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頁廣州理工學院《數控技術》

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30個小題，每小題1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2、在計算機控制系統的人機交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）設計中，以下敘述不正確的是（）A.人機交互界面應該具有友好的操作方式、清晰的信息顯示和及時的反饋B.考慮用戶的使用習慣和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美觀的界面設計比功能的實用性更重要，能夠吸引用戶的注意力D.可以采用觸摸屏、鍵盤、鼠標等多種輸入方式，滿足不同用戶的需求3、計算機控制技術在工業機器人領域發揮著重要作用。機器人的運動軌跡規劃、關節控制、力控制等都依賴于計算機控制。例如，在汽車生產線上的焊接機器人需要精確控制焊接位置和力度。以下關于計算機控制在工業機器人中的應用，不準確的是：（）A.可以采用離線編程的方式，提前規劃機器人的運動軌跡B.機器人的控制系統需要具備高速計算和實時響應的能力C.傳感器反饋對于機器人的精確控制作用不大，可以忽略D.機器人的控制系統需要與其他設備進行協同工作，實現自動化生產4、當設計一個計算機控制的智能交通系統時，需要考慮車輛流量的實時監測和控制。為了準確獲取車輛信息并快速做出控制決策，以下哪種傳感器和數據處理技術是至關重要的？（）A.激光傳感器，測量車輛距離和速度B.圖像識別技術，通過攝像頭獲取車輛圖像并分析C.超聲波傳感器，檢測車輛位置D.以上技術結合使用，多源數據融合5、在計算機控制技術的系統建模中，關于狀態空間模型與傳遞函數模型的區別和聯系，以下哪一種闡述是最清晰和準確的？（）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，適用于多輸入多輸出系統和非線性系統；傳遞函數模型則主要用于單輸入單輸出線性定常系統。兩者可以通過一定的數學變換相互轉換B.狀態空間模型和傳遞函數模型在本質上是相同的，只是表達方式不同，因此在實際應用中可以隨意選擇C.傳遞函數模型比狀態空間模型更直觀、更容易理解和分析，所以應優先使用傳遞函數模型進行系統建模D.狀態空間模型只適用于復雜的大型系統，對于小型簡單系統，傳遞函數模型更為適用6、在計算機控制技術的人機交互界面設計中，以下關于其原則和要求的描述，哪一個是恰當的？（）A.人機交互界面設計應遵循直觀性、易用性、高效性、反饋性等原則。界面要簡潔明了，操作方便，能夠快速響應用戶的輸入，并提供清晰的反饋信息。同時，要考慮用戶的習慣和需求，以及不同操作場景下的適應性B.人機交互界面設計只需要注重美觀，功能和操作方便性不重要C.人機交互界面一旦設計完成，就不能再根據用戶的反饋進行修改D.人機交互界面的設計不需要考慮用戶的認知能力和操作水平7、在根軌跡圖中，實軸上的某一區域，若其右邊開環實數零點、極點個數之和為奇數，則該區域是根軌跡的一部分，這一性質稱為（）A.幅值條件B.相角條件C.分離點D.會合點8、對于一個計算機控制的電力系統，需要實現電壓和頻率的穩定控制，同時要應對分布式能源的接入和負荷的變化。以下哪種控制策略能夠有效地協調各部分的運行？（）A.分層控制策略，將系統分為不同層次進行控制B.協調控制策略，綜合考慮各子系統的關系C.智能優化控制策略，基于智能算法尋找最優控制方案D.以上策略結合使用，適應電力系統的復雜特性9、對于計算機控制系統中的工業以太網，以下關于其特點和與傳統以太網區別的描述，哪一項是準確的？（）A.工業以太網具有高實時性、高可靠性、抗干擾能力強等特點，與傳統以太網相比，在硬件、協議、應用環境等方面進行了優化和改進，以適應工業控制領域的特殊要求B.工業以太網與傳統以太網完全相同，可以相互替代C.工業以太網性能不如傳統以太網，在實際應用中逐漸被淘汰D.工業以太網只是名稱上的區別，實際上與傳統以太網沒有本質差異10、對于計算機控制系統中的數字控制器設計，以下關于其方法和考慮因素的描述，哪一個是恰當的？