郑州卫生健康职业学院《控制工程基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《控制工程基础》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、关于计算机控制系统的虚拟仪器（VirtualInstrument）技术，以下说法错误的是：（）A.虚拟仪器是利用计算机软件和硬件资源实现传统仪器功能的技术B.虚拟仪器具有灵活性高、可扩展性强、成本低等优点C.虚拟仪器只能用于测量和测试领域，不能用于控制领域D.开发虚拟仪器需要掌握相关的编程语言和开发工具2、当设计一个计算机控制的智能交通系统时，需要考虑车辆流量的实时监测和控制。为了准确获取车辆信息并快速做出控制决策，以下哪种传感器和数据处理技术是至关重要的？（）A.激光传感器，测量车辆距离和速度B.图像识别技术，通过摄像头获取车辆图像并分析C.超声波传感器，检测车辆位置D.以上技术结合使用，多源数据融合3、在计算机控制技术中，关于控制系统的性能指标，以下描述错误的是：（）A.常用的性能指标包括稳态误差、超调量、调节时间、上升时间等，用于衡量系统的控制效果B.稳态误差反映了系统在稳态时输出与期望值之间的偏差，超调量表示系统输出超过稳态值的最大幅度C.调节时间是指系统从受到干扰到重新恢复稳定所需的时间，上升时间则是指系统输出从0上升到稳态值所需的时间D.这些性能指标是相互独立的，优化一个指标不会对其他指标产生影响4、在设计一个计算机控制系统的人机界面时，需要考虑操作人员的使用习惯和工作效率。如果系统需要显示大量的复杂数据和图形，以下哪种界面设计原则对于提高操作人员的信息获取和决策能力最为关键？（）A.简洁明了B.色彩搭配协调C.布局合理D.交互性强5、在计算机控制系统的智能传感器（IntelligentSensor）中，以下描述不准确的是：（）A.智能传感器具有信号处理、自诊断和通信等功能B.智能传感器可以提高测量精度和可靠性C.智能传感器通常采用数字接口与控制系统进行通信D.智能传感器的成本较高，在所有应用中都不具有优势6、在计算机控制系统的可靠性设计（ReliabilityDesign）中，以下叙述不正确的是（）A.可靠性设计旨在提高系统在恶劣环境和长时间运行条件下的稳定性和无故障工作能力B.包括硬件冗余、软件容错、故障诊断和自恢复等技术C.为了降低成本，可以适当牺牲系统的可靠性，只要在可接受的范围内即可D.可靠性设计需要在系统的设计阶段就充分考虑，不能在后期进行补救7、在计算机控制技术的分布式控制系统（DCS）中，以下关于其结构和特点的描述，哪一项是正确的？（）A.DCS采用分层分布式结构，包括现场控制层、监控层和管理层，具有分散控制、集中管理、可靠性高、开放性好等特点，适用于大型工业过程的控制B.DCS结构复杂、成本高，不如集中式控制系统实用C.DCS的各层之间相互独立，没有信息交互D.DCS已经过时，被新的控制系统所取代8、在计算机控制技术中，嵌入式系统在很多应用场景中得到了广泛应用。以下关于嵌入式系统的描述，哪一项是不准确的？（）A.嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、实时性强等特点B.它可以将计算机控制功能集成到一个芯片或一个小型设备中，实现特定的控制任务C.嵌入式系统的开发需要考虑硬件和软件的协同设计，以及资源的有限性D.嵌入式系统的性能和功能不如通用计算机系统强大，应用范围有限9、在计算机控制技术的工业机器人控制中，以下关于轨迹规划和力控制的描述，哪一项是准确的？（）A.轨迹规划确定机器人的运动路径和速度，力控制保证机器人与环境的交互力符合要求，两者对于实现高精度、高效率的机器人操作至关重要，需要结合机器人的动力学模型和控制算法进行优化B.轨迹规划和力控制不重要，机器人可以根据预设的动作进行操作C.轨迹规划和力控制只适用于高端工业机器人，普通机器人不需要D.轨迹规划和力控制技术已经非常成熟，不需要进一步研究和改进10、在计算机控制技术的多变量控制系统中，以下关于其特点和控制策略的描述，哪一项是正确的？（）A.多变量控制系统具有多个输入和多个输出，变量之间存在耦合关系。控制策略包括解耦控制、预测控制、自适应控制等。解耦控制用于消除变量之间的耦合；预测控制考虑系统的未来行为；自适应控制能够根据系统变化调整控制器参数。这些策略旨在实现良好的控制性能B.多变量控制系统与单变量控制系统没有本质区别，控制策略可以通用C.多变量控制系统过于复杂，不适合在实际工程中应用D.