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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京石油化工學院

《計算機控制系統(tǒng)》2021-2022學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2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(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性是重要的考慮因素。當需要在一個分布式計算機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)多個節(jié)點之間的高速、實時數(shù)據(jù)傳輸時，以下哪種通信協(xié)議更適合？（）A.CAN總線協(xié)議，具有高可靠性和實時性B.Ethernet以太網(wǎng)協(xié)議，廣泛應(yīng)用但實時性一般C.Wi-Fi無線協(xié)議，方便但易受干擾D.藍牙協(xié)議，適用于短距離通信但速度較慢2、在計算機控制技術(shù)的運動控制系統(tǒng)中，以下關(guān)于其分類和應(yīng)用的描述，哪一個是恰當?shù)模浚ǎ〢.運動控制系統(tǒng)包括點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)等。點位控制系統(tǒng)要求準確到達目標位置；直線控制系統(tǒng)實現(xiàn)直線軌跡的控制；輪廓控制系統(tǒng)能夠控制多軸協(xié)調(diào)運動，實現(xiàn)復(fù)雜的曲線軌跡。運動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、機器人、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域B.運動控制系統(tǒng)的分類不重要，應(yīng)用場景也比較單一C.運動控制系統(tǒng)只適用于高精度的工業(yè)設(shè)備，對一般的機械運動控制沒有作用D.運動控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒有進一步創(chuàng)新和改進的空間3、對于計算機控制系統(tǒng)中的組態(tài)軟件，以下關(guān)于其功能和應(yīng)用領(lǐng)域的描述，哪一項是準確的？（）A.組態(tài)軟件具有圖形界面設(shè)計、數(shù)據(jù)庫管理、控制策略組態(tài)、實時監(jiān)控等功能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、電力、石油化工等領(lǐng)域，能夠快速搭建個性化的控制系統(tǒng)B.組態(tài)軟件功能單一，只能用于簡單的控制系統(tǒng)C.組態(tài)軟件操作復(fù)雜，需要專業(yè)的編程知識才能使用D.組態(tài)軟件價格昂貴，性價比低，不適合推廣應(yīng)用4、在計算機控制系統(tǒng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全方面，以下關(guān)于其面臨的威脅和防護措施的描述，不正確的是哪一項？（）A.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)面臨著來自外部的黑客攻擊、病毒感染、惡意軟件等威脅，以及內(nèi)部的誤操作、設(shè)備故障等風險B.為了保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全，可以采取網(wǎng)絡(luò)隔離、訪問控制、加密傳輸、漏洞掃描、安全監(jiān)測等防護措施C.工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全只需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)層面的防護，不需要考慮終端設(shè)備和應(yīng)用程序的安全D.建立完善的安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，加強員工的安全意識培訓，也是保障工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段5、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說法是準確的？（）A.DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不適合中小型企業(yè)使用B.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，具有可靠性高、靈活性強、易于擴展等特點。它通過網(wǎng)絡(luò)將多個控制節(jié)點連接起來，實現(xiàn)對大型工業(yè)過程的全面監(jiān)控和控制C.DCS已經(jīng)過時，被其他新型控制系統(tǒng)完全取代D.DCS只能用于流程工業(yè)，不能用于離散制造業(yè)6、在計算機控制技術(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，哪一項是恰當?shù)模浚ǎ〢.計算機控制技術(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)具有自學習、自適應(yīng)能力，網(wǎng)絡(luò)化實現(xiàn)遠程監(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，對實際應(yīng)用沒有太大意義C.計算機控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到瓶頸，難以實現(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7、在計算機控制系統(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)分解為多個獨立的單變量系統(tǒng)進行控制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8、在計算機控制系統(tǒng)的自適應(yīng)控制中，系統(tǒng)能夠根據(jù)對象特性的變化自動調(diào)整控制參數(shù)。當被控對象的特性隨工作條件發(fā)生較大變化時，以下哪種自適應(yīng)控制方法更能快速適應(yīng)并保持良好的控制性能？（）A.模型參考自適應(yīng)控制，參考理想模型進行調(diào)整B.自校正控制，在線估計對象參數(shù)并調(diào)整控制器C.無模型自適應(yīng)控制，不依賴對象模型D.固定參數(shù)控制，不進行自適應(yīng)調(diào)整9、在計算機控制系統(tǒng)的信號調(diào)理電路中，以下關(guān)于其作用和類型的描述，不正確的是哪一項？