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頁山東圣翰財貿職業學院《智能控制理論》

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、在計算機控制技術的多變量控制系統分析中，假設要研究多個輸入和多個輸出之間的復雜關系，以下哪種工具或方法是常用的？（）A.不使用任何分析工具，無法深入研究B.狀態空間法，通過建立系統的狀態方程和輸出方程，能夠全面地描述多變量系統的動態特性，進行系統的性能分析和控制器設計C.只采用簡單的傳遞函數法，無法處理多變量系統D.不進行多變量系統分析，簡化為單變量系統2、在計算機控制的化工生產過程中，溫度、壓力等參數的精確控制對于產品質量和生產安全至關重要。當被控對象具有非線性特性時，以下哪種控制方法更能適應這種特性并實現良好的控制效果？（）A.非線性PID控制，對常規PID進行改進B.變結構控制，根據系統狀態切換控制結構C.自適應模糊控制，結合模糊邏輯和自適應機制D.使用線性控制方法，忽略非線性特性3、對于計算機控制系統中的執行機構，以下關于其類型和特點的描述，哪一種是準確的？（）A.執行機構包括電動執行器、氣動執行器和液壓執行器等。電動執行器控制精度高、響應速度較快，但驅動力較小；氣動執行器結構簡單、成本低，但控制精度相對較低；液壓執行器輸出力大、響應速度快，但系統復雜且維護成本高。選擇執行機構時要根據控制要求、工作環境和成本等因素綜合考慮B.執行機構的類型對控制系統的性能沒有明顯影響，可以任意選擇C.執行機構只需要具備足夠的動力輸出，其他特點不重要D.一旦選擇了執行機構，就不能再更換或改進4、計算機控制系統中的運動控制技術在機器人、數控機床等領域發揮著重要作用。以下關于運動控制技術的描述，錯誤的是（）A.運動控制技術包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以實現精確的軌跡規劃和運動控制，滿足各種復雜的運動需求C.運動控制技術的發展已經非常成熟，沒有進一步提高的空間D.與傳感器技術和智能控制算法相結合，提高運動控制的精度和穩定性5、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6、在控制系統中，開環幅相頻率特性曲線與負實軸的交點對應的頻率稱為（）A.截止頻率B.穿越頻率C.帶寬D.諧振頻率7、計算機控制系統中的嵌入式系統應用廣泛，如智能手機、平板電腦、汽車電子等。嵌入式系統具有體積小、功耗低、實時性強等特點。例如，在汽車的發動機控制系統中，嵌入式系統負責控制燃油噴射、點火時機等。以下關于嵌入式系統在計算機控制中的描述，錯誤的是：（）A.嵌入式系統的開發需要考慮硬件資源的限制和優化B.嵌入式操作系統的選擇對系統性能有重要影響C.嵌入式系統的軟件和硬件可以隨意修改和升級，不會影響系統穩定性D.嵌入式系統通常需要進行嚴格的測試和驗證，以確保其可靠性8、在計算機控制系統的人機交互界面設計中，以下關于界面布局和操作便捷性的描述，哪一項是正確的？（）A.人機交互界面的布局應簡潔明了，操作流程應符合用戶習慣，提供清晰的反饋和提示信息，以提高用戶的操作效率和滿意度，減少誤操作的可能性B.界面布局和操作便捷性對系統性能影響不大，不需要特別關注C.為了追求美觀，界面布局可以復雜一些，操作流程可以繁瑣一些D.人機交互界面只要功能齊全，不需要考慮用戶體驗9、在計算機控制的自動化生產線中，需要對多個執行機構進行協同控制。當各執行機構之間存在強耦合關系時，為了實現精確的同步和協調動作，以下哪種控制策略是關鍵的？（）A.分散控制策略，每個執行機構獨立控制B.集中控制策略，由一個中央控制器統一指揮C.主從控制策略，確定一個主執行機構，其他為從執行機構D.解耦控制策略，消除或減弱各執行機構之間的相互影響10、計算機控制技術在醫療設備中的應用日益廣泛。以下關于醫療設備中的計算機控制的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以實現醫療設備的精確控制和自動化操作，提高診斷和治療的準確性和效率B.能夠對患者的生理參數進行實時監測和分析，為醫療決策提供依據C.醫療設備中的計算機控制系統對安全性和可靠性要求極高，需要嚴格的質量控制和認證D.計算機控制技術在醫療設備中的應用已經非常完善，不存在任何技術挑戰和風險11、在計算機控制技術中，分布式控制系統（DCS）具有獨特的優勢。以下關于DCS的描述，哪一項是錯誤的？（）A.DCS將控制功能分散到多個控制節點，提高了系統的可靠性和靈活性B.各控制節點通過網絡進行通信和協調，實現整體的控制目標C.DCS適用于大規模、復雜的工業過程控制，如化工、電力等行業D.DCS的建設和維護成本低，易于擴展和升級12、在計算機控制系統中，數據通信的可靠性是一個關鍵問題。