diǎn)的依賴性強(qiáng)，根節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)將無法正常工作13、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了支持。以下關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的精準(zhǔn)灌溉、施肥和病蟲害防治，提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率B.基于衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航控制，提高了作業(yè)的精度和效率C.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)需要考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性和不確定性等特點(diǎn)D.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成本高，效益不明顯，不適合大規(guī)模推廣14、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種描述是合理的？（）A.DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不如集中式控制系統(tǒng)實(shí)用B.DCS采用分散控制、集中管理的架構(gòu)，將控制功能分散到多個控制器中，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)調(diào)控制。它具有可靠性高、擴(kuò)展性強(qiáng)、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于大規(guī)模、復(fù)雜的工業(yè)過程控制。比如，在大型化工廠中，DCS可以對各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確控制和集中監(jiān)控C.DCS系統(tǒng)中的各個節(jié)點(diǎn)獨(dú)立性差，一個節(jié)點(diǎn)故障會影響整個系統(tǒng)D.DCS系統(tǒng)已經(jīng)過時，被新的控制系統(tǒng)完全取代15、在計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)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(tài)。當(dāng)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(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解D.以上都是16、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的先進(jìn)控制策略應(yīng)用中，比如對于具有大滯后、非線性特性的被控對象，以下哪種先進(jìn)控制方法可能更有效？（）A.堅(jiān)持使用傳統(tǒng)的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制或預(yù)測控制等先進(jìn)控制策略，能夠更好地處理復(fù)雜的被控對象特性，提高控制精度和適應(yīng)性C.不了解先進(jìn)控制方法，不進(jìn)行應(yīng)用D.認(rèn)為先進(jìn)控制方法復(fù)雜，不嘗試使用17、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的綠色控制（GreenControl）理念中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.綠色控制旨在減少控制系統(tǒng)對環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展B.可以通過優(yōu)化控制算法、降低能耗等方式實(shí)現(xiàn)綠色控制C.綠色控制只關(guān)注系統(tǒng)的能源消耗，不考慮其他環(huán)境因素D.綠色控制需要在系統(tǒng)性能和環(huán)境友好之間進(jìn)行平衡18、有關(guān)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制理論，以下哪種說法是比較合理的？（）A.最優(yōu)控制理論旨在尋找使控制系統(tǒng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)的控制策略。通過建立數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用變分法、動態(tài)規(guī)劃等方法求解最優(yōu)控制律。最優(yōu)控制在資源分配、節(jié)能控制、軌跡規(guī)劃等方面具有重要應(yīng)用，但求解過程通常較為復(fù)雜，需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計(jì)算能力B.最優(yōu)控制理論只適用于理論研究，在實(shí)際工程中無法應(yīng)用C.最優(yōu)控制理論可以直接得到通用的最優(yōu)控制策略，不需要針對具體系統(tǒng)進(jìn)行分析D.最優(yōu)控制理論的性能指標(biāo)選擇不重要，對控制結(jié)果沒有影響19、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)集成技術(shù)，以下對于其概念和實(shí)現(xiàn)方法的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.系統(tǒng)集成技術(shù)是將不同的硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)資源整合為一個協(xié)調(diào)工作的整體，實(shí)現(xiàn)方法包括硬件集成、軟件集成和通信集成等，通過標(biāo)準(zhǔn)化接口和協(xié)議，確保各部分之間的無縫連接和高效協(xié)同工作B.系統(tǒng)集成技術(shù)就是將各種設(shè)備簡單地連接在一起，不需要考慮兼容性和協(xié)同性C.系統(tǒng)集成技術(shù)難度大，成本高，不適合在一般計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中應(yīng)用D.系統(tǒng)集成技術(shù)只關(guān)注硬件設(shè)備的連接，不涉及軟件和通信方面20、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，以下哪種說法是最為準(zhǔn)確的？（）A.只要系統(tǒng)的開環(huán)增益足夠大，系統(tǒng)就一定穩(wěn)定B.控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性只取決于系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)是否都在復(fù)平面的左半平面。通過勞斯判據(jù)、根軌跡法等方法，可以對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行精確分析和判斷。同時，系統(tǒng)的參數(shù)變化、外部干擾以及非線性因素等都可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)的穩(wěn)定性與輸入信號的類型和幅值密切相關(guān)D.對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，無法進(jìn)行穩(wěn)定性分析，只能通過實(shí)際運(yùn)行來驗(yàn)證21、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢中，以下關(guān)于智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的描述，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)正朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展，智能化使系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)能力，網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和資源共享，集成化則將各種控制功能整合在一個平臺上，提高系統(tǒng)的整體性能和效率B.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只是概念炒作，對實(shí)際應(yīng)用沒有太大意義C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到瓶頸，難以實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化D.智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化只適用于高端控制系統(tǒng)，對普通控制系統(tǒng)不適用22、對于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的集散控制系統(tǒng)（DCS），以下說法不正確的是？（）A.DCS是一種分布式的控制系統(tǒng)，它將控制功能分散到多個控制單元，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集中管理和監(jiān)控B.DCS具有可靠性高、開放性好、易于擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足大型工業(yè)過程的控制需求C.DCS的體系結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層和管理層，各層之間通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換D.DCS已經(jīng)過時，被新型的控制系統(tǒng)如現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）完全取代，在現(xiàn)代工業(yè)控制中不再使用23、在計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)爐溫控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當(dāng)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(jié)合智能預(yù)測控制算法B.紅外線加熱，采用傳統(tǒng)PID控制C.電磁感應(yīng)加熱，使用開環(huán)控制D.火焰加熱，依靠人工觀察調(diào)節(jié)24、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，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(fù)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(nèi)對輸入信號做出響應(yīng)，通常用上升時間、調(diào)節(jié)時間等指標(biāo)來衡量C.準(zhǔn)確性要求系統(tǒng)的輸出能夠準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)良好的控制性能，只需要關(guān)注快速性和準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性并不重要25、在計(jì)算機(jī)控制的石油化工生產(chǎn)過程中，需要對多個反應(yīng)釜的溫度、壓力等進(jìn)行集中監(jiān)控和控制。當(dāng)控制點(diǎn)數(shù)眾多且分布廣泛時，以下哪種控制系統(tǒng)架構(gòu)能夠更好地滿足需求？（）A.DCS系統(tǒng)B.PLC系統(tǒng)C.FCS系統(tǒng)D.以上都是二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明如何實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。3、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的隨機(jī)控制方法。4、（本題5分）解釋解耦控制在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用效果。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個基于計(jì)算機(jī)的加速度控制系統(tǒng)，能夠控制加速度在0-5m/s2范圍內(nèi)，精度為±0.2m/s2。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個機(jī)器人的平衡行走控制系統(tǒng)。3、（本題5分）針對一個制藥廠的膠囊填充過程，設(shè)計(jì)其填充量和速度的控制系統(tǒng)。4、（本題5分）針對一個水泥廠的余熱發(fā)電過程，設(shè)計(jì)其蒸汽參數(shù)和發(fā)電量的控制系統(tǒng)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個基于計(jì)算機(jī)的聲波頻率變化速度控制系統(tǒng)，控制聲波頻率變化速度。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制算法在工業(yè)自動化中的應(yīng)用，如遺傳算法、蟻群算法等，分析這些算法如何優(yōu)化控制策略和提高生產(chǎn)效率。2、（本題10分）詳細(xì)探討計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中