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頁黑龍江司法警官職業學院

《現代控制理論》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、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2、在計算機控制系統的工業以太網（IndustrialEthernet）應用中，以下描述不正確的是：（）A.工業以太網是將以太網技術應用于工業控制領域的通信網絡B.工業以太網具有高速、可靠、開放性好等優點C.工業以太網與傳統的現場總線可以無縫集成，無需進行任何轉換D.工業以太網在實時性和確定性方面還存在一些挑戰，需要采取特殊的技術措施來保證3、計算機控制系統中的實時數據庫技術用于存儲和管理實時數據。以下關于實時數據庫的描述，錯誤的是（）A.實時數據庫能夠快速地存儲、檢索和更新實時數據，滿足系統對數據實時性的要求B.它具有數據壓縮、數據緩存和事務處理等功能，提高數據管理的效率C.實時數據庫與關系數據庫在數據結構和存儲方式上有很大的不同D.實時數據庫的設計和實現非常簡單，不需要考慮數據的一致性和可靠性4、在計算機控制系統的先進控制技術中，以下關于預測控制的特點和優勢，哪種說法是不準確的？（）A.預測控制基于模型預測未來的輸出，并通過優化算法計算最優的控制輸入，能夠有效地處理具有約束和時滯的系統B.它能夠充分利用系統的過去、現在和未來的信息，對系統的動態性能進行預測和優化，提高控制品質C.預測控制算法復雜，計算量大，對模型的精度要求高，因此在實際應用中受到一定的限制D.預測控制適用于多變量、強耦合的復雜工業過程控制，在石油化工、電力等行業得到了廣泛的應用5、在計算機控制技術的工業機器人控制中，對于軌跡規劃和運動控制算法的設計，以下哪種考慮是最為關鍵的？（）A.軌跡規劃和運動控制算法需要考慮機器人的動力學特性、關節限制、工作空間約束以及任務要求，以實現精確、平穩、高效的運動控制B.工業機器人控制中，軌跡規劃和運動控制算法的設計主要依賴于機器人的機械結構和硬件性能，軟件算法的作用相對較小C.軌跡規劃和運動控制算法應盡量簡化，以降低計算量和控制成本，即使犧牲一定的控制精度也在所不惜D.工業機器人的控制只需要保證基本的運動功能，對于復雜的軌跡和高精度的要求可以忽略6、在計算機控制技術中，關于控制系統的節能優化，以下選項錯誤的是：（）A.通過合理的控制策略和參數調整，可以實現控制系統的節能運行，降低能耗B.考慮設備的負載特性和運行規律，采用智能控制算法進行優化調度C.節能優化只關注系統的能耗，不考慮系統的控制性能和穩定性D.對控制系統進行節能優化需要綜合考慮技術、經濟和環境等因素7、在計算機控制系統的抗干擾技術中，以下關于電磁干擾的來源和抑制方法的描述，哪一項是正確的？（）A.電磁干擾主要來自電源、空間輻射和信號線傳導，抑制方法包括屏蔽、濾波、接地等，通過這些措施可以有效地減少干擾對系統的影響，提高系統的可靠性和穩定性B.電磁干擾對計算機控制系統影響很小，不需要采取專門的抑制措施C.抑制電磁干擾只需要采用屏蔽一種方法就足夠了D.電磁干擾的來源難以確定，因此無法有效地進行抑制8、關于計算機控制系統中的嵌入式系統應用，以下對于其特點和優勢的描述，哪一項是正確的？（）A.嵌入式系統具有體積小、功耗低、專用性強等特點，能夠將控制功能集成在一個芯片或電路板上，實現實時控制和智能化處理，在智能家居、汽車電子、醫療設備等領域得到廣泛應用B.嵌入式系統性能有限，只能用于簡單的控制任務C.嵌入式系統開發難度大，成本高，不適合大規模推廣D.嵌入式系統不如通用計算機系統靈活，應用范圍較窄9、在計算機控制系統的人機交互界面設計中，如果需要操作人員能夠直觀、方便地監控和操作控制系統，以下哪個方面是需要重點關注的？（）A.界面的布局和顏色搭配B.操作的便捷性和響應速度C.