（）A.數字控制器的設計方法包括直接數字設計法、模擬化設計法等。在設計過程中，需要考慮系統的性能指標，如穩態誤差、調節時間、超調量等，以及系統的抗干擾能力、魯棒性。同時，還需考慮數字控制器的實現復雜度、計算量和對系統硬件的要求B.數字控制器的設計只需要滿足基本的控制功能，性能指標和其他因素可以忽略C.數字控制器的設計可以完全依賴現成的通用算法，不需要根據具體系統進行調整D.數字控制器的設計不需要考慮系統的動態特性，只關注穩態性能即可11、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12、在計算機控制系統的算法優化方面，以下關于其目的和方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.算法優化的目的是提高系統的控制性能、降低計算復雜度、減少資源占用，以滿足實時性和高效性的要求B.常見的算法優化方法包括代碼優化、數據結構優化、算法改進、并行計算等C.算法優化只需要考慮計算效率，不需要考慮算法的穩定性和準確性D.在進行算法優化時，需要綜合考慮系統的性能、成本和可實現性等因素，選擇合適的優化方案13、在計算機控制的飛行器姿態控制系統中，由于飛行器的動態特性復雜且對控制的實時性要求苛刻，以下哪種控制器結構和算法能夠滿足要求？（）A.串級控制結構，提高系統的快速性和穩定性B.狀態反饋控制，基于系統狀態進行精確控制C.智能PID控制，結合智能算法優化PID參數D.以上控制結構和算法結合使用14、在計算機控制系統的實時性要求較高的情況下，如果要減少系統的響應時間和提高控制的及時性，以下哪個方面的優化是關鍵的？（）A.優化算法的計算復雜度B.提高硬件的處理速度C.改進操作系統的調度策略D.以上都是15、在計算機控制技術中，實時操作系統的選擇對于系統的性能和可靠性有著重要影響。實時操作系統能夠保證系統在規定的時間內完成任務。例如，在一個武器控制系統中，對目標的跟蹤和打擊需要在極短的時間內完成。以下關于實時操作系統的說法，不正確的是：（）A.實時操作系統具有任務調度、內存管理和中斷處理等功能B.硬實時操作系統比軟實時操作系統的響應時間更短，要求更嚴格C.只要操作系統的性能足夠強大，就能夠滿足計算機控制系統的實時性要求D.選擇實時操作系統時需要考慮系統的資源需求和應用場景16、對于計算機控制系統中的滯后補償（Dead-timeCompensation）技術，以下說法不準確的是（）A.滯后現象會降低系統的控制性能，需要進行補償B.可以采用史密斯預估器（SmithPredictor）等方法來補償滯后C.滯后補償能夠完全消除滯后對系統的影響，使系統性能恢復到無滯后時的水平D.滯后補償的效果受到模型精度和參數變化的影響，需要進行適當的調整和優化17、在計算機控制技術中，多變量控制系統比單變量控制系統更為復雜。以下關于多變量控制系統的描述，哪一項是不正確的？（）A.多變量控制系統需要考慮多個輸入和輸出之間的相互關系和耦合B.解耦控制是處理多變量系統耦合問題的一種有效方法，可以將多變量系統轉化為多個獨立的單變量系統C.多變量控制系統的設計和分析方法與單變量控制系統完全不同，需要采用專門的工具和技術D.現代控制理論中的狀態空間法在多變量控制系統的設計和分析中得到了廣泛應用18、計算機控制系統在工業自動化領域的應用非常廣泛。以下關于工業自動化中的計算機控制，說法不正確的是（）A.可以實現生產過程的自動化控制，提高生產效率和產品質量B.能夠對生產設備進行實時監測和故障診斷，減少停機時間和維修成本C.計算機控制系統在工業自動化中的應用已經非常成熟，沒有進一步發展和創新的空間D.隨著智能制造的發展，計算機控制技術將與人工智能、大數據等技術深度融合19、在計算機控制系統的故障診斷和容錯控制方面，如果系統中的某個傳感器發生故障，導致測量數據不準確，以下哪種方法能夠及時檢測到故障并采取相應的容錯措施？（）A.基于硬件冗余的方法，使用多個相同傳感器進行對比B.基于模型的方法，通過模型預測值與實際測量值的差異判斷C.基于信號處理的方法，分析測量信號的特征來檢測故障D.以上方法結合使用，提高故障診斷的準確性和可靠性20、在計算機控制系統的軟件設計中，以下關于實時操作系統的作用和特點，哪一項是不正確的？（）A.