站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共2頁鄭州軌道工程職業(yè)學(xué)院《自動控制理論》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、計算機(jī)控制系統(tǒng)中的運動控制技術(shù)在機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于運動控制技術(shù)的描述，錯誤的是（）A.運動控制技術(shù)包括位置控制、速度控制和加速度控制等方面B.可以實現(xiàn)精確的軌跡規(guī)劃和運動控制，滿足各種復(fù)雜的運動需求C.運動控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，沒有進(jìn)一步提高的空間D.與傳感器技術(shù)和智能控制算法相結(jié)合，提高運動控制的精度和穩(wěn)定性2、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r性是重要的考慮因素。當(dāng)需要在一個分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)中實現(xiàn)多個節(jié)點之間的高速、實時數(shù)據(jù)傳輸時，以下哪種通信協(xié)議更適合？（）A.CAN總線協(xié)議，具有高可靠性和實時性B.Ethernet以太網(wǎng)協(xié)議，廣泛應(yīng)用但實時性一般C.Wi-Fi無線協(xié)議，方便但易受干擾D.藍(lán)牙協(xié)議，適用于短距離通信但速度較慢3、在計算機(jī)控制的醫(yī)療設(shè)備中，如輸液泵、呼吸機(jī)等，需要保證控制的精度和安全性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時，以下哪種報警和保護(hù)機(jī)制能夠及時有效地保障患者的生命安全？（）A.聲光報警B.自動停機(jī)C.緊急呼叫D.以上都是4、在計算機(jī)控制的自動化生產(chǎn)線中，為了保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，通常會采用冗余技術(shù)。當(dāng)關(guān)鍵的控制器出現(xiàn)故障時，以下哪種冗余方式能夠最快地實現(xiàn)無縫切換，確保生產(chǎn)不受影響？（）A.硬件冗余B.軟件冗余C.信息冗余D.時間冗余5、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的實時操作系統(tǒng)選擇，在評估其是否適用于特定的控制任務(wù)時，以下哪一個因素是最為重要的？（）A.實時操作系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度算法、中斷響應(yīng)時間、內(nèi)存管理機(jī)制等性能指標(biāo)，以及對硬件的支持和可擴(kuò)展性，決定了其能否滿足控制任務(wù)對實時性和可靠性的要求B.實時操作系統(tǒng)的用戶界面友好程度和開發(fā)工具的易用性，對于開發(fā)人員的工作效率有很大影響C.實時操作系統(tǒng)的價格和許可證費用，對于項目的成本控制至關(guān)重要D.實時操作系統(tǒng)的市場占有率和流行程度，反映了其可靠性和穩(wěn)定性6、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的滯后補(bǔ)償（Dead-timeCompensation）技術(shù)，以下說法不準(zhǔn)確的是（）A.滯后現(xiàn)象會降低系統(tǒng)的控制性能，需要進(jìn)行補(bǔ)償B.可以采用史密斯預(yù)估器（SmithPredictor）等方法來補(bǔ)償滯后C.滯后補(bǔ)償能夠完全消除滯后對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)性能恢復(fù)到無滯后時的水平D.滯后補(bǔ)償?shù)男Ч艿侥Ｐ途群蛥?shù)變化的影響，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化7、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的傳感器和變送器選擇中，以下關(guān)于傳感器和變送器的性能指標(biāo)，哪種說法是不準(zhǔn)確的？（）A.傳感器的性能指標(biāo)包括靈敏度、分辨率、線性度、重復(fù)性、遲滯等，這些指標(biāo)決定了傳感器對被測量的檢測精度和可靠性B.變送器的作用是將傳感器輸出的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號，如4-20mA、0-5V等，其性能指標(biāo)包括精度、穩(wěn)定性、溫度特性等C.在選擇傳感器和變送器時，需要根據(jù)被測量的特點、測量范圍、精度要求、環(huán)境條件等因素綜合考慮，選擇合適的型號和規(guī)格D.