裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁武漢信息傳播職業技術學院《自動控制理論》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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、對于計算機控制系統中的離散化方法（DiscretizationMethod），以下觀點不正確的是（）A.離散化方法將連續的控制系統模型轉換為離散的數學模型，以便在計算機中進行處理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，需要考慮系統的特性、精度要求和計算復雜度等因素2、在計算機控制技術的工業控制網絡安全方面，考慮到可能的網絡攻擊和數據泄露風險，以下哪種防護措施是首要的？（）A.不采取任何防護措施，系統易受攻擊B.訪問控制和身份認證，限制只有授權的人員和設備能夠訪問控制網絡，確保數據的保密性和完整性C.安裝殺毒軟件，不能完全防范攻擊D.不重視網絡安全，存在巨大隱患3、在計算機控制系統的多變量控制（MultivariableControl）問題中，以下敘述錯誤的是（）A.多變量控制系統具有多個輸入和多個輸出，控制關系較為復雜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，可以將多變量系統分解為多個獨立的單變量系統進行控制D.多變量控制只在大型工業系統中存在，小型控制系統不會涉及4、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5、對于一個計算機控制的機器人系統，要實現精確的軌跡跟蹤控制，需要準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并實現準確跟蹤？（）A.自適應控制，根據系統運行情況自動調整控制器參數B.魯棒控制，在模型存在不確定性時仍能保證系統穩定C.最優控制，尋求最優的控制策略D.智能控制，結合多種智能算法進行控制6、在計算機控制系統中，當需要對一個具有大滯后特性的工業過程進行精確控制時，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，通過調整比例、積分和微分系數來實現控制B.模糊控制算法，利用模糊邏輯和語言規則進行推理和決策C.預測控制算法，基于模型預測未來的輸出并進行優化控制D.神經網絡控制算法，通過模擬生物神經網絡的學習和適應能力進行控制7、在計算機控制系統的PID控制器參數整定中，以下關于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一種基于系統開環階躍響應的經驗整定方法，通過實驗獲取系統的特性參數，然后計算出PID控制器的參數B.該方法簡單易行，適用于許多工業過程控制，但對于一些復雜系統或具有特殊要求的系統，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的穩定性、快速性和準確性等性能指標，能夠提供一組較為合理的初始參數D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的參數，就不需要再進行調整和優化，系統就能達到最佳控制效果8、對于計算機控制系統的無線控制（WirelessControl）技術，以下哪種說法是錯誤的？（）A.無線控制可以擺脫線纜的束縛，實現更靈活的控制方式B.藍牙、Zigbee、Wi-Fi等是常見的無線控制技術C.無線控制的信號傳輸容易受到干擾和距離限制D.無線控制技術在安全性和可靠性方面已經完全達到了有線控制的水平9、關于計算機控制系統的穩定性（Stability）分析，以下說法錯誤的是：（）A.系統的穩定性是指系統在受到擾動后，能夠恢復到平衡狀態或保持在一定范圍內的能力B.可以通過勞斯判據、根軌跡法等方法判斷系統的穩定性C.系統穩定的充要條件是所有特征根都位于復平面的左半平面D.只要系統的開環增益足夠大，系統就一定是穩定的10、在計算機控制的煤礦通風系統中，需要根據井下的瓦斯濃度、人員分布等情況自動調節通風量。當通風網絡復雜且存在多個通風機聯合工作時，以下哪種通風控制算法能夠實現有效的風量分配和節能運行？（）A.遺傳算法B.模擬退火算法C.粒子群優化算法D.以上都是11、當利用計算機控制技術實現一個倉儲管理系統時，需要對貨物的入庫、出庫和庫存進行精確控制和管理。為了提高倉儲效率和減少錯誤，以下哪種技術的應用是重要的？（）A.射頻識別（RFID）技術，自動識別貨物信息B.數據庫管理技術，存儲和處理大量數據C.自動化搬運設備的控制技術，實現貨物的自動搬運D.以上技術結合使用，實現倉儲的智能化管理12、在計算機局域網組建中，關于網絡拓撲結構的選擇，以下描述不準確的是：（）A.總線型拓撲結構中，所有節點都連接在一條總線上，易于擴展，但故障診斷和隔離較困難B.星型拓撲結構以中心節點為核心，連接其他節點，具有易于管理和故障隔離的優點，但中心節點故障可能導致整個網絡癱瘓C.環型拓撲結構中，節點依次連接形成環形，數據沿一個方向傳輸，傳輸效率高，但某個節點故障會影響整個網絡D.樹型拓撲結構是星型拓撲的擴展，層次清晰，適用于大型網絡，但結構復雜，成本較高，且對根節點的依賴性強，根節點一旦出現故障，整個網絡將無法正常工作13、計算機控制技術在農業領域的應用為精準農業的發展提供了支持。以下關于精準農業中的計算機控制的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以實現對農田的精準灌溉、施肥和病蟲害防治，提高農業資源的利用效率B.基于衛星定位和地理信息系統的農業機械導航控制，提高了作業的精度和效率C.精準農業中的計算機控制系統需要考慮農業生產的季節性和不確定性等特點D.計算機控制技術在農業領域的應用成本高，效益不明顯，不適合大規模推廣14、有關計算機控制系統中的分布式控制系統（DCS），以下哪種描述是合理的？（）A.DCS系統結構復雜，成本高，不如集中式控制系統實用B.DCS采用分散控制、集中管理的架構，將控制功能分散到多個控制器中，通過網絡實現信息共享和協調控制。