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(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁文華學院《控制科學與工程專題》2024-2025學年第一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20個小題，每小題2分，共40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(shù)中，關(guān)于控制系統(tǒng)的性能指標，以下哪種描述最為全面且準確？（）A.控制系統(tǒng)的性能指標僅僅包括穩(wěn)定性，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，性能就良好B.性能指標主要涵蓋了穩(wěn)定性、快速性和準確性，其中穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到干擾后能夠恢復到平衡狀態(tài)，快速性反映系統(tǒng)的響應速度，準確性則體現(xiàn)系統(tǒng)輸出與期望值的接近程度C.控制系統(tǒng)的性能指標只有快速性重要，因為快速響應能滿足大多數(shù)實際需求D.準確性是唯一關(guān)鍵的性能指標，其他指標相對次要2、在計算機控制的電梯運行系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)平穩(wěn)、快速和安全的運行，需要綜合考慮乘客需求、樓層間距和載重等因素。當電梯內(nèi)乘客數(shù)量較多且分布不均勻時，以下哪種調(diào)度算法更能提高電梯的運行效率和乘客滿意度？（）A.最短路徑優(yōu)先算法，選擇距離最近的樓層停靠B.分區(qū)服務算法，將樓層劃分為不同區(qū)域進行服務C.隨機?？克惴?，不考慮乘客需求和樓層分布D.優(yōu)先服務高層乘客算法，忽略低層乘客需求3、對于計算機控制技術(shù)中的自適應控制，在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或存在未知干擾的情況下，以下哪種說法是最能體現(xiàn)其優(yōu)勢的？（）A.自適應控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和環(huán)境變化，自動調(diào)整控制器的參數(shù)，以保持良好的控制性能，無需人工干預B.自適應控制需要大量的先驗知識和精確的系統(tǒng)模型，否則難以發(fā)揮作用C.自適應控制在應對系統(tǒng)參數(shù)緩慢變化時效果較好，但對于突發(fā)的、劇烈的變化可能無法及時響應D.相比于傳統(tǒng)的固定參數(shù)控制，自適應控制的計算復雜度高，實現(xiàn)成本高，因此在實際應用中應謹慎選擇4、對于計算機控制系統(tǒng)中的組態(tài)軟件，以下關(guān)于其功能和應用領域的描述，哪一項是準確的？（）A.組態(tài)軟件具有圖形界面設計、數(shù)據(jù)庫管理、控制策略組態(tài)、實時監(jiān)控等功能，廣泛應用于工業(yè)自動化、電力、石油化工等領域，能夠快速搭建個性化的控制系統(tǒng)B.組態(tài)軟件功能單一，只能用于簡單的控制系統(tǒng)C.組態(tài)軟件操作復雜，需要專業(yè)的編程知識才能使用D.組態(tài)軟件價格昂貴，性價比低，不適合推廣應用5、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求較高的情況下，如果要減少系統(tǒng)的響應時間和提高控制的及時性，以下哪個方面的優(yōu)化是關(guān)鍵的？（）A.優(yōu)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(tǒng)的調(diào)度策略D.以上都是6、計算機控制系統(tǒng)的可靠性設計是確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。以下關(guān)于可靠性設計的描述，錯誤的是（）A.可以采用冗余技術(shù)，如硬件冗余、軟件冗余和信息冗余，提高系統(tǒng)的可靠性B.對關(guān)鍵部件進行故障診斷和預測，及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障并采取相應的措施C.合理選擇元器件和設備，進行嚴格的質(zhì)量控制和可靠性測試D.為了降低成本，可以適當降低系統(tǒng)的可靠性要求7、對于計算機控制系統(tǒng)中的滯后補償（Dead-timeCompensation）技術(shù)，以下說法不準確的是（）A.滯后現(xiàn)象會降低系統(tǒng)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(tǒng)的影響，使系統(tǒng)性能恢復到無滯后時的水平D.滯后補償?shù)男Ч艿侥Ｐ途群蛥?shù)變化的影響，需要進行適當?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化8、在計算機控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性是重要的考慮因素。