宿州学院《线性系统理论》2023-2024学年第二学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页宿州学院《线性系统理论》

2023-2024学年第二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1分，共20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、在计算机控制系统的算法优化方面，以下关于其目的和方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.算法优化的目的是提高系统的控制性能、降低计算复杂度、减少资源占用，以满足实时性和高效性的要求B.常见的算法优化方法包括代码优化、数据结构优化、算法改进、并行计算等C.算法优化只需要考虑计算效率，不需要考虑算法的稳定性和准确性D.在进行算法优化时，需要综合考虑系统的性能、成本和可实现性等因素，选择合适的优化方案2、在计算机控制技术的自适应控制中，以下关于其原理和应用范围的描述，哪一个是恰当的？（）A.自适应控制能够根据系统的运行情况和环境变化自动调整控制器的参数。其原理包括模型参考自适应控制、自校正控制等。自适应控制适用于具有时变特性、不确定性的系统，如航空航天、工业过程控制等领域，能够提高系统的鲁棒性和适应性B.自适应控制效果不稳定，不应该在重要的控制系统中应用C.自适应控制只适用于简单的线性系统，对复杂系统无效D.自适应控制的原理复杂，难以理解和实现，不具有实际应用价值3、计算机控制技术在工业自动化领域有着广泛的应用。以下关于工业自动化中的计算机控制的描述，哪一项是错误的？（）A.可以实现生产过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量B.能够对生产设备进行实时监测和故障诊断，减少停机时间和维修成本C.计算机控制系统可以完全取代人工操作，不需要人的干预和管理D.可以根据市场需求灵活调整生产工艺和参数，实现个性化定制生产4、关于计算机控制系统的自适应控制（AdaptiveControl），以下说法不准确的是：（）A.自适应控制能够根据系统的运行情况和环境变化自动调整控制参数B.模型参考自适应控制和自校正控制是常见的自适应控制方法C.自适应控制适用于系统参数变化较大或存在不确定性的情况D.自适应控制不需要对系统进行建模，只依靠输入输出数据就能实现控制5、在计算机控制系统中，数字控制器的设计是关键环节之一。关于数字控制器的设计方法，以下描述不正确的是（）A.模拟化设计方法是先将连续的被控对象模型离散化，然后按照离散系统的设计方法进行控制器设计B.数字化设计方法直接在离散域进行控制器的设计，无需进行模型的离散化处理C.无论是模拟化设计方法还是数字化设计方法，都需要考虑系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标D.数字控制器的设计方法非常简单，不需要掌握复杂的数学知识和控制理论6、在计算机控制系统的系统集成与协同控制方面，以下哪种挑战是最常见的？（）A.不同子系统之间的通信协议不一致，难以实现数据交换和协同工作B.各个子系统的性能都很优秀，不存在协同控制的问题C.系统集成只需要将硬件连接起来，软件不需要进行整合D.协同控制不需要考虑系统的整体性能和优化目标7、在计算机控制的汽车电子系统中，如发动机管理系统、制动系统等，需要保证系统在各种恶劣环境下的稳定工作。以下哪种可靠性设计方法是常用的？（）A.降额设计，降低元器件的工作应力B.冗余设计，增加备份部件C.故障树分析（FTA），预测和预防故障D.以上方法都是8、在计算机控制技术中，智能控制算法的应用越来越广泛。模糊控制、神经网络控制、专家系统等为解决复杂的控制问题提供了新的思路。例如，在一个智能机器人的运动控制系统中，可以采用模糊控制来实现对机器人的灵活控制。以下关于智能控制算法的说法，不正确的是：（）A.智能控制算法具有自学习、自适应的能力，能够应对系统的不确定性B.智能控制算法的计算复杂度通常较高，对硬件要求较高C.智能控制算法不需要基于系统的数学模型，完全依靠数据驱动D.智能控制算法在实际应用中已经完全取代了传统的控制算法9、对于一个计算机控制的船舶自动驾驶系统，需要应对复杂的海洋环境和多变的航行条件。以下哪种传感器和导航技术的组合是至关重要的？（）A.全球定位系统（GPS）、惯性导航系统和雷达B.声纳、电子海图和风速传感器C.罗盘、测深仪和卫星通信设备D.以上组合综合运用10、在计算机控制系统的PID控制器参数整定中，以下关于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正确的是哪一项？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一种基于系统开环阶跃响应的经验整定方法，通过实验获取系统的特性参数，然后计算出PID控制器的参数B.该方法简单易行，适用于许多工业过程控制，但对于一些复杂系统或具有特殊要求的系统，可能无法得到理想的控制效果C.Ziegler-Nichols整定方法考虑了系统的稳定性、快速性和准确性等性能指标，能够提供一组较为合理的初始参数D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的参数，就不需要再进行调整和优化，系统就能达到最佳控制效果11、在计算机控制系统的人机交互界面（Human-ComputerInteractionInterface）设计中，以下叙述不正确的是（）A.人机交互界面应该具有友好的操作方式、清晰的信息显示和及时的反馈B.考虑用户的使用习惯和需求，提高界面的易用性和可操作性C.美观的界面设计比功能的实用性更重要，能够吸引用户的注意力D.