學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共2頁南方醫(yī)科大學《智能控制理論》2024-2025學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、對于計算機控制系統(tǒng)中的傳感器和變送器，以下關于其作用和選型要點的描述，哪一項是正確的？（）A.傳感器用于檢測物理量并將其轉換為電信號，變送器則將電信號放大和標準化，選型時主要考慮測量范圍和精度，對響應時間和穩(wěn)定性要求不高B.傳感器和變送器的作用是將非電量轉換為電量，選型時需要綜合考慮測量范圍、精度、響應時間、穩(wěn)定性、工作環(huán)境等因素，以確保準確可靠地獲取被控對象的信息C.傳感器和變送器在系統(tǒng)中作用不大，隨便選擇即可滿足控制要求D.選型時只需關注價格，選擇價格低廉的傳感器和變送器就能滿足一般控制需求2、關于計算機控制系統(tǒng)中的控制器實現(xiàn)方式，