（）A.信號調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的微弱信號進行放大、濾波、隔離等處理，使其滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入要求B.放大電路可以提高信號的幅度，使其能夠被準確測量；濾波電路用于去除信號中的噪聲和干擾；隔離電路用于防止信號之間的串擾和共模干擾C.信號調(diào)理電路可以分為模擬信號調(diào)理電路和數(shù)字信號調(diào)理電路，分別適用于不同類型的信號和系統(tǒng)D.信號調(diào)理電路的性能對系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性沒有影響，只要能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換為合適的形式即可10、在計算機控制的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)用于提高發(fā)電效率。當光照強度和溫度不斷變化時，以下哪種MPPT算法更能快速準確地跟蹤最大功率點？（）A.擾動觀察法，通過擾動電壓或電流來尋找最大功率點B.電導(dǎo)增量法，根據(jù)電導(dǎo)變化判斷最大功率點C.恒壓跟蹤法，保持輸出電壓恒定D.不進行最大功率點跟蹤，直接輸出固定功率11、在計算機控制技術(shù)的智能控制領(lǐng)域，關(guān)于模糊控制與專家系統(tǒng)控制的特點，以下哪一項比較是最恰當?shù)模浚ǎ〢.模糊控制基于模糊邏輯和語言規(guī)則，能夠處理不確定性和模糊性信息，具有較強的魯棒性；專家系統(tǒng)控制則依賴于專家的知識和經(jīng)驗，具有較高的準確性和可靠性B.模糊控制和專家系統(tǒng)控制在原理和應(yīng)用上非常相似，可以相互替代，沒有明顯的區(qū)別C.專家系統(tǒng)控制適用于復(fù)雜的、難以建立精確數(shù)學模型的系統(tǒng)，而模糊控制則主要用于簡單的、線性系統(tǒng)D.模糊控制的計算量較大，響應(yīng)速度慢；專家系統(tǒng)控制則計算效率高，實時性好12、對于一個計算機控制的自動化生產(chǎn)線升級項目，需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進行改造和優(yōu)化。在評估可行性和制定方案時，以下哪個因素是首要考慮的？（）A.新設(shè)備與現(xiàn)有設(shè)備的兼容性B.升級成本和預(yù)期收益C.技術(shù)的先進性和成熟度D.對生產(chǎn)流程的影響和調(diào)整難度13、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的容錯控制（Fault-tolerantControl）技術(shù)，以下說法不正確的是（）A.容錯控制是指系統(tǒng)在出現(xiàn)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(xiàn)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(shè)計需要考慮故障的類型、概率和影響，以及系統(tǒng)的恢復(fù)策略14、在計算機控制的自動化生產(chǎn)線中，多個執(zhí)行機構(gòu)需要協(xié)同工作以完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。當不同執(zhí)行機構(gòu)的動作時間和順序需要精確協(xié)調(diào)時，以下哪種控制方式更能確保生產(chǎn)過程的順利進行？（）A.集中控制，由一個中央控制器統(tǒng)一指揮B.分散控制，各執(zhí)行機構(gòu)獨立控制C.分級控制，分層次進行協(xié)調(diào)控制D.無序控制，各執(zhí)行機構(gòu)隨機動作15、在計算機控制系統(tǒng)中，PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的控制器之一。關(guān)于PID控制器，以下描述錯誤的是（）A.PID控制器由比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)組成，通過調(diào)整三個參數(shù)可以實現(xiàn)不同的控制效果B.比例環(huán)節(jié)可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但過大的比例系數(shù)會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生較大的超調(diào)C.積分環(huán)節(jié)可以消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，但積分作用過強會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降D.微分環(huán)節(jié)可以預(yù)測系統(tǒng)的變化趨勢，提前進行控制，但對噪聲敏感，容易引起系統(tǒng)的振蕩二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋機器人運動軌跡的誤差分析。2、（本題5分）什么是現(xiàn)場總線？列舉幾種常見的現(xiàn)場總線。3、（本題5分）闡述如何提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）計算機控制系統(tǒng)的可視化監(jiān)控界面設(shè)計對于操作人員直觀了解系統(tǒng)狀態(tài)和進行控制操作具有重要意義。請深入探討可視化監(jiān)控界面的設(shè)計原則和方法，如人機交互性、信息展示的清晰性和準確性等。分析常用的監(jiān)控界面開發(fā)工具和技術(shù)，如組態(tài)軟件、LabVIEW等。結(jié)合實際的控制系統(tǒng)，說明如何設(shè)計一個功能完善、易于操作的可視化監(jiān)控界面，并討論在界面設(shè)計中如何考慮不同用戶的需求和操作習慣。2、（本題5分）深入研究計算機控制系統(tǒng)中的語音識別與控制系統(tǒng)，解釋語音信號的處理方法和識別算法，分析語音控制在人機交互中的應(yīng)用。討論如何提高語音識別的準確率和響應(yīng)速度，結(jié)合一個智能家居語音控制系統(tǒng)，說明如何實現(xiàn)便捷的語音操作。3、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)的抗飽和控制策略，分析在執(zhí)行器受限情況下如何避免系統(tǒng)性能惡化，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制效果。4、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的虛擬控制實驗平臺的構(gòu)建，包括硬件設(shè)備模擬、軟件環(huán)境搭建、實驗項目設(shè)計等，討論如何為