可以采用触摸屏、键盘、鼠标等多种输入方式，满足不同用户的需求12、有关计算机控制系统中的智能控制算法，以下哪种说法是比较合理的？（）A.智能控制算法如遗传算法、蚁群算法、粒子群优化算法等在控制系统中展现出了强大的优化和自适应能力。它们能够处理复杂的优化问题和不确定的系统环境，为控制器的参数整定和系统的优化提供了新的思路和方法B.智能控制算法过于理论化，在实际的计算机控制系统中难以应用C.智能控制算法只适用于高端的计算机控制系统，对于一般的系统没有必要D.智能控制算法可以替代传统的控制算法，完全不需要传统控制的知识13、计算机控制系统中的网络通信技术实现了系统各部分之间的数据传输和信息共享。以下关于网络通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.现场总线是一种应用于工业控制领域的网络通信技术，具有实时性、可靠性和开放性等特点B.工业以太网在工业控制中的应用越来越广泛，它结合了以太网的高速传输和工业控制的实时性要求C.无线网络通信技术为移动设备和远程监控提供了便利，但存在信号不稳定和安全性等问题D.网络通信协议的选择对系统的性能没有影响，任何一种协议都可以满足控制要求14、在计算机控制系统的嵌入式系统（EmbeddedSystem）应用中，以下描述不准确的是（）A.嵌入式系统是将计算机技术嵌入到设备中，实现特定功能的专用计算机系统B.具有体积小、功耗低、实时性强等特点C.嵌入式系统在消费电子、汽车电子、工业控制等领域得到广泛应用D.嵌入式系统的开发难度较低，不需要专业的知识和技能15、在计算机控制技术中，网络通信技术的应用使得控制系统更加智能化和分布式。工业以太网、现场总线等技术为控制系统的数据传输提供了高效的通道。例如，在一个汽车生产车间的自动化控制系统中，各个工位的设备通过网络进行通信和协同工作。以下关于网络通信在计算机控制中的说法，不准确的是：（）A.网络通信的实时性和可靠性对于控制系统的性能至关重要B.不同的网络通信协议适用于不同的控制场景，需要根据需求进行选择C.网络通信技术可以实现远程监控和诊断，方便系统的维护和管理D.只要网络带宽足够大，就能够满足计算机控制系统的通信需求，无需考虑其他因素16、在计算机控制技术中，系统的仿真和测试是必不可少的环节。以下关于系统仿真和测试的描述，哪一项是错误的？（）A.仿真可以在实际系统构建之前，对系统的性能进行预测和评估，降低开发成本和风险B.测试可以验证系统的功能和性能是否满足设计要求，发现潜在的问题C.可以使用数学模型和仿真软件进行系统的离线仿真，也可以在实际硬件上进行在线测试D.系统的仿真和测试结果总是准确可靠的，能够完全反映系统在实际运行中的情况17、计算机控制系统的抗干扰技术对于保证系统的稳定运行至关重要。关于抗干扰技术，以下描述不正确的是（）A.干扰可以分为内部干扰和外部干扰，内部干扰主要来自系统内部的电路噪声和电磁辐射，外部干扰主要来自电源波动、空间电磁辐射和信号线引入的干扰等B.硬件抗干扰技术包括滤波、屏蔽、接地、隔离等方法，可以有效地抑制干扰信号的传播C.软件抗干扰技术包括数字滤波、指令冗余、软件陷阱等方法，可以提高系统的可靠性D.只要采用了先进的硬件设备和软件算法，就可以完全消除系统中的干扰，无需采取其他措施18、在计算机控制技术中，分布式控制系统（DCS）具有独特的优势。它将控制功能分散到多个节点，通过网络进行通信和协调。例如，在一个大型发电厂的控制系统中，采用DCS可以实现对各个机组和设备的集中管理和分散控制。以下关于分布式控制系统的说法，错误的是：（）A.DCS能够提高系统的可靠性和灵活性，便于系统的扩展和升级B.分布式控制系统中的节点之间不需要进行数据同步，各自独立运行C.网络通信的稳定性对于DCS的性能至关重要D.DCS的开发和维护成本相对较高19、对于计算机控制系统中的网络通信技术，以下关于其特点和应用的描述，不正确的是哪一项？（）A.网络通信技术可以实现计算机控制系统中各个节点之间的数据交换和资源共享，提高系统的灵活性和可扩展性B.现场总线是一种应用于工业现场的网络通信技术，具有实时性强、可靠性高、开放性好等特点，广泛应用于工业自动化领域C.以太网作为一种通用的网络技术，也逐渐应用于计算机控制系统中，但在实时性和确定性方面不如专用的现场总线D.无线网络通信技术在计算机控制系统中的应用受到限制，主要是因为其传输速度慢、稳定性差、安全性低20、在计算机控制系统的故障诊断（FaultDiagnosis）方面，以下描述不正确的是：（）A.故障诊断是指及时发现并确定系统中出现的故障类型和位置B.可以通过硬件自检测、软件诊断算法、专家系统等方法进行故障诊断C.故障诊断的目的是为了及时采取措施修复故障，保证系统的正常运行D.只有在系统出现明显故障症状时才需要进行故障诊断，平时不需要进行监测二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释电力系统的频率和电压控制方法。2、（本题5分）说明PID控制器在校正中的应用。3、（本题5分）解释计算机控制系统中的无模型控制技术。4、（本题5分）说明计算机控制在核能发电中的应用。5、（本题5分）说明如何绘制根轨迹图。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个智能家居的智能窗户风雨感应自动关闭控制系统。2、（本题5分）设计一个计算机控制的颜色控制系统，能够精确控制RGB颜色值，误差在±5以内。3、（本题5分）设计一个计算机控制的流量变化速度调节系统，实现流量变化速度的精确控制。4、（本题5分）设计一个计算机控制的压力分布调节系统，调节空间压力的分布。5、（本题5分）为一个数控机床的刀具交换系统设计自动控制程序。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨计算机控制系统中的节