重庆工程职业技术学院《系统建模与仿真》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《系统建模与仿真》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、在计算机控制的机器人系统中，为了实现精确的轨迹规划和运动控制，需要对机器人的动力学模型进行分析。当机器人的关节数量较多，且运动复杂时，以下哪种建模方法能够更有效地描述其运动特性？（）A.拉格朗日方程B.牛顿-欧拉方程C.凯恩方程D.以上都不是2、在计算机控制的印刷电路板（PCB）制造过程中，钻孔精度和速度的控制直接影响产品质量和生产效率。当需要在不同厚度和材质的PCB上进行高精度钻孔时，以下哪种控制方式更能保证钻孔质量和效率？（）A.数控系统控制，结合刀具补偿B.手动控制，依靠工人经验C.开环控制，不进行反馈调节D.随机控制，不考虑钻孔参数3、在计算机控制系统的实时操作系统选择中，以下关于其特点和考虑因素的描述，哪一项是正确的？（）A.实时操作系统具有任务调度的及时性、确定性和可靠性等特点。在选择实时操作系统时，需要考虑系统的硬实时或软实时要求、任务数量和优先级、内存管理、中断响应时间等因素。合适的实时操作系统能够保障计算机控制系统的实时性能B.实时操作系统的选择对计算机控制系统的性能影响不大，可以随意选择C.任何通用操作系统都可以作为计算机控制系统的实时操作系统，不需要专门的实时操作系统D.一旦选择了实时操作系统，就不能再更换或升级4、在计算机控制技术中，关于控制系统的可靠性设计，以下描述错误的是：（）A.可靠性设计包括硬件冗余、软件容错、故障检测与诊断等方面，以提高系统的可靠性B.采用冗余技术可以在关键部件出现故障时，自动切换到备份部件，保证系统的正常运行C.软件容错技术通过错误处理程序和恢复机制，使系统在软件故障时能够继续工作D.只要在设计阶段考虑了可靠性因素，系统在运行过程中就不会出现任何故障5、关于计算机控制系统中的智能传感器（IntelligentSensor），以下描述错误的是（）A.智能传感器具有自诊断、自校准、数字通信等功能B.它能够提高测量的精度和可靠性，减少系统的误差C.智能传感器的使用会增加系统的成本和复杂性，因此应尽量避免使用D.智能传感器可以与计算机控制系统无缝集成，实现智能化的数据采集和处理6、关于计算机控制系统中的实时数据库管理，以下对于其作用和特点的描述，哪一项是恰当的？（）A.实时数据库用于存储和管理系统运行过程中的实时数据，具有数据采集快速、存储高效、查询灵活等特点，能够为控制决策提供及时准确的数据支持，保证系统的实时性和可靠性B.实时数据库与普通数据库没有区别，不需要特殊的管理和处理C.实时数据库只适用于大型控制系统，小型系统不需要使用D.实时数据库管理复杂，维护成本高，不如使用文件存储数据7、在计算机控制的物流分拣系统中，需要对包裹进行快速准确的分类和输送。当包裹的形状、大小和重量差异较大时，以下哪种识别和分拣技术能够提高系统的工作效率和准确性？（）A.条码识别B.图像识别C.射频识别D.以上都是8、在计算机控制技术的智能家居系统中，关于环境监测和设备控制的实现方式，以下哪一种描述是最符合实际的？（）A.通过部署各种传感器（如温度、湿度、光照、烟雾等传感器）采集环境数据，利用微控制器或嵌入式系统进行数据处理和分析，然后根据设定的规则或用户的指令，通过智能插座、继电器等控制设备实现对家电、照明等的自动控制B.智能家居系统的环境监测和设备控制主要依赖于云服务器的计算和决策能力，本地设备只负责数据采集和传输C.智能家居系统中的设备控制通常采用集中式控制架构，所有设备的控制信号都由一个中央控制器统一发送D.为了降低成本和复杂性，智能家居系统可以忽略环境监测功能，只实现基本的设备控制9、在计算机控制的工业机器人焊接系统中，为了保证焊接质量和效率，需要对焊接电流、电压和焊接速度等参数进行精确控制。当焊接对象的材质和形状发生变化时，以下哪种控制策略能够快速调整焊接参数，适应不同的焊接需求？（）A.基于经验的控制B.基于模型的控制C.智能控制D.手动控制10、在计算机局域网组建中，关于网络拓扑结构的选择，以下描述不准确的是：（）A.总线型拓扑结构中，所有节点都连接在一条总线上，易于扩展，但故障诊断和隔离较困难B.星型拓扑结构以中心节点为核心，连接其他节点，具有易于管理和故障隔离的优点，但中心节点故障可能导致整个网络瘫痪C.环型拓扑结构中，节点依次连接形成环形，数据沿一个方向传输，传输效率高，但某个节点故障会影响整个网络D.树型拓扑结构是星型拓扑的扩展，层次清晰，适用于大型网络，但结构复杂，成本较高，且对根节点的依赖性强，根节点一旦出现故障，整个网络将无法正常工作11、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12、在计算机控制系统的信号调理电路中，以下关于其作用和类型的描述，不正确的是哪一项？（）A.