多变量控制系统的控制策略只需要考虑当前的系统状态，不需要考虑未来的变化11、在计算机控制的数控机床刀具磨损监测中，以下哪种方法能够准确地判断刀具的磨损程度？（）A.基于振动信号分析的方法B.基于切削力监测的方法C.基于图像分析的方法D.以上方法综合运用12、在计算机控制技术的智能控制与传统控制结合方面，例如在一个复杂的工业过程控制中，以下哪种结合方式是具有潜力的？（）A.完全分开使用智能控制和传统控制，无法发挥优势B.将智能控制用于系统的优化和自适应调整，传统控制用于基础的稳定控制，实现优势互补，提高系统的整体性能和适应性C.不尝试结合，只依赖单一控制方式D.随意结合，不考虑系统需求13、关于计算机控制系统的集成化（Integration）发展趋势，以下说法不正确的是：（）A.集成化是将控制、通信、计算等功能集成在一个系统中，实现更高效的运行B.系统集成可以提高系统的可靠性、可维护性和可扩展性C.集成化需要解决不同子系统之间的接口和兼容性问题D.集成化会导致系统的复杂度增加，因此应该尽量避免14、当设计一个计算机控制的智能温室系统时，需要综合调控温度、湿度、光照等环境参数。为了实现节能和环保的控制目标，以下哪种控制策略是可取的？（）A.基于节能模型的控制，优化设备运行时间和功率B.环境友好型控制，减少化学药剂的使用C.太阳能和风能等可再生能源的利用控制D.以上策略结合使用15、在计算机控制系统的人机界面设计中，以下关于其原则和要求的描述，不正确的是哪一项？（）A.人机界面应具有友好性、直观性和易用性，操作简单方便，符合用户的习惯和认知规律B.界面的布局应合理美观，信息显示清晰准确，颜色搭配协调，能够吸引用户的注意力C.人机界面应能够及时反馈系统的运行状态和操作结果，提供必要的提示和帮助信息，方便用户进行操作和监控D.人机界面的设计只需要考虑功能的实现，不需要考虑用户的体验和感受，只要能够完成控制任务即可16、计算机控制系统中的人机交互界面（HMI）为操作人员提供了与系统交互的途径。以下关于HMI的描述，哪一项是不准确的？（）A.HMI应该具有直观、简洁、易于操作的特点，方便操作人员进行监控和控制B.图形化显示能够直观地展示系统的运行状态和数据，帮助操作人员快速做出决策C.HMI可以支持多种输入方式，如触摸屏、键盘、鼠标等，满足不同用户的需求D.HMI的设计对系统性能没有影响，只需要关注界面的美观和易用性17、在计算机控制系统中，为了实现远程监控和操作，需要建立通信网络。当控制现场与监控中心距离较远，且对通信的实时性和可靠性要求较高时，以下哪种通信方式是较为理想的选择？（）A.以太网B.无线通信C.现场总线D.卫星通信18、在计算机控制技术中，关于控制系统的绿色发展理念，以下选项错误的是：（）A.控制系统的设计和运行应考虑资源节约和环境友好，减少能源消耗和废弃物排放B.采用高效的控制算法和节能设备，实现可持续发展的目标C.绿色发展理念只适用于大型工业控制系统，对小型控制系统不重要D.推动控制系统的绿色发展需要政策引导、技术创新和公众意识的提高19、对于计算机控制系统中的系统辨识（SystemIdentification）技术，以下说法不准确的是（）A.系统辨识是通过输入输出数据来建立系统的数学模型B.可以采用时域辨识方法或频域辨识方法C.系统辨识的结果可以用于控制器的设计和系统性能的评估D.系统辨识能够准确地获得系统的真实模型，无需进行任何假设和简化20、计算机控制系统中的数字信号处理技术用于对采集到的信号进行分析和处理。例如，通过滤波去除噪声、通过频谱分析提取有用信息等。在一个音频处理系统中，需要对声音信号进行降噪和增强。以下关于数字信号处理在计算机控制中的应用，错误的是：（）A.数字信号处理可以提高信号的质量和可靠性B.快速傅里叶变换（FFT）是数字信号处理中常用的算法之一C.数字信号处理的算法越复杂，效果就越好D.数字信号处理需要考虑硬件的计算能力和实时性要求二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述计算机控制系统的可靠性设计方法。2、（本题5分）解释交通信号灯控制系统的工作原理。3、（本题5分）解释鲁棒控制器在实际系统中的性能表现。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个计算机控制的声音强度控制系统，使声音强度在0-120dB范围内可调节，误差小于±2dB。2、（本题5分）针对一个石油化工厂的精馏塔，设计其温度和液位的控制系统。3、（本题5分）利用计算机控制，设计一个水泥厂生料配料比例自动控制系统。4、（本题5分）针对一个制药厂的药品生产过