學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共2頁(yè)石家莊鐵道大學(xué)《自動(dòng)化控制》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。例如，飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)、衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)等都依賴(lài)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。在這些系統(tǒng)中，對(duì)控制精度和可靠性的要求極高。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的描述，不正確的是：（）A.微小的控制誤差可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此需要高精度的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)B.采用冗余設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的可靠性，保障飛行安全C.航空航天領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不需要考慮重量和體積的限制D.先進(jìn)的控制算法和仿真技術(shù)有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低研發(fā)成本2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)起著至關(guān)重要的作用。關(guān)于信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換，以下說(shuō)法不正確的是（）A.信號(hào)調(diào)理包括放大、濾波、隔離等操作，用于將傳感器采集到的信號(hào)調(diào)整為適合計(jì)算機(jī)處理的形式B.A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，D/A轉(zhuǎn)換則將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，它們的精度和轉(zhuǎn)換速度會(huì)影響系統(tǒng)的性能C.為了提高信號(hào)的測(cè)量精度，可以采用多次采樣和平均的方法來(lái)減少噪聲的影響D.信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)性能的影響不大，可以忽略不計(jì)3、在計(jì)算機(jī)控制的半導(dǎo)體制造工藝中，精確控制溫度、壓力和氣體流量等參數(shù)對(duì)于芯片質(zhì)量至關(guān)重要。當(dāng)工藝過(guò)程中存在多種干擾因素時(shí)，以下哪種控制策略更能保證工藝的穩(wěn)定性和一致性？（）A.魯棒控制策略，對(duì)干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力B.最優(yōu)控制策略，追求性能指標(biāo)最優(yōu)C.自適應(yīng)控制策略，根據(jù)干擾實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)D.固定參數(shù)控制策略，不考慮干擾變化4、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)是衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)能夠正常工作的首要條件，指系統(tǒng)在受到外界干擾后，能夠恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)或趨于一個(gè)新的平衡狀態(tài)B.快速性要求系統(tǒng)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入信號(hào)做出響應(yīng)，通常用上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間等指標(biāo)來(lái)衡量C.準(zhǔn)確性要求系統(tǒng)的輸出能夠準(zhǔn)確地跟蹤給定的輸入信號(hào)，常用穩(wěn)態(tài)誤差來(lái)表示D.為了實(shí)現(xiàn)良好的控制性能，只需要關(guān)注快速性和準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性并不重要5、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，智能控制算法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家系統(tǒng)等為解決復(fù)雜的控制問(wèn)題提供了新的思路。例如，在一個(gè)智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，可以采用模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的靈活控制。以下關(guān)于智能控制算法的說(shuō)法，不正確的是：（）A.智能控制算法具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，能夠應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的不確定性B.智能控制算法的計(jì)算復(fù)雜度通常較高，對(duì)硬件要求較高C.智能控制算法不需要基于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，完全依靠數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)D.智能控制算法在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的控制算法6、在計(jì)算機(jī)控制的太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，需要對(duì)光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大化跟蹤。當(dāng)光照強(qiáng)度和溫度變化時(shí)，以下哪種最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）算法能夠更準(zhǔn)確地找到最大功率點(diǎn)？（）A.擾動(dòng)觀察法B.電導(dǎo)增量法C.恒壓跟蹤法D.以上都是7、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，比如要在一個(gè)小型的智能設(shè)備中實(shí)現(xiàn)控制功能，以下哪個(gè)方面是需要重點(diǎn)關(guān)注的？（）A.不關(guān)注嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)困難B.