實時操作系統能夠保證系統在規定的時間內完成對外部事件的響應和處理，滿足系統的實時性要求B.它提供了任務調度、內存管理、中斷處理等功能，為應用程序的開發提供了一個穩定、高效的運行環境C.實時操作系統通常具有較小的內核和較低的資源占用，以確保系統能夠快速啟動和運行D.實時操作系統不支持多任務處理，只能按照順序依次執行任務，無法滿足復雜系統的需求21、在計算機控制技術中，數字控制器的設計是核心內容之一。設計數字控制器時，需要考慮系統的性能指標，如穩定性、快速性和準確性等。對于一個二階系統，采用不同的控制算法會對系統性能產生顯著影響。假設要設計一個用于數控機床進給系統的數字控制器，以下關于數字控制器設計的說法，錯誤的是：（）A.可以基于經典控制理論，如PID控制算法進行設計B.現代控制理論中的狀態空間法也能為數字控制器設計提供有效手段C.數字控制器的設計不需要考慮系統的數學模型，憑借經驗即可完成D.設計過程中需要對系統進行性能分析和參數整定22、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23、對于一個計算機控制的自動化生產線升級項目，需要在現有設備的基礎上進行改造和優化。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.新設備與現有設備的兼容性B.升級成本和預期收益C.技術的先進性和成熟度D.對生產流程的影響和調整難度24、在計算機控制系統的抗干擾技術（Anti-interferenceTechnology）中，以下說法錯誤的是（）A.干擾會影響計算機控制系統的正常運行，降低系統的可靠性和穩定性B.常見的干擾源有電源干擾、電磁干擾、信號傳輸干擾等C.可以采用硬件濾波、軟件濾波、接地、屏蔽等方法來抑制干擾D.一旦系統設計完成，就無法再采取抗干擾措施，只能接受干擾帶來的影響25、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26、在計算機控制系統的抗干擾設計中，需要采取多種措施來降低外部干擾對系統的影響。當系統所處的環境存在強烈的電磁干擾時，以下哪種方法更能有效地提高系統的抗干擾能力？（）A.采用屏蔽線傳輸信號，減少電磁輻射B.合理布線，減少信號回路面積C.安裝電源濾波器，抑制電源中的干擾D.不采取任何抗干擾措施，任由干擾影響系統27、在計算機控制系統的軟件開發過程中，需要選擇合適的編程語言和開發工具。當系統對實時性和可靠性要求極高時，以下哪種編程語言通常是首選？（）A.C/C++B.JavaC.PythonD.VisualBasic28、在計算機控制系統的設計過程中，系統建模是重要的第一步。以下關于系統建模的描述，哪一項是不準確的？（）A.可以通過物理定律和數學方程建立系統的數學模型，描述系統的輸入輸出關系B.實驗建模方法通過對系統施加輸入信號并測量輸出響應，來辨識系統的模型參數C.系統建模的準確性直接影響到后續控制器的設計和系統性能的預測D.一旦建立了系統模型，就不需要再根據實際情況進行修正和完善29、在計算機控制系統的現場總線協議中，以下關于CAN總線的特點和應用，哪一項是不正確的？（）A.CAN總線是一種具有高可靠性和實時性的現場總線，采用多主通信方式，支持分布式控制B.它具有較強的錯誤檢測和處理能力，能夠在惡劣的環境下穩定工作C.CAN總線的通信速率較高，最遠傳輸距離可達10千米，適用于汽車電子、工業自動化等領域D.CAN總線的協議復雜，開發成本高，因此在一些簡單的控制系統中不常使用30、在計算機控制系統的通信協議方面，以下關于Modbus協議和CANopen協議的特點，哪種說法是不準確的？（）A.Modbus協議是一種應用廣泛的串行通信協議，具有簡單、開放、易于實現等優點，適用于主從式通信結構B.CANopen協議是基于CAN總線的高層協議，具有實時性強、可靠性高、網絡管理功能完善等特點，適用于多主式通信結構C.Modbus協議和CANopen協議在數據格式、傳輸速率、錯誤處理等方面存在差異，應根據具體的應用需求選擇合適的協議D.Modbus協議和CANopen協議可以相互兼容和轉換，在一個系統中可以同時使用這兩種協議，無需進行特殊的處理二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分