以下關于數據通信可靠性的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以采用差錯控制編碼技術，如奇偶校驗、CRC校驗等，檢測和糾正傳輸中的錯誤B.通信協議中的確認和重傳機制能夠保證數據的可靠傳輸C.數據通信的可靠性只取決于傳輸介質和通信設備的質量，與通信協議無關D.提高數據通信的可靠性可能會增加通信的延遲和開銷，需要在兩者之間進行權衡13、計算機控制系統的人機界面設計對于操作人員與系統的交互至關重要。一個友好、直觀的人機界面能夠提高操作效率和準確性。例如，在一個工業自動化監控系統中，操作人員需要通過界面實時了解生產過程的參數和狀態。以下關于人機界面設計的描述，錯誤的是：（）A.人機界面的布局應該合理，重要信息突出顯示B.操作流程應該簡單明了，減少操作人員的誤操作C.人機界面的顏色和圖標選擇對系統性能沒有影響，可以隨意設計D.應該提供實時的反饋和提示信息，幫助操作人員做出正確的決策14、在計算機控制的汽車電子系統中，需要對發動機、變速器等部件進行精確控制。當面臨苛刻的工作環境和嚴格的排放標準時，以下哪種傳感器技術能夠更準確地獲取車輛的運行狀態信息？（）A.磁電式傳感器B.光電式傳感器C.壓電式傳感器D.以上都不是15、有關計算機控制系統的故障診斷與容錯技術，以下哪種說法是比較全面的？（）A.故障診斷與容錯技術用于檢測和識別系統中的故障，并采取相應的措施保證系統的正常運行。故障診斷方法包括基于模型的診斷、基于信號處理的診斷等。容錯技術包括冗余設計、故障屏蔽、故障恢復等。這些技術提高了系統的可靠性和可用性B.計算機控制系統很少出現故障，不需要故障診斷與容錯技術C.故障診斷與容錯技術會增加系統的成本和復雜性，不應該采用D.故障診斷與容錯技術只能在系統出現故障后發揮作用，無法預防故障的發生16、在計算機控制的風力發電系統中，為了實現最大功率跟蹤和穩定的輸出控制，需要對風機的轉速和槳距角進行實時調整。當風速頻繁變化時，以下哪種控制算法能夠更有效地提高風能的利用率？（）A.爬山搜索法B.擾動觀察法C.最優轉矩控制D.以上都是17、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18、在計算機控制系統的可靠性設計中，以下關于冗余技術和故障診斷與容錯技術的描述，哪一項是恰當的？（）A.冗余技術通過增加備份設備或部件來提高系統的可靠性，故障診斷與容錯技術則能夠及時發現和處理故障，使系統在部分故障情況下仍能正常工作，綜合應用這些技術可以顯著提高計算機控制系統的可靠性和可用性B.冗余技術和故障診斷與容錯技術成本高、效果不明顯，不值得采用C.只要系統設計合理，就不需要考慮冗余技術和故障診斷與容錯技術D.冗余技術會增加系統的復雜性，應盡量避免使用；故障診斷與容錯技術則難以實現，實際應用價值不大19、對于計算機控制系統中的硬件選型（HardwareSelection），以下說法錯誤的是（）A.硬件選型要考慮系統的性能要求、成本預算、環境條件等因素B.包括處理器、傳感器、執行器、通信模塊等設備的選擇C.選擇最新、最高性能的硬件設備一定能保證系統的最優性能，無需考慮其他因素D.硬件的兼容性和可擴展性也是選型時需要重點考慮的問題20、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，因此應該盡量避免二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）簡述生物醫學工程中的控制技術應用。2、（本題5分）說明離散控制系統的特點和分析方法。3、（本題5分）簡述計算機控制在化工生產過程中的應用。4、（本題5分）解釋仿真軟件在控制系統分析中的作用。5、（本題5分）說明計算機控制系統中通信協議的作用和類型。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個計算機控制的自動化生產線速度同步系統。2、（本題5分）為一個自動化模具拋光生產線設計拋光力度和速度的控制系統。3、（本題5分）為一個自動化倉庫的貨架存儲優化設計控制系統。4、（本題5分）設計一個計算機控制的直流電機調速系統，實現電機轉速在0-2000轉/分鐘范圍內可調，并且能夠實時顯示轉速。5、（本題5分）設計一個智能交通系統中的匝道控制與誘導系統。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細論述計算機控制系統中數字控制器的設計方法，包括連續域-離散化設計和直接數字設計。比較兩種設計方法的優缺點，并結合具體的控制對象和性能要求，說明如何選