傳感器和變送器的性能指標(biāo)越高越好，不需要考慮成本和系統(tǒng)的實際需求，以確保測量的準(zhǔn)確性和可靠性8、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），以下哪種說法是準(zhǔn)確的？（）A.DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不適合中小型企業(yè)使用B.DCS是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、易于擴(kuò)展等特點。它通過網(wǎng)絡(luò)將多個控制節(jié)點連接起來，實現(xiàn)對大型工業(yè)過程的全面監(jiān)控和控制C.DCS已經(jīng)過時，被其他新型控制系統(tǒng)完全取代D.DCS只能用于流程工業(yè)，不能用于離散制造業(yè)9、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的控制器設(shè)計中，以下哪種控制算法在處理復(fù)雜非線性系統(tǒng)時具有優(yōu)勢？（）A.傳統(tǒng)的PID控制算法，因其簡單易用，適用于所有類型的系統(tǒng)B.模糊控制算法，能夠處理難以建立精確數(shù)學(xué)模型的非線性系統(tǒng)，通過模糊推理和規(guī)則庫進(jìn)行控制決策，具有較強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性C.最優(yōu)控制算法，總是能夠在各種情況下提供最優(yōu)的控制性能D.前饋控制算法，單獨使用就可以實現(xiàn)對復(fù)雜非線性系統(tǒng)的完美控制10、在計算機(jī)控制技術(shù)中，虛擬儀器技術(shù)將計算機(jī)與測量儀器相結(jié)合，實現(xiàn)了測量和控制的自動化。例如，通過軟件定義的虛擬示波器可以完成各種信號的測量和分析。以下關(guān)于虛擬儀器技術(shù)的說法，不準(zhǔn)確的是：（）A.虛擬儀器技術(shù)具有靈活性高、成本低、功能強(qiáng)大等優(yōu)點B.虛擬儀器技術(shù)完全取代了傳統(tǒng)的物理儀器，不再需要使用C.虛擬儀器的開發(fā)需要掌握相關(guān)的編程語言和測量原理D.虛擬儀器技術(shù)可以提高測量和控制的效率和精度11、對于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字控制器設(shè)計，當(dāng)考慮采用PID控制算法時，以下關(guān)于其參數(shù)整定方法的描述，哪一項是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.PID參數(shù)的整定可以通過理論計算、實驗試湊或基于模型的方法來實現(xiàn)。實驗試湊法雖然簡單直觀，但需要反復(fù)調(diào)試，耗費時間；基于模型的方法則需要準(zhǔn)確的系統(tǒng)模型，否則難以得到理想的參數(shù)B.PID控制算法的參數(shù)整定只需根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定一組固定的值，無需根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況進(jìn)行調(diào)整，因為其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性C.PID參數(shù)整定的關(guān)鍵在于使系統(tǒng)的響應(yīng)速度最快，而不必考慮超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)誤差，只要能快速達(dá)到設(shè)定值即可D.數(shù)字控制器設(shè)計中應(yīng)盡量避免使用PID控制算法，因為其過于老舊，有許多更先進(jìn)的控制算法可以替代，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等12、關(guān)于計算機(jī)控制系統(tǒng)中的分布式控制（DistributedControl）系統(tǒng)，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.分布式控制系統(tǒng)由多個分散的控制節(jié)點組成，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和協(xié)調(diào)B.它具有靈活性高、可靠性強(qiáng)、易于擴(kuò)展等優(yōu)點C.分布式控制系統(tǒng)中的各個節(jié)點具有相對獨立的控制功能，但又相互協(xié)作完成系統(tǒng)的整體控制任務(wù)D.分布式控制系統(tǒng)的實現(xiàn)非常簡單，不需要考慮網(wǎng)絡(luò)延遲、數(shù)據(jù)同步等問題13、在計算機(jī)控制的機(jī)器人系統(tǒng)中，軌跡規(guī)劃是實現(xiàn)精確運動控制的關(guān)鍵。