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頁山西工程技術學院《系統建模與仿真》

2023-2024學年第二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25個小題，每小題1分，共25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中，對于解耦控制方法的應用，以下哪種描述是最準確的？（）A.當系統存在多個輸入和多個輸出變量，且變量之間存在較強的耦合關系時，解耦控制通過設計合適的補償器，將耦合的多變量系統轉化為多個相互獨立的單變量系統，從而簡化控制設計和提高控制性能B.解耦控制方法雖然理論上可行，但在實際應用中由于系統的復雜性和不確定性，很難達到理想的解耦效果，因此不常使用C.多變量控制系統中，解耦控制是唯一有效的控制方法，其他控制策略都無法解決變量耦合的問題D.解耦控制只適用于線性多變量系統，對于非線性多變量系統無法應用2、在計算機控制技術的工業應用中，對于過程控制系統（如化工生產過程），以下關于其控制策略的選擇，哪一項描述是最符合實際情況的？（）A.過程控制系統通常具有大慣性、大滯后的特點，因此常采用預測控制、模糊控制等先進控制策略，結合常規的PID控制，以提高控制品質和應對復雜工況的能力B.過程控制系統由于其相對穩定的特性，只需采用簡單的PID控制即可滿足要求，無需引入復雜的控制算法C.過程控制系統應優先考慮使用智能控制算法，如神經網絡控制、遺傳算法等，以追求最優化的控制效果D.過程控制系統的控制策略選擇主要取決于控制工程師的個人偏好，而不是系統的特性和需求3、關于計算機控制系統的工業標準（IndustrialStandard），以下說法不準確的是：（）A.工業標準對于保證計算機控制系統的兼容性、互操作性和可擴展性非常重要B.常見的工業標準包括IEC61131、ISA95等C.遵循工業標準可以降低系統開發成本，提高系統的質量和可靠性D.工業標準是固定不變的，不需要隨著技術的發展進行更新和完善4、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5、在計算機控制的食品加工生產線中，需要對溫度、壓力、濕度等多個參數進行協同控制。當不同參數之間存在相互影響和耦合關系時，以下哪種解耦控制方法能夠有效地實現各個參數的獨立控制？（）A.前饋補償解耦B.反饋補償解耦C.對角矩陣解耦D.以上都是6、在計算機控制的自動化倉庫堆垛機系統中，要實現高效的貨物存取操作，以下哪種控制方式能夠提高堆垛機的運行速度和精度？（）A.開環控制，根據預設指令運行B.閉環控制，實時反饋位置和速度信息C.智能控制，自適應調整控制參數D.以上控制方式結合使用7、對于計算機控制系統中的網絡通信技術，以下關于其特點和應用的描述，不正確的是哪一項？（）A.網絡通信技術可以實現計算機控制系統中各個節點之間的數據交換和資源共享，提高系統的靈活性和可擴展性B.現場總線是一種應用于工業現場的網絡通信技術，具有實時性強、可靠性高、開放性好等特點，廣泛應用于工業自動化領域C.以太網作為一種通用的網絡技術，也逐漸應用于計算機控制系統中，但在實時性和確定性方面不如專用的現場總線D.無線網絡通信技術在計算機控制系統中的應用受到限制，主要是因為其傳輸速度慢、穩定性差、安全性低8、關于計算機控制系統中的系統集成技術，以下對于其概念和實現方法的描述，哪一項是準確的？（）A.系統集成技術是將不同的硬件、軟件和網絡資源整合為一個協調工作的整體，實現方法包括硬件集成、軟件集成和通信集成等，通過標準化接口和協議，確保各部分之間的無縫連接和高效協同工作B.系統集成技術就是將各種設備簡單地連接在一起，不需要考慮兼容性和協同性C.系統集成技術難度大，成本高，不適合在一般計算機控制系統中應用D.系統集成技術只關注硬件設備的連接，不涉及軟件和通信方面9、在計算機控制的水處理系統中，水質參數的監測和控制對于保證出水質量至關重要。當需要同時控制多個水質參數（如pH值、溶解氧含量）時，以下哪種多變量控制方法更能有效地維持水質穩定？（）A.解耦控制，消除變量之間的相互影響B.協調控制，統籌各參數的控制目標C.獨立控制，分別對每個參數進行單獨控制D.不進行控制，任由水質參數自由變化10、在計算機控制技術的系統集成方面，例如將多個不同類型的控制子系統整合為一個整體系統，以下哪個環節是容易出現問題且需要特別關注的？（）A.不進行系統集成規劃，導致混亂B.接口設計和通信協議的統一，不同子系統之間的接口和通信協議需要協調一致，以確保數據的準確傳輸和系統的協同工作C.只關注單個子系統，忽略整體集成D.不進行測試和驗證，直接投入使用11、對于計算機控制系統中的采樣定理，以下關于其重要性和應用的描述，哪一項是恰當的？（）A.采樣定理規定了采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍，否則會導致信號失真，在設計采樣系統時必須嚴格遵循，以保證系統能夠準確地還原原始信號B.采樣定理不太重要，實際系統中可以忽略，對控制效果影響不大C.只要采樣頻率足夠高，就可以不考慮采樣定理的限制D.采樣定理只適用于理論研究，在實際工程中難以應用12、對于一個采用計算機控制的風力發電系統，為了實現最大功率跟蹤和穩定的電能輸出，需要綜合考慮風速變化、機械傳動和電力電子等多個環節。以下哪種控制策略在應對風速的快速變化方面具有優勢？（）A.基于模型預測的控制，提前預測風速變化并調整控制B.滑模控制，具有較強的魯棒性和抗干擾能力C.比例諧振控制，針對特定頻率的信號進行有效控制D.模糊自適應控制，根據經驗和規則自動調整控制策略13、在計算機控制技術中，關于控制系統的性能指標，以下描述錯誤的是：（）A.