2024年大学试题(计算机科学)-计算机过程控制历年高频考点试卷专家荟萃含答案

2024年大学试题(计算机科学)-计算机过程控制历年高频考点试卷专家荟萃含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共25题)1.用热电偶测温，焊接的一端插入被测介质中用以感受被测温度，称为（）；另一端与导线相连，称为冷端。2.简述故障诊断技术所包含的内容。3.被控对象的存滞后时间常数是由于其自身的惯性特性引起的。4.从保证生产安全的角度考虑，控制进入加热炉燃气流量的调节阀，应选用（）。A、气动式B、电动式C、气开式D、气关式5.与DCS相比，Fieldbus的主要技术优点之一是实现了控制系统彻底的分散6.前馈控制适用于什么样的场合？7.故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？8.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节（）。A、开，闭B、闭，开C、开，开D、闭，闭9.串级控制系统主回路一般是一个（）控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。10.在比值控制系统中，一般选择易调节的量为主变量，易测量的量为副变量。11.说出实施信号隔离的主要方法。12.测温仪表测量温度时，可以与被测介质成顺流安装。13.被控过程的数学建模方法有？14.采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什么？15.叙述操作系统在计算机系统中的位置。16.差压，绝对压力，表压，负压是怎样定义的？17.通常在什么场合下选用比例（P），比例积（PI），比例积分微分（PID）调节规律？18.控制系统中，下面哪种控制规律具有消除余差的作用（）。A、位式控制B、比例控制C、微分控制D、积分控制19.根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？20.常见的弹性元件有弹簧管、波纹管、（）。21.执行器的流量特性是指（）之间的关系。22.衰减比n表示系统过渡过程曲线变化两个周期后的衰减快慢。23.简述什么是有自衡能力的被控对象？24.一般一个简单控制系统由（）装置、（）、（）器和（）机构组成。25.嵌入式处理器可分为哪几种类型？第2卷一.参考题库(共25题)1.气开式调节阀，其静态放大倍数取（），气关式调节阀，其静态放大倍数取（）。2.过程控制仪表有？3.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。4.简单叙述作业调度和进程调度的区别。5.在控制系统中，被控变量是被控制的物理装置或物理过程。6.系统在自动控制作用下，从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为（）。7.定值控制系统是指系统被控量的（）保持在规定值不变，或在小范围附近不变的控制系统。8.根据被控过程特性来选择调节阀的工作流量特性，其目的是使系统的开环放大系数为（）。9.DCS的中文含意是（）A、比例、积分、微分控制。B、分布式控制系统。C、可编程序控制器。D、以上三个都不正确。10.试述分页系统和分段系统的主要区别。11.如何消除积分饱和现象？12.阶跃响应不变法的基本思想是什么？13.在串级控制中，副控制器的输入值为主控制器的输出。14.有相同类型的5个资源被4个进程所共享，且每个进程最多需要2个这样的资源就可以运行完毕。试问该系统是否会由于对这种资源的竞争而产生死锁。15.串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？16.热辐射检测温度的原理？17.被控过程输入量与输出量的信号联系称为过程通道。控制作用与被控量之间的信号通道联系称为（）。18.简述热电偶“中间导体”定律？19.存储管理为什么涉及到地址变换？20.负迁移是指测量起点由零迁至某一（）值。21.什么是操作系统？它有什么基本特征？22.流量是指单位时间内通过管道某一截面的物料数量，即（）流量。23.什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？24.什么是信号重构？25.串级控制系统能迅速克服进入（）回路的扰动，改善（）控制器的广义对象特性，容许（）回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。第3卷一.参考题库(共25题)1.对于干扰通道，时间常数越大则越有利于调节。2.典型的过程控制系统由检测元件、变送器、调节器、调节阀和（）等环节构成。3.引起系统抖动的原因是什么？系统如何检测抖动？一旦检测出抖动后，系统怎样消除它？4.仪表的指示值与被测变量真实值之间的差值称为（）。A、相对误差B、绝对误差C、仪表误差D、变差5.闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？6.线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？7.前馈控制系统是一种定值控制，一般情况下前馈控制可以单独使用。8.针对实际系统可能发生的故障，通常从哪几个方面对故障进行分类？9.为什么热电偶测温时，一般都要采用补偿导线？10.连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？11.试说明资源的静态分配策略能防止死锁的原因。12.简述固定分区和可变分区在管理方式上的区别。13.简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。14.采用多道程序设计的主要优点是什么？15.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式（）、直接数字控制系统、（）、（）和现场总线控制系统。16.热电阻测温原理，热-阻效应？17.等幅振荡是过渡过程基本形式之一，如果系统出现等幅振荡，则该系统是稳定的。18.何为最少拍设计？19.DDC的中文含义是直接数字控制。20.什么是串级控制，它由哪些基本环节组成？21.简述数字滤波技术，其算法有哪些？22.什么是调节（被控）对象，给定值和偏差？23.干扰通道存在纯时间滞后，理论上（）控制质量。24.过程控制系统常用的参数整定方法有（）、（）、（）和（）。