信号调理电路的作用是将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、隔离等处理，使其满足A/D转换器的输入要求B.放大电路可以提高信号的幅度，使其能够被准确测量；滤波电路用于去除信号中的噪声和干扰；隔离电路用于防止信号之间的串扰和共模干扰C.信号调理电路可以分为模拟信号调理电路和数字信号调理电路，分别适用于不同类型的信号和系统D.信号调理电路的性能对系统的测量精度和稳定性没有影响，只要能够将信号转换为合适的形式即可13、在计算机控制技术中的PID控制器参数整定，比如要为一个温度控制系统整定PID参数，以下哪种方法是较为实用且有效的？（）A.盲目尝试不同的参数组合，效率低下B.采用Ziegler-Nichols经验公式法，根据系统的开环阶跃响应特性来初步确定PID参数，然后通过实验和调整来优化参数，以达到满意的控制效果C.完全依赖自动整定工具，不理解原理D.不进行参数整定，使用默认参数14、在计算机控制系统的软件设计中，以下关于实时操作系统的作用和特点，哪一项是不正确的？（）A.实时操作系统能够保证系统在规定的时间内完成对外部事件的响应和处理，满足系统的实时性要求B.它提供了任务调度、内存管理、中断处理等功能，为应用程序的开发提供了一个稳定、高效的运行环境C.实时操作系统通常具有较小的内核和较低的资源占用，以确保系统能够快速启动和运行D.实时操作系统不支持多任务处理，只能按照顺序依次执行任务，无法满足复杂系统的需求15、在计算机控制技术中，关于控制系统的性能指标，以下哪种描述最为全面且准确？（）A.控制系统的性能指标仅仅包括稳定性，只要系统稳定，性能就良好B.性能指标主要涵盖了稳定性、快速性和准确性，其中稳定性是指系统在受到干扰后能够恢复到平衡状态，快速性反映系统的响应速度，准确性则体现系统输出与期望值的接近程度C.控制系统的性能指标只有快速性重要，因为快速响应能满足大多数实际需求D.准确性是唯一关键的性能指标，其他指标相对次要16、在计算机控制的半导体制造工艺中，需要对温度、气体流量、压力等多个工艺参数进行高精度控制。当工艺要求不断提高，对控制精度的要求达到亚微米级别时，以下哪种先进控制技术能够满足需求？（）A.预测控制B.滑模控制C.自抗扰控制D.以上都是17、在计算机控制的化工生产过程中，需要对多个反应釜的温度、压力等参数进行精确控制。当生产工艺发生变化，需要对控制系统进行重新调整时，以下哪种控制参数整定方法能够更快地找到最优的控制参数？（）A.试凑法B.临界比例度法C.衰减曲线法D.以上都是18、对于计算机控制系统的人机交互界面设计，假设要设计一个操作方便、直观的界面供操作人员使用，以下哪个方面是需要着重考虑的？（）A.界面布局混乱，操作复杂B.信息的清晰展示、操作的便捷性和反馈的及时性，界面应能够清晰地呈现系统状态和控制参数，操作按钮易于理解和操作，同时系统应能够及时响应操作人员的操作并给出反馈C.只注重界面美观，忽略功能D.不考虑操作人员的需求，自行设计19、对于一个计算机控制的自动化生产线升级项目，需要在现有设备的基础上进行改造和优化。在评估可行性和制定方案时，以下哪个因素是首要考虑的？（）A.新设备与现有设备的兼容性B.升级成本和预期收益C.技术的先进性和成熟度D.对生产流程的影响和调整难度20、在计算机控制系统的先进控制技术中，以下关于预测控制的特点和优势，哪种说法是不准确的？（）A.预测控制基于模型预测未来的输出，并通过优化算法计算最优的控制输入，能够有效地处理具有约束和时滞的系统B.它能够充分利用系统的过去、现在和未来的信息，对系统的动态性能进行预测和优化，提高控制品质C.预测控制算法复杂，计算量大，对模型的精度要求高，因此在实际应用中受到一定的限制D.预测控制适用于多变量、强耦合的复杂工业过程控制，在石油化工、电力等行业得到了广泛的应用二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述计算机控制在电力系统中的应用。2、（本题5分）说明非线性系统的稳定性判别方法。3、（本题5分）说明如何应对预测控制中的模型失配问题。4、（本题5分）解释数字控制器的设计方法。5、（本题5分）简述计算机控制在智能空气净化器中的应用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）针对一个污水处理厂的生物处理过程，设计其溶解氧和酸碱度的控制系统。2、（本题5分）针对一个水泥厂的熟料库，设计其库存管理和卸料控制的系统。3、（本题5分）设计一个基于计算机的光照强度变化率控制系统，控制光照强度变化率。4、（本题5分）设计一个计算机控制的液体浓度分布控制系统，控制液体浓度在容器内的分布。5、（本题5分）为一个自动化仓库的货架存储优化设计控制系统。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采样过程和保持过程。阐述采样定理的内涵及其在保证系统性能方面的关键作用，分析零阶保持器对系统性能的影响，包括相位滞后、频率特性改变等。结合实际的工业控制应用，说明如何合理选