資源受限、功耗控制和實(shí)時(shí)性要求，嵌入式系統(tǒng)通常具有有限的計(jì)算資源和存儲(chǔ)空間，需要優(yōu)化算法和代碼以降低功耗，并保證控制任務(wù)的實(shí)時(shí)執(zhí)行C.只關(guān)注功能實(shí)現(xiàn)，忽略系統(tǒng)資源限制D.不采用嵌入式系統(tǒng)，使用通用計(jì)算機(jī)8、對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮性能、成本和可靠性等因素。如果系統(tǒng)對(duì)控制精度要求極高，而成本相對(duì)不那么敏感，以下哪種控制器硬件配置方案是較為合適的？（）A.采用低端微控制器，搭配簡(jiǎn)單的外圍電路B.選用高性能的工業(yè)級(jí)PLC（可編程邏輯控制器）C.使用通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)，并安裝專(zhuān)用的控制卡D.定制專(zhuān)用的集成電路（ASIC）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能9、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件架構(gòu)（SoftwareArchitecture），以下說(shuō)法不準(zhǔn)確的是：（）A.軟件架構(gòu)包括操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、控制算法和應(yīng)用程序等層次B.分層式的軟件架構(gòu)可以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗軌驖M足實(shí)時(shí)性要求D.軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)只需要考慮功能的實(shí)現(xiàn)，不需要考慮資源的利用效率10、當(dāng)利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)貨物的入庫(kù)、出庫(kù)和庫(kù)存進(jìn)行精確控制和管理。為了提高倉(cāng)儲(chǔ)效率和減少錯(cuò)誤，以下哪種技術(shù)的應(yīng)用是重要的？（）A.射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別貨物信息B.數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)，存儲(chǔ)和處理大量數(shù)據(jù)C.自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)搬運(yùn)D.以上技術(shù)結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)的智能化管理11、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)包括準(zhǔn)確性、快速性和穩(wěn)定性等多個(gè)方面。以下關(guān)于性能指標(biāo)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.準(zhǔn)確性要求系統(tǒng)的輸出能夠精確地跟蹤給定的輸入信號(hào)，誤差盡可能小B.快速性要求系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)輸入信號(hào)的變化，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間短C.穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提，而準(zhǔn)確性和快速性則是在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)一步追求的目標(biāo)D.性能指標(biāo)之間是相互獨(dú)立的，優(yōu)化一個(gè)指標(biāo)不會(huì)對(duì)其他指標(biāo)產(chǎn)生影響12、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的。以下關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定性的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.穩(wěn)定的系統(tǒng)能夠在受到外界干擾后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間恢復(fù)到平衡狀態(tài)B.可以通過(guò)系統(tǒng)的特征方程、根軌跡或頻率響應(yīng)等方法來(lái)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.系統(tǒng)的參數(shù)變化可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)從穩(wěn)定變?yōu)椴环€(wěn)定，需要進(jìn)行穩(wěn)定性分析和校驗(yàn)D.只要系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益足夠小，系統(tǒng)就一定是穩(wěn)定的，與其他因素?zé)o關(guān)13、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)中，以下關(guān)于冗余技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)的說(shuō)法，哪種是不正確的？（）A.冗余技術(shù)是通過(guò)增加備用設(shè)備或部件，提高系統(tǒng)在故障情況下的可用性，如電源冗余、控制器冗余等B.容錯(cuò)技術(shù)則是通過(guò)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和算法，使系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)檢測(cè)、診斷和恢復(fù)，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行C.冗余技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)都能夠提高系統(tǒng)的可靠性，但冗余技術(shù)成本較高，容錯(cuò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度較大D.只要采用了冗余技術(shù)或容錯(cuò)技術(shù)，就可以完全消除系統(tǒng)故障，保證系統(tǒng)永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)停機(jī)或失控的情況14、對(duì)于一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的物流配送系統(tǒng)，需要根據(jù)訂單需求和車(chē)輛狀況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。以下哪種優(yōu)化目標(biāo)是最為關(guān)鍵的？（）A.