數據的可視化展示方式D.以上都是10、對于計算機控制系統中的自整定控制器（Self-tuningController），以下觀點錯誤的是（）A.自整定控制器能夠根據系統的運行情況自動調整控制器的參數B.它可以提高系統的適應性和魯棒性，減少人工調試的工作量C.自整定控制器在任何情況下都能迅速找到最優的參數設置，無需人工干預D.自整定控制器的性能受到系統特性和噪聲的影響，可能存在一定的局限性11、在計算機控制系統的先進控制策略應用中，以下哪種情況更適合采用預測控制？（）A.對于簡單的線性定常系統，控制要求不高的情況B.當系統具有大時滯、多變量耦合、約束條件等復雜特性，且對控制性能有較高要求時，預測控制能夠通過預測未來的輸出，提前進行控制決策，有效地克服系統的不確定性和復雜性C.預測控制計算復雜，不適合任何實際系統D.只要系統存在不確定性，就應該采用預測控制12、在計算機控制系統的魯棒控制（RobustControl）方面，以下描述錯誤的是：（）A.魯棒控制是使系統在存在模型不確定性和外部擾動的情況下仍能保持穩定和性能要求B.魯棒控制方法通常基于H∞控制理論和μ綜合方法C.魯棒控制器的設計需要考慮系統的最壞情況，因此可能會導致保守性D.魯棒控制只適用于線性系統，對于非線性系統無法應用13、關于計算機控制系統中的分布式控制（DistributedControl）系統，以下描述不準確的是（）A.分布式控制系統由多個分散的控制節點組成，通過網絡進行通信和協調B.它具有靈活性高、可靠性強、易于擴展等優點C.分布式控制系統中的各個節點具有相對獨立的控制功能，但又相互協作完成系統的整體控制任務D.分布式控制系統的實現非常簡單，不需要考慮網絡延遲、數據同步等問題14、有關計算機控制系統中的故障診斷與容錯控制，下列說法不正確的是：（）A.故障診斷技術能夠及時檢測和識別系統中的故障，為容錯控制提供依據B.容錯控制通過采取冗余、重構等措施，使系統在故障情況下仍能保持一定的性能C.故障診斷和容錯控制可以完全避免系統故障的發生，確保系統的可靠性和穩定性D.這些技術的應用需要考慮系統的成本、復雜性和性能要求等因素15、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16、在計算機控制系統的故障診斷技術中，以下關于基于模型的診斷方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.基于模型的診斷方法是通過建立系統的數學模型，將實際測量值與模型預測值進行比較，從而檢測和診斷系統的故障B.該方法需要準確的系統模型，對于復雜的非線性系統，建立精確的模型可能比較困難C.基于模型的診斷方法可以實現故障的早期預警和定位，具有較高的診斷精度和可靠性D.一旦系統模型建立完成，就不需要對其進行更新和維護，即使系統發生了變化17、在計算機控制系統的系統集成方面，以下關于系統集成的目標和方法，哪種說法是不準確的？（）A.系統集成的目標是將不同的硬件設備、軟件系統、網絡通信等要素整合為一個協調工作的整體，實現系統的功能和性能優化B.系統集成的方法包括硬件集成、軟件集成、網絡集成、數據集成等，需要綜合考慮系統的兼容性、開放性、可擴展性等因素C.在系統集成過程中，需要進行系統測試、聯調、優化等工作，確保各個子系統之間能夠無縫協作，達到預期的效果D.系統集成只需要在系統設計階段進行規劃和實施，在系統運行過程中不需要進行調整和優化18、對于一個采用計算機控制的污水處理系統，需要根據水質的實時變化調整處理工藝和參數。為了實現有效的控制，以下哪種傳感器和檢測技術是關鍵的？（）A.化學需氧量（COD）傳感器，檢測污水的污染程度B.生物傳感器，監測微生物的活動C.流量傳感器，測量污水的流量D.以上傳感器和檢測技術結合使用19、對于一個計算機控制的船舶自動駕駛系統，需要應對復雜的海洋環境和多變的航行條件。以下哪種傳感器和導航技術的組合是至關重要的？（）A.