25.选择性控制系统的特点是采用了（）。第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案:热端2.参考答案: （1）故障的特征提取 通过测量用定量和定性的信息处理技术获取反映系统故障的特征描述。 （2）故障的分离与估计 根据获得的故障特征确定系统是否出现故障以及故障的程度。 （3）故障的评价和决策 根据故障分离与估计的结论对故障的危害及严重程度作出评价，近而决策出是否停止任务的进程以及是否需要维修更换故障元部件。3.参考答案:错误4.参考答案:C5.参考答案:正确6.参考答案: 前馈控制是按扰动而进行控制的，因此，前馈控制常用于以下场合： 1）扰动必须是可测的，否则无法实施控制； 2）必须经常有比较明显和频繁的扰动，否则没有必要； 3）存在对被控参数较大而且不易直接控制的扰动。7.参考答案:故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。8.参考答案:B9.参考答案:定值10.参考答案:错误11.参考答案:信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。12.参考答案:错误13.参考答案: 解析法、试验辨识法、混合法三种。14.参考答案:采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。15.参考答案: 操作系统是运行在计算机硬件系统上的最基本的系统软件。它控制和管理着所有的系统硬件（CPU、主存、各种硬件部件和外部设备等），也控制和管理着所有的系统软件（系统程序和用户进程等），操作系统对计算机使用者提供了一种良好的操作环境，也为其他各种应用系统提供了最基本的支撑环境。现代操作系统是一个复杂的软件系统，它与计算机硬件系统有着千丝万缕的联系，也与用户有着密不可分的关系，它在计算机系统中位于计算机裸机和计算机用户之间，紧挨着硬件的就是操作系统，它通过系统核心程序对计算机系统中的几类资源进行管理，如处理机、存储器、输入输出设备、数据与文档资源、用户作业等，并向用户提供若干服务，通过这些服务将所有对硬件的复杂操作隐藏起来，为用户提供一个透明的操作环境。在操作系统的外层是其他系统软件。操作系统是最基本的系统软件。用户可以直接通过系统软件层与计算机打交道，也可以建立各类应用软件和应用系统，通过它们来解决用户的问题。由此可见，操作系统是介于计算机硬件和用户之间的一个接口。16.参考答案: 差压：两个力之间的相对值。 绝对压力：指相对于真空所测得的压力，如大气压。 表压：绝对压力与当地大气压之差。 负压：指绝对压力小于大气压时候，大气压与绝对压力之差。17.参考答案: 比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。 比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。18.参考答案:D19.参考答案: （1）周期采样 指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 （2）同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 （3）非同步采样 如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 （4）多速采样 如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 （5）随机采样 若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。20.参考答案:单膜片21.参考答案:被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度22.参考答案:错误23.参考答案: 当被控对象受到干扰作用，平衡状态被破坏后，不需要外加控制作用，能依靠自身达到新的平衡状态的能力称为有自衡能力，这种对象称为有自衡能力的被控对象。24.参考答案:检测/变送；被控对象；调节；执行25.参考答案:（1）嵌入式微控制器MCU（MicroControllerUnit）（2）嵌入式微处理器MPU（MicroProcessorUnit）（3）数字信号处理器DSP（DigitalSignalProcessor）（4）嵌入式片上系统（SystemOnChip，SOC.第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案:负；正2.参考答案: 调节器、电/气转换器、执行器、安全栅。3.参考答案: 就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。外部干扰和内部干扰。硬件措施，软件措施，软硬结合的措施。4.参考答案: （1）作业调度是选符合条件的收容态作业装入内存。进程调度是从就绪态进程中选一个占用处理机。 （2）作业调度是高级调度，它位于操作系统的作业管理层次。进程调度是低级调度，它位于操作系统分层结构的最内层。 （3）作业调度是宏观调度，它所选择的作业只是具有获得处理机的资格，但尚未占有处理机，不能立即在其上实际运行。进程调度是微观调度，动态地把处理机实际地分配给所选择的进程，使之真正活动起来。另外，进程调度相当频繁，而作业调度执行的次数一般很少。5.参考答案:正确6.参考答案:过渡过程7.参考答案:给定值8.参考答案:定值9.参考答案:B10.参考答案: 分页和分段有许多相似之处，比如两者都不要求作业连续存放。但在概念上两者完全不同，主要表现在以下几个方面： （1）页是信息的物理单位，分页是为了实现非连续分配，以便解决内存碎片问题，或者说分页是由于系统管理的需要。段是信息的逻辑单位，它含有一组意义相对完整的信息，分段的目的是为了更好地实现共享，满足用户的需要。 （2）页的大小固定且由系统确定，将逻辑地址划分为页号和页内地址是由机器硬件实现的，而段的长度却不固定，决定于用户所编写的程序，通常由编译程序在对源程序进行编译时根据信息的性质来划分。 （3）分页的作业地址空间是一维的；分段的地址空间是二维的。11.参考答案: 减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。12.参考答案: 阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。13.