當需要在一個分布式計算機控制系統(tǒng)中實現(xiàn)多個節(jié)點之間的高速、實時數(shù)據(jù)傳輸時，以下哪種通信協(xié)議更適合？（）A.CAN總線協(xié)議，具有高可靠性和實時性B.Ethernet以太網(wǎng)協(xié)議，廣泛應用但實時性一般C.Wi-Fi無線協(xié)議，方便但易受干擾D.藍牙協(xié)議，適用于短距離通信但速度較慢9、在計算機控制技術(shù)的電力系統(tǒng)自動化中，關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度和繼電保護的作用，以下哪一種解釋是最準確的？（）A.電網(wǎng)調(diào)度通過實時監(jiān)測電網(wǎng)的運行狀態(tài)，合理分配電力資源，確保電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行；繼電保護則在電網(wǎng)發(fā)生故障時迅速動作，隔離故障區(qū)域，保護設備和電網(wǎng)的安全B.電力系統(tǒng)自動化中，電網(wǎng)調(diào)度的重要性高于繼電保護，因為調(diào)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(fā)電設備，對于電網(wǎng)的整體運行影響較小；電網(wǎng)調(diào)度則主要關(guān)注輸電和配電環(huán)節(jié)D.電網(wǎng)調(diào)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(shù)在這方面的作用不大10、在計算機控制技術(shù)中，網(wǎng)絡通信技術(shù)的應用使得控制系統(tǒng)更加智能化和分布式。工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線等技術(shù)為控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸提供了高效的通道。例如，在一個汽車生產(chǎn)車間的自動化控制系統(tǒng)中，各個工位的設備通過網(wǎng)絡進行通信和協(xié)同工作。以下關(guān)于網(wǎng)絡通信在計算機控制中的說法，不準確的是：（）A.網(wǎng)絡通信的實時性和可靠性對于控制系統(tǒng)的性能至關(guān)重要B.不同的網(wǎng)絡通信協(xié)議適用于不同的控制場景，需要根據(jù)需求進行選擇C.網(wǎng)絡通信技術(shù)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和診斷，方便系統(tǒng)的維護和管理D.只要網(wǎng)絡帶寬足夠大，就能夠滿足計算機控制系統(tǒng)的通信需求，無需考慮其他因素11、在計算機控制的機器人視覺系統(tǒng)中，圖像的采集、處理和分析對于機器人的任務執(zhí)行至關(guān)重要。當需要快速準確地識別物體的形狀、顏色和位置等特征時，以下哪種圖像處理技術(shù)和算法更有效？（）A.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN），深度學習方法B.邊緣檢測算法，提取物體輪廓C.灰度變換，調(diào)整圖像亮度和對比度D.不進行圖像處理，依靠機器人的觸覺感知12、計算機控制系統(tǒng)中的數(shù)字濾波技術(shù)可以有效地去除噪聲干擾。關(guān)于數(shù)字濾波技術(shù)，以下描述錯誤的是（）A.常見的數(shù)字濾波方法有算術(shù)平均值濾波、中值濾波、加權(quán)平均值濾波等B.不同的數(shù)字濾波方法適用于不同類型的噪聲，需要根據(jù)實際情況選擇合適的濾波方法C.數(shù)字濾波可以完全消除噪聲，使信號恢復到原始的真實狀態(tài)D.數(shù)字濾波可以在硬件電路中實現(xiàn)，也可以通過軟件算法在計算機中實現(xiàn)13、在計算機控制系統(tǒng)中，數(shù)字控制器的設計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。關(guān)于數(shù)字控制器的設計方法，以下描述不正確的是（）A.模擬化設計方法是先將連續(xù)的被控對象模型離散化，然后按照離散系統(tǒng)的設計方法進行控制器設計B.數(shù)字化設計方法直接在離散域進行控制器的設計，無需進行模型的離散化處理C.無論是模擬化設計方法還是數(shù)字化設計方法，都需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性等性能指標D.數(shù)字控制器的設計方法非常簡單，不需要掌握復雜的數(shù)學知識和控制理論14、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說法是錯誤的？（）A.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，由多個現(xiàn)場控制站和一個中央控制室組成，通過網(wǎng)絡進行通信和數(shù)據(jù)交換B.