當(dāng)要求機(jī)器人在有限的時間內(nèi)從起始點以最短路徑到達(dá)目標(biāo)點，并避開障礙物時，以下哪種軌跡規(guī)劃算法更適用？（）A.直線插補(bǔ)算法，簡單直接B.圓弧插補(bǔ)算法，適用于曲線運動C.多項式插補(bǔ)算法，可靈活設(shè)定運動曲線D.隨機(jī)生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化14、在計算機(jī)控制技術(shù)的運動控制領(lǐng)域，關(guān)于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的控制特點和適用范圍，以下哪種描述是恰當(dāng)?shù)?？（）A.步進(jìn)電機(jī)控制簡單、成本低，適用于對精度要求不高的開環(huán)控制系統(tǒng)；伺服電機(jī)精度高、響應(yīng)快，適用于對性能要求較高的閉環(huán)控制系統(tǒng)B.步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)控制方式相同，適用范圍也沒有明顯區(qū)別C.伺服電機(jī)成本低、維護(hù)方便，因此在大多數(shù)運動控制場景中優(yōu)先選擇D.步進(jìn)電機(jī)精度高、速度快，比伺服電機(jī)更適合復(fù)雜的運動控制任務(wù)15、在計算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，選擇合適的控制器類型和參數(shù)對于系統(tǒng)性能的優(yōu)化起著關(guān)鍵作用。當(dāng)面對一個具有大滯后特性的被控對象，要求系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度和較小的超調(diào)量時，以下哪種控制器更有可能滿足要求？（）A.PID控制器，通過比例、積分和微分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)B.模糊控制器，基于模糊邏輯和規(guī)則推理C.智能優(yōu)化算法控制器，如遺傳算法優(yōu)化的控制器D.隨機(jī)選擇一種控制器，不考慮被控對象的特性二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的消防監(jiān)控控制。2、（本題5分）說明計算機(jī)控制系統(tǒng)中的安防監(jiān)控控制。3、（本題5分）簡述計算機(jī)控制在智能停車場中的應(yīng)用。4、（本題5分）說明計算機(jī)控制在玻璃制造中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入探討計算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)。解釋數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)算法、位置控制和刀具補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)。討論如何通過計算機(jī)控制系統(tǒng)提高數(shù)控機(jī)床的加工精度和效率。2、（本題5分）模糊控制作為一種智能控制方法，在計算機(jī)控制中具有獨特的優(yōu)勢。請深入論述模糊控制的基本原理和組成部分，包括模糊化、模糊推理和解模糊化的過程。分析模糊控制規(guī)則的建立方法和如何根據(jù)實際系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)合具體的應(yīng)用場景，如溫度控制、速度控制等，說明模糊控制與傳統(tǒng)控制方法相比的優(yōu)點和局限性，并探討如何將模糊控制與其他控制策略相結(jié)合，以提高系統(tǒng)的控制性能。3、（本題5分）詳細(xì)分析計算機(jī)控制系統(tǒng)中的非線性控制系統(tǒng)的控制方法，包括反饋線性化、滑?？刂?、自適應(yīng)模糊控制等。闡述非線性系統(tǒng)的特點和建模挑戰(zhàn)，討論各種非線性控制方法的原理和適用范圍。結(jié)合一個具有非線性特性的機(jī)械系統(tǒng)，說明如何選擇合適的控制方法并進(jìn)行控制器設(shè)計。4、（本題5分）詳細(xì)論述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的智能控制在物流自動化中的應(yīng)用，分析如何通過智能控制實現(xiàn)倉儲管理、運輸調(diào)度等環(huán)節(jié)的優(yōu)化。5、（本題5分）全面論述計算機(jī)控制系統(tǒng)中的數(shù)字孿生技術(shù)在控制中的應(yīng)用，解釋數(shù)字孿生的概念和構(gòu)建方法，分析其在系統(tǒng)仿真、預(yù)測和優(yōu)化中的作用。討論數(shù)字孿生與實際控制系統(tǒng)的交互和協(xié)同，結(jié)合一個制造系統(tǒng)的數(shù)