最小化配送時(shí)間B.最小化配送成本C.最大化客戶滿意度D.以上目標(biāo)綜合考慮15、在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)（ControllerDesign）中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.控制器的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使系統(tǒng)的輸出能夠快速、準(zhǔn)確地跟蹤給定輸入，并具有良好的穩(wěn)定性和魯棒性B.常見(jiàn)的控制器設(shè)計(jì)方法有PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等C.控制器的參數(shù)整定需要根據(jù)系統(tǒng)的性能要求和被控對(duì)象的特性進(jìn)行D.一旦確定了控制器的類(lèi)型和參數(shù)，就不需要再根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整16、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分布式控制（DistributedControl），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.分布式控制系統(tǒng)由多個(gè)相互獨(dú)立的控制單元組成，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)B.分布式控制可以提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù)C.分布式控制系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元具有相同的功能和地位，不存在主從之分D.分布式控制只適用于大規(guī)模、復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)，不適用于小型系統(tǒng)17、在計(jì)算機(jī)控制技術(shù)中，先進(jìn)控制策略的研究不斷推動(dòng)著控制領(lǐng)域的發(fā)展。預(yù)測(cè)控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制等為解決復(fù)雜工業(yè)過(guò)程的控制問(wèn)題提供了新的方法。例如，在一個(gè)石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，采用先進(jìn)控制策略可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。以下關(guān)于先進(jìn)控制策略的說(shuō)法，不正確的是：（）A.先進(jìn)控制策略通常需要更多的計(jì)算資源和復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)B.先進(jìn)控制策略在所有工業(yè)過(guò)程中都能取得顯著的效果C.先進(jìn)控制策略的應(yīng)用需要結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求D.對(duì)先進(jìn)控制策略的性能評(píng)估需要綜合考慮多個(gè)因素18、在計(jì)算機(jī)控制的智能交通系統(tǒng)中，需要對(duì)車(chē)輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。當(dāng)面臨復(fù)雜的交通流量和多變的路況時(shí)，以下哪種控制策略能夠更好地優(yōu)化交通流量，減少擁堵？（）A.集中式控制B.分布式控制C.分層式控制D.隨機(jī)控制19、關(guān)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)高精度的控制系統(tǒng)，以下哪個(gè)方面是需要重點(diǎn)關(guān)注的？（）A.忽略A/D和D/A轉(zhuǎn)換的精度和速度要求B.重點(diǎn)關(guān)注A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率、轉(zhuǎn)換速度、線性度和誤差等指標(biāo)，選擇合適的轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)對(duì)精度和實(shí)時(shí)性的要求C.只選擇價(jià)格便宜的轉(zhuǎn)換器，不考慮性能D.不進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換的選型和配置20、對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的過(guò)程控制對(duì)象建模，以下關(guān)于其方法和意義的描述，哪一種是準(zhǔn)確的？（）A.過(guò)程控制對(duì)象建?？梢圆捎脗鬟f函數(shù)法、狀態(tài)空間法等。建模的意義在于深入了解對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性，為控制器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。通過(guò)建立準(zhǔn)確的模型，可以預(yù)測(cè)對(duì)象的響應(yīng)，提高控制效果，降低調(diào)試成本和風(fēng)險(xiǎn)B.過(guò)程控制對(duì)象建模是一項(xiàng)繁瑣且沒(méi)有實(shí)際意義的工作，可以省略C.過(guò)程控制對(duì)象建模只需要定性分析，不需要定量計(jì)算D.過(guò)程控制對(duì)象建模一旦完成，就不需要再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）什么是微粒群優(yōu)化算法在控制中的應(yīng)用？2、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法。3、（本題5分）說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）為一個(gè)食品冷凍生產(chǎn)線的溫度和時(shí)間設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人的花樣滑冰表演動(dòng)作控制系統(tǒng)。3、（本題5分）針對(duì)一個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的堆垛機(jī)，設(shè)計(jì)其運(yùn)動(dòng)和定位控制系統(tǒng)。4、（本題5分）針對(duì)一個(gè)電子生產(chǎn)線的貼片設(shè)備，設(shè)計(jì)其貼片精度和速度的控制系統(tǒng)。5、（本題5分）基于計(jì)算機(jī)控制，設(shè)計(jì)一個(gè)水輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和功率控制優(yōu)化系統(tǒng)。四、論述題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）深入分析計(jì)算機(jī)控制