参考答案:正确14.参考答案: 该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。因为在最坏情况下，每个进程都需要2个这样的资源，且每个进程都已申请到了1个资源，那么系统中还剩下1个可用资源。无论系统为了满足哪个进程的资源申请而将资源分配给该进程，都会因为该进程已获得了它所需要的全部资源而确保它运行完毕，从而可将它占有的2个资源归还给系统，这就保证了其余三个进程能顺利运行。由此可知，该系统不会由于对这种资源的竞争而产生死锁。15.参考答案: 串级控制系统的主要特点为： A.在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； B.系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量； C.由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响； D.系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。16.参考答案: 热辐射温度计由光学玻璃透镜和硅光电池组成。光学透镜将辐射能加以聚集，再由硅光电池将其转换为电信号，以实现不同范围温度的检测。17.参考答案:控制通道18.参考答案: 在热电偶测温回路中接入第三导体时，只要接入第三导体的两个接点温度相同，回路总电动势值不变。19.参考答案: 存储器是由很多存储单元构成的，每个存储单元都有物理地址。程序员编制程序时如何使用物理地址，就需要对存储空间的分配情况进行了解，这在多任务环境下是一件复杂耗时却并无太大必要的事情，使程序员不能集中精力进行算法设计。而操作系统是资源管理者，分配存储空间并登记存储空间利用情况是操作系统的职能。程序员只需了解跟自己程序空间有关的存储空间使用信息。目前较好的解决办法是规定程序员使用逻辑地址、符号地址或相对地址进行程序编写，在运行程序时，根据程序所占用的物理存储区域，由专门的硬件或软件负责将逻辑地址、符号地址或相对地址转换为物理地址，这样一个过程就是地址变换，是使程序相对独立于硬件的一种措施。20.参考答案:负21.参考答案: 操作系统是指控制和管理计算机的软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程、方便用户使用的程序集合。 操作系统具有4个基本特征： （1）并发性：宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行，而微观上这些程序是在交替执行。 （2）共享性：因程序的并发执行而使系统中的软、硬件资源不再为某个程序独占，而是由多个程序共同使用。 （3）虚拟性：多道程序设计技术把一台物理计算机虚拟为多台逻辑上的计算机，使得每个用户都感觉自己是“独占”计算机。 （4）异步性（不确定性）：多道程序系统中，各程序之间存在着直接或间接的联系，程序的推进速度受到其他程序的影响，这样，程序运行的顺序、程序完成的时间以及程序运行的结果都是不确定的。22.参考答案:瞬时23.参考答案: PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： （1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 （2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度。 （3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。24.参考答案:把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。25.参考答案:副；主；副第3卷参考答案一.参考题库1.参考答案:正确2.参考答案:被控过程3.参考答案: 由于分配给进程的页面数少于进程所需的最低页面数，导致出现接连不断的缺页中断，从而引起系统抖动。系统可以利用将CPU的利用率与多道程序的度数进行比较的方法来检测系统抖动，一旦发生抖动，可通过减少多道程序度数的办法来消除它。4.参考答案:B5.参考答案: （1）定值控制系统，就是系统被控量的给定值保持在规定值不变或在小范围附近不变。 （2）程序控制系统，是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作。 （3）随动控制系统，是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。6.参考答案:线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜zi｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。7.参考答案:错误8.参考答案:实际系统可能发生的故障是多种多样的，可以从下面几个方面对故障进行分类：（1）从故障发生的部位看，分为传感器故障、执行器故障和受控对象故障；（2）根据故障性质，分为突变故障和缓变故障；（3）从建模角度出发，可分为乘性故障和加性故障；（4）从故障间的相互关系，分为单故障和多故障、独立故障和局部故障。9.参考答案: 由热电耦测温原理可知，只有当热电耦温度不变时，热电势才是被测温度的单值函数，所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定。可是热电耦长度有限，其冷端会受到环境温度的影响而不断变化，为了使热电耦冷端温度保持恒定，则采用补偿导线。10.参考答案:（1）计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。（2）在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。（3）计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。（4）计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。（5）一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。11.参考答案: 资源静态分配策略要求每个进程在开始执行前申请所需的全部资源，仅在系统为之分配了所需的全部资源后，该进程才开始执行。这样，进程在执行过程中不再申请资源