全球定位系統（GPS）、慣性導航系統和雷達B.聲納、電子海圖和風速傳感器C.羅盤、測深儀和衛星通信設備D.以上組合綜合運用20、在計算機控制的化工生產過程中，需要對多個反應釜的溫度、壓力等參數進行精確控制。當生產工藝發生變化，需要對控制系統進行重新調整時，以下哪種控制參數整定方法能夠更快地找到最優的控制參數？（）A.試湊法B.臨界比例度法C.衰減曲線法D.以上都是21、在計算機控制系統的先進控制技術中，以下關于預測控制的描述，不正確的是哪一項？（）A.預測控制是一種基于模型預測、滾動優化和反饋校正的控制策略，能夠有效地處理約束和多變量系統B.它通過預測未來一段時間內系統的輸出，根據優化目標計算控制輸入，并根據實際輸出與預測輸出的偏差進行校正C.預測控制模型的精度對控制效果影響不大，因為它具有較強的魯棒性和自適應能力D.預測控制適用于工業過程中的慢時變、大滯后系統，能夠提高系統的控制性能和經濟效益22、在計算機控制的太陽能發電系統中，需要對光伏陣列的輸出功率進行最大化跟蹤。當光照強度和溫度變化時，以下哪種最大功率點跟蹤（MPPT）算法能夠更準確地找到最大功率點？（）A.擾動觀察法B.電導增量法C.恒壓跟蹤法D.以上都是23、在計算機控制的玻璃制造工藝中，需要對熔爐的溫度和玻璃液的流動進行精確控制。當工藝參數需要頻繁調整且調整幅度較大時，以下哪種控制器具有更好的適應性和魯棒性？（）A.常規PID控制器B.智能PID控制器C.非線性控制器D.以上都不是24、在計算機控制的自動化生產線中，為了保證系統的可靠性和穩定性，通常會采用冗余技術。當關鍵的控制器出現故障時，以下哪種冗余方式能夠最快地實現無縫切換，確保生產不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余25、在計算機控制的印刷電路板（PCB）制造過程中，鉆孔精度和速度的控制直接影響產品質量和生產效率。當需要在不同厚度和材質的PCB上進行高精度鉆孔時，以下哪種控制方式更能保證鉆孔質量和效率？（）A.數控系統控制，結合刀具補償B.手動控制，依靠工人經驗C.開環控制，不進行反饋調節D.隨機控制，不考慮鉆孔參數26、對于計算機控制系統中的控制器算法優化，以下關于其目標和方法的描述，哪一項是正確的？（）A.控制器算法優化的目標是提高控制精度、加快響應速度、降低計算復雜度等，方法包括改進控制結構、調整參數、采用先進的控制理論等，以適應不同的控制對象和控制要求B.控制器算法優化不重要，原始算法通常就能滿足要求C.控制器算法優化只需要改變參數，不需要改變控制結構D.先進的控制理論在實際應用中難以實現，不適合用于控制器算法優化27、關于計算機控制系統中的容錯控制（Fault-tolerantControl）技術，以下說法不正確的是（）A.容錯控制是指系統在出現故障時，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的正常運行D.容錯控制的設計需要考慮故障的類型、概率和影響，以及系統的恢復策略28、計算機控制系統的控制算法是實現系統性能的核心。以下關于控制算法的描述，哪一項是不準確的？（）A.PID控制算法是一種經典的控制算法，通過比例、積分和微分環節的組合來實現對系統的控制B.智能控制算法，如模糊控制和神經網絡控制，能夠處理復雜的非線性系統，但計算復雜度較高C.控制算法的選擇取決于系統的特性、控制要求和性能指標，沒有一種算法適用于所有情況D.一旦確定了控制算法，就不能根據系統的運行情況進行調整和優化29、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30、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二、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明計算機控制