現(xiàn)場控制站負責對現(xiàn)場設備進行實時控制和數(shù)據(jù)采集，中央控制室負責對整個系統(tǒng)進行監(jiān)控、調(diào)度和管理C.DCS具有可靠性高、開放性好、易于擴展和維護等優(yōu)點，廣泛應用于大型工業(yè)生產(chǎn)過程D.DCS中的各個節(jié)點是完全獨立的，沒有任何關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)，各自完成自己的任務15、當設計一個計算機控制的智能溫室系統(tǒng)時，需要綜合調(diào)控溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。為了實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的控制目標，以下哪種控制策略是可取的？（）A.基于節(jié)能模型的控制，優(yōu)化設備運行時間和功率B.環(huán)境友好型控制，減少化學藥劑的使用C.太陽能和風能等可再生能源的利用控制D.以上策略結(jié)合使用16、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的實時操作系統(tǒng)選擇，在評估其是否適用于特定的控制任務時，以下哪一個因素是最為重要的？（）A.實時操作系統(tǒng)的任務調(diào)度算法、中斷響應時間、內(nèi)存管理機制等性能指標，以及對硬件的支持和可擴展性，決定了其能否滿足控制任務對實時性和可靠性的要求B.實時操作系統(tǒng)的用戶界面友好程度和開發(fā)工具的易用性，對于開發(fā)人員的工作效率有很大影響C.實時操作系統(tǒng)的價格和許可證費用，對于項目的成本控制至關(guān)重要D.實時操作系統(tǒng)的市場占有率和流行程度，反映了其可靠性和穩(wěn)定性17、在計算機控制的機器人視覺系統(tǒng)中，需要對圖像進行快速處理和分析，以實現(xiàn)目標識別和定位。以下哪種圖像處理算法和硬件加速技術(shù)能夠提高系統(tǒng)的性能？（）A.卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）算法，用于圖像特征提取B.圖形處理單元（GPU）加速，提高計算速度C.專用的視覺處理芯片，優(yōu)化圖像處理流程D.以上技術(shù)結(jié)合使用18、在計算機控制系統(tǒng)的故障診斷與容錯控制方面，以下哪種技術(shù)能夠提高系統(tǒng)的可靠性？（）A.不進行故障診斷和容錯控制，等故障發(fā)生后再處理B.基于模型的故障診斷技術(shù)，通過建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，對比實際輸出和模型預測輸出，檢測和診斷故障；容錯控制技術(shù)則通過冗余配置、控制重構(gòu)等手段，使系統(tǒng)在故障情況下仍能保持一定的性能或安全運行C.故障診斷和容錯控制技術(shù)會增加系統(tǒng)的成本和復雜性，不值得采用D.只依靠人工經(jīng)驗進行故障診斷，不使用自動化的技術(shù)19、有關(guān)計算機控制系統(tǒng)中的智能控制算法，以下哪種說法是比較合理的？（）A.智能控制算法如遺傳算法、蟻群算法、粒子群優(yōu)化算法等在控制系統(tǒng)中展現(xiàn)出了強大的優(yōu)化和自適應能力。它們能夠處理復雜的優(yōu)化問題和不確定的系統(tǒng)環(huán)境，為控制器的參數(shù)整定和系統(tǒng)的優(yōu)化提供了新的思路和方法B.智能控制算法過于理論化，在實際的計算機控制系統(tǒng)中難以應用C.智能控制算法只適用于高端的計算機控制系統(tǒng)，對于一般的系統(tǒng)沒有必要D.智能控制算法可以替代傳統(tǒng)的控制算法，完全不需要傳統(tǒng)控制的知識20、在計算機控制的水處理系統(tǒng)中，水質(zhì)參數(shù)的監(jiān)測和控制對于保證出水質(zhì)量至關(guān)重要。當需要同時控制多個水質(zhì)參數(shù)（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(zhì)穩(wěn)定？（）A.解耦控制，消除變量之間的相互影響B(tài).協(xié)調(diào)控制，統(tǒng)籌各參數(shù)的控制目標C.獨立控制，分別對每個參數(shù)進行單獨控制D.不進行控制，任由水質(zhì)參數(shù)自由變化二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明計算機控制系統(tǒng)中的監(jiān)督控制。2、（本題5分）說明PID控制器在校正中的應用。3、（本題5分）簡述計算機控制在塑料加工中的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個半導體生產(chǎn)設備的溫度和壓力控制系統(tǒng)。2、（本題5分）為一個自動化印刷電路板生產(chǎn)線設計蝕刻液濃度和蝕刻速度的控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設計一個計算機控制的溫度梯度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度梯度在給定范圍內(nèi)的精確控制。4、（本題5分）設計一個計算機控制的位移分布補償系統(tǒng)，補償不同位置的位移分布誤差。5