常用的性能指標包括穩態誤差、超調量、調節時間、上升時間等，用于衡量系統的控制效果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，超調量表示系統輸出超過穩態值的最大幅度C.調節時間是指系統從受到干擾到重新恢復穩定所需的時間，上升時間則是指系統輸出從0上升到穩態值所需的時間D.這些性能指標是相互獨立的，優化一個指標不會對其他指標產生影響14、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15、在計算機控制系統的軟件設計中，如果要求系統具有良好的可擴展性和可維護性，以下哪種編程架構和方法是應該優先采用的？（）A.面向過程編程，按功能模塊劃分程序B.面向對象編程，封裝數據和操作C.結構化編程，使用順序、選擇和循環結構D.函數式編程，強調函數的組合和純函數16、關于計算機控制系統的多變量控制（MultivariableControl）問題，以下說法錯誤的是：（）A.多變量控制系統中存在多個輸入和多個輸出，變量之間相互關聯B.解耦控制是解決多變量控制系統耦合問題的一種有效方法C.多變量控制比單變量控制更加復雜，需要更先進的控制算法和技術D.對于多變量控制系統，可以直接將單變量控制方法應用于每個變量，而不需要考慮變量之間的關系17、在計算機控制技術中，當設計一個閉環控制系統來精確控制工業生產中的溫度時，需要考慮多個因素。其中，對于傳感器的選擇，以下哪個特性對于確保溫度測量的準確性和穩定性至關重要？（）A.測量范圍B.響應時間C.精度D.價格18、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19、當研究計算機控制系統的數字濾波（DigitalFiltering）技術時，以下哪種說法不準確？（）A.數字濾波是通過數字算法對輸入信號進行濾波處理，去除噪聲和干擾B.常見的數字濾波方法有中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等C.數字濾波可以在硬件上實現，也可以在軟件中通過編程實現D.數字濾波的效果完全取決于濾波算法的選擇，與采樣頻率無關20、在計算機控制技術的自整定控制器設計中，例如要使控制器能夠根據系統的變化自動調整參數，以下哪個技術是常用的？（）A.不具備自整定功能，參數調整困難B.模型參考自適應控制技術，通過比較實際系統輸出與參考模型輸出的差異，自動調整控制器參數，使實際系統接近理想的性能C.不了解自整定技術，無法設計D.依靠人工定期調整參數，效率低下21、在計算機控制的港口裝卸系統中，需要對起重機、輸送帶等設備進行協同控制。當設備之間的通信存在延遲和干擾時，以下哪種控制策略能夠保證系統的協調運行和高效作業？（）A.分布式控制B.集中式控制C.混合式控制D.以上都不是22、在計算機控制系統的狀態空間模型（StateSpaceModel）表示和分析中，以下敘述不準確的是（）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B.通過狀態空間模型，可以分析系統的穩定性、可控性和可觀性等特性C.狀態空間模型的求解需要一定的數學知識和計算方法，如矩陣運算和線性代數D.狀態空間模型只適用于線性系統，對于非線性系統無法進行描述和分析23、對于計算機控制系統中的智能控制算法，以下關于其在復雜系統中的應用優勢和挑戰的描述，哪一項是正確的？（）A.智能控制算法如神經網絡控制、遺傳算法控制等在處理復雜、不確定性系統時具有強大的自適應性和優化能力，但也面臨著計算量大、模型訓練困難、實時性要求高等挑戰B.智能控制算法理論復雜，實際應用效果不佳，不適合在工業控制中使用C.智能控制算法可以完全替代傳統控制算法，解決所有控制問題D.智能控制算法只適用于研究領域，在實際工程中難以應用24、在計算機控制技術的工業機器人控制中，以下關于軌跡規劃和力控制的描述，哪一項是準確的？（）A.軌跡規劃確定機器人的運動路徑和速度，力控制保證機器人與環境的交互力符合要求，兩者對于實現高精度、高效率的機器人操作至關重要，需要結合機器人的動力學模型和控制算法進行優化B.軌跡規劃和力控制不重要，機器人可以根據預設的動作進行操作C.軌跡規劃和力控制只適用于高端工業機器人，普通機器人不需要D.軌跡規劃和力控制技術已經非常成熟，不需要進一步研究和改進25、在計算機控制系統中，為了實現遠程監控和操作，需要建立通信網絡。當控制現場與監控中心距離較遠，且對通信的實時性和可靠性要求較高時，以下哪種通信方式是較為理想的選擇？（）A.以太網B.無線通信C.現場總線D.衛星通信二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋交通信號燈控制系統的工作原理。2、（本題5分）什么是神經控制？簡述其基本原理。3、（本題5分）簡述計算機控制在智能家電中的應用。4、（本題5分）什么是滑模控制？簡述其優點和缺點。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）為一個食品加工廠的烘焙過程設計溫度和時間的控制系統。2、（本題5分）利用計算機控制，設計一個煤礦通風機的風量和風壓自動控制系統。3、（本題5分）設計一個計算機控制的位置偏差分布補償系統，補償位置偏差在空間內的分布。4、（本題5分）為一個數控機床的進給系統設計控制器，提高其加工精度和響應速度。5、（本題5分）設計一個智能電表的遠程抄表和欠費控制管理系統。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述計算機控制系統中的農