它具有可靠性高、擴展性強、便于維護等優點，適用于大規模、復雜的工業過程控制。比如，在大型化工廠中，DCS可以對各個生產環節進行精確控制和集中監控C.DCS系統中的各個節點獨立性差，一個節點故障會影響整個系統D.DCS系統已經過時，被新的控制系統完全取代15、在計算機控制的數控機床刀具磨損監測系統中，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。當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.經驗模態分解D.以上都是16、在計算機控制技術的先進控制策略應用中，比如對于具有大滯后、非線性特性的被控對象，以下哪種先進控制方法可能更有效？（）A.堅持使用傳統的控制方法，控制效果不佳B.采用模糊控制、神經網絡控制或預測控制等先進控制策略，能夠更好地處理復雜的被控對象特性，提高控制精度和適應性C.不了解先進控制方法，不進行應用D.認為先進控制方法復雜，不嘗試使用17、在計算機控制系統的綠色控制（GreenControl）理念中，以下描述不準確的是：（）A.綠色控制旨在減少控制系統對環境的影響，實現可持續發展B.可以通過優化控制算法、降低能耗等方式實現綠色控制C.綠色控制只關注系統的能源消耗，不考慮其他環境因素D.綠色控制需要在系統性能和環境友好之間進行平衡18、有關計算機控制系統中的最優控制理論，以下哪種說法是比較合理的？（）A.最優控制理論旨在尋找使控制系統性能指標達到最優的控制策略。通過建立數學模型，運用變分法、動態規劃等方法求解最優控制律。最優控制在資源分配、節能控制、軌跡規劃等方面具有重要應用，但求解過程通常較為復雜，需要一定的數學基礎和計算能力B.最優控制理論只適用于理論研究，在實際工程中無法應用C.最優控制理論可以直接得到通用的最優控制策略，不需要針對具體系統進行分析D.最優控制理論的性能指標選擇不重要，對控制結果沒有影響19、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20、在計算機控制技術中，關于控制系統的穩定性分析，以下哪種說法是最為準確的？（）A.只要系統的開環增益足夠大，系統就一定穩定B.控制系統的穩定性只取決于系統的閉環極點是否都在復平面的左半平面。通過勞斯判據、根軌跡法等方法，可以對系統的穩定性進行精確分析和判斷。同時，系統的參數變化、外部干擾以及非線性因素等都可能影響系統的穩定性C.系統的穩定性與輸入信號的類型和幅值密切相關D.對于復雜的控制系統，無法進行穩定性分析，只能通過實際運行來驗證21、在計算機控制技術的發展趨勢中，以下關于智能化、網絡化和集成化的描述，哪一項是恰當的？（）A.計算機控制技術正朝著智能化、網絡化和集成化的方向發展，智能化使系統具有自學習、自適應能力，網絡化實現遠程監控和資源共享，集成化則將各種控制功能整合在一個平臺上，提高系統的整體性能和效率B.智能化、網絡化和集成化只是概念炒作，對實際應用沒有太大意義C.計算機控制技術的發展已經達到瓶頸，難以實現智能化、網絡化和集成化D.智能化、網絡化和集成化只適用于高端控制系統，對普通控制系統不適用22、對于計算機控制系統中的集散控制系統（DCS），以下說法不正確的是？（）A.DCS是一種分布式的控制系統，它將控制功能分散到多個控制單元，通過網絡實現集中管理和監控B.DCS具有可靠性高、開放性好、易于擴展和維護等優點，能夠滿足大型工業過程的控制需求C.DCS的體系結構包括現場控制層、監控層和管理層，各層之間通過高速網絡進行通信和數據交換D.DCS已經過時，被新型的控制系統如現場總線控制系統（FCS）完全取代，在現代工業控制中不再使用23、在計算機控制的工業爐溫控制系統中，為了實現精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當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，結合智能預測控制算法B.紅外線加熱，采用傳統PID控制C.電磁感應加熱，使用開環控制D.火焰加熱，依靠人工觀察調節24、在計算機控制技術中，控制系統的性能指標是衡量系統優劣的重要標準。關于控制系統的性能指標，以下描述錯誤的是（）A.穩定性是控制系統能夠正常工作的首要條件，指系統在受到外界干擾后，能夠恢復到原來的平衡狀態或趨于一個新的平衡狀態B.快速性要求系統能夠在較短的時間內對輸入信號做出響應，通常用上升時間、調節時間等指標來衡量C.準確性要求系統的輸出能夠準確地跟蹤給定的輸入信號，常用穩態誤差來表示D.為了實現良好的控制性能，只需要關注快速性和準確性，穩定性并不重要25、在計算機控制的石油化工生產過程中，需要對多個反應釜的溫度、壓力等進行集中監控和控制。當控制點數眾多且分布廣泛時，以下哪種控制系統架構能夠更好地滿足需求？（）A.DCS系統B.PLC系統C.FCS系統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）簡述計算機控制技術在智能交通中的應用。2、（本題5分）說明如何實現電力系統的優化調度。3、（本題5分）解釋計算機控制系統中的隨機控制方法。4、（本題5分）解釋解耦控制在實際系統中的應用效果。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于計算機的加速度控制系統，能夠控制加速度在0-5m/s2范圍內，精度為±0.2m/s2。2、（本題5分）設計一個機器人的平衡行走控制系統。3、（本題5分）針對一個制藥廠的膠囊填充過程，設計其填充量和速度的控制系統。4、（本題5分）針對一個水泥廠的余熱發電過程，設計其蒸汽參數和發電量的控制系統。5、（本題5分）設計一個基于計算機的聲波頻率變化速度控制系統，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）詳細論述計算機控制系統中的智能控制算法在工業自動化中的應用，如遺傳算法、蟻群算法等，分析這些算法如何優化控制策略和提高生產效率。2、（本題10分）詳細探討計算機控制系統中