燕山大学里仁学院《智能控制理论》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页燕山大学里仁学院《智能控制理论》

2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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、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2、计算机控制系统中的运动控制技术在机器人、数控机床等领域发挥着重要作用。以下关于运动控制技术的描述，错误的是（）A.运动控制技术包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以实现精确的轨迹规划和运动控制，满足各种复杂的运动需求C.运动控制技术的发展已经非常成熟，没有进一步提高的空间D.与传感器技术和智能控制算法相结合，提高运动控制的精度和稳定性3、关于计算机控制系统中的控制器实现方式，假设要在硬件上实现一个复杂的控制器，以下哪种硬件平台是常见且高效的？（）A.不选择合适的硬件平台，实现效率低B.现场可编程门阵列（FPGA），具有并行处理能力和可定制性，能够快速实现复杂的逻辑和算法，适用于对速度和性能要求较高的控制器实现C.专用集成电路（ASIC），成本高且灵活性差D.通用微处理器，处理速度可能无法满足要求4、计算机控制系统中的数字滤波技术可以有效地去除噪声干扰。关于数字滤波技术，以下描述错误的是（）A.常见的数字滤波方法有算术平均值滤波、中值滤波、加权平均值滤波等B.不同的数字滤波方法适用于不同类型的噪声，需要根据实际情况选择合适的滤波方法C.数字滤波可以完全消除噪声，使信号恢复到原始的真实状态D.数字滤波可以在硬件电路中实现，也可以通过软件算法在计算机中实现5、在计算机控制的工业机器人轨迹规划中，如果要求机器人在运动过程中避免与障碍物碰撞，同时优化运动路径，以下哪种方法是有效的？（）A.人工势场法，构建虚拟的势场引导机器人运动B.快速搜索随机树（RRT）算法，随机探索可行路径C.A*算法，寻找最优路径D.以上方法结合使用6、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7、对于计算机控制系统中的远程控制技术，以下哪种实现方式更具安全性？（）A.基于公共网络的远程控制，不进行任何加密和认证B.采用虚拟专用网络（VPN）技术，建立安全的加密通道，结合用户认证和授权机制，确保远程控制数据的保密性、完整性和可用性，提高系统的安全性C.远程控制不需要考虑安全性，方便就行D.只要有密码保护，就可以保证远程控制的安全8、在计算机控制技术中，关于数字控制器的设计方法，以下选项错误的是：（）A.模拟化设计方法是先将连续的被控对象模型离散化，然后基于离散模型设计数字控制器B.直接数字设计方法直接根据系统的性能指标和数字控制器的特点进行设计，无需经过离散化过程C.无论采用哪种设计方法，最终得到的数字控制器都能够精确地实现预期的控制性能，不存在任何误差和限制D.设计数字控制器时，需要考虑系统的稳定性、准确性和快速性等性能指标9、对于计算机控制系统中的软件设计，假设要开发一个复杂的控制程序，以下哪个设计原则是需要优先遵循的？（）A.不遵循任何设计原则，代码混乱B.模块化设计原则，将系统功能分解为独立的模块，便于开发、调试和维护，提高软件的可扩展性和可重用性C.只追求代码的简洁性，忽略功能完整性D.不进行软件架构设计，随意编写代码10、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11、在计算机控制系统的采样过程中，例如要确定合适的采样周期以保证系统性能，以下哪个因素对采样周期的选择影响最大？（）A.不考虑任何因素，随机选择采样周期B.被控对象的动态特性，包括时间常数和自然频率等，采样周期应远小于被控对象的最小时间常数，以准确捕捉系统的变化C.系统的抗干扰性能，采样周期越短，抗干扰能力越强D.只考虑计算机的计算能力，而不考虑系统特性12、关于计算机控制系统中的执行机构，以下哪种描述能够准确反映其作用和特点？（）A.执行机构只是简单地按照控制器的指令动作，对系统性能影响不大B.执行机构负责将控制器的输出信号转换为实际的物理动作，其性能如动态响应、精度、工作范围等直接影响控制系统的控制效果。不同类型的执行机构如电动、气动、液压等，具有各自的特点和适用场景C.执行机构的选择只取决于系统的控制精度要求，其他因素如成本、可靠性可以忽略D.执行机构的工作原理和结构都非常简单，不需要深入了解13、对于计算机控制系统中的智能控制算法，以下关于其在复杂系统中的应用优势和挑战的描述，哪一项是正确的？（）A.智能控制算法如神经网络控制、遗传算法控制等在处理复杂、不确定性系统时具有强大的自适应性和优化能力，但也面临着计算量大、模型训练困难、实时性要求高等挑战B.智能控制算法理论复杂，实际应用效果不佳，不适合在工业控制中使用C.智能控制算法可以完全替代传统控制算法，解决所有控制问题D.智能控制算法只适用于研究领域，在实际工程中难以应用14、计算机控制技术在航空航天领域也有广泛的应用。例如，飞机的飞行控制系统、卫星的姿态控制系统等都依赖于计算机控制技术。在这些系统中，对控制精度和可靠性的要求极高。以下关于计算机控制技术在航空航天领域的描述，不正确的是：（）A.微小的控制误差可能导致严重的后果，因此需要高精度的传感器和执行机构B.采用冗余设计可以提高系统的可靠性，保障飞行安全C.航空航天领域的计算机控制系统不需要考虑重量和体积的限制D.先进的控制算法和仿真技术有助于优化系统性能，降低研发成本15、对于计算机控制系统中的实时数据库，以下关于其功能和特点的描述，不正确的是哪一项？（）A.实时数据库用于存储和管理计算机控制系统中的实时数据，包括测量数据、控制数据、报警数据等B.它能够快速地响应数据的读写请求，保证数据的实时性和一致性，支持多用户并发访问C.实时数据库具有数据压缩、历史数据存储、数据检索和分析等功能，为系统的监控和决策提供支持D.实时数据库与关系数据库没有任何区别，可以使用相同的技术和方法进行设计和管理二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明如何应对飞行器控制中的不确定性。2、（本题5分）简述计算机控制系统中的专家控制方法。3、（本题5分）说明微分控制器的作用和优势。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的汽车电子控制系统，如发动机控制、底盘控制、车身控制等，分析控制算法和技术在提高汽车性能和安全性方面的应用。2、（本题5分）深入研究计算机控制系统中的人机界面（HMI）设计，包括界面布局、图形显示、操作交互和报警处理。阐述HMI设计的原则和用户需求分析方法，讨论如何使用现代图形库和编程语言实现直观、友好的HMI。结合一个生产监控系统的HMI开发实例，说明如何根据用户角色和操作流程设计功能齐全、易于使用的人机交互界面。3、（本题5分）计算机控制系统的稳定性是系统正常运行的关键。请全面论述计算机控制系统稳定性的分析方法，如劳斯判据、根轨迹法等在数字控制系统中的应用。解释如何通过系统的开环传递函数或闭环传递函数来判断稳定性。同时，探讨在存在时延、非线性等因素时，如何分析系统的稳定性，并结合实际案例说明如何采取措施来提高系统的稳定性。4、（本题5分）详细论述计算机控制系统中的非线性系统的控制方法，如反馈线性化、滑模控制等，分析这些方法在处理非线性问题时的有效性和局限性。5、（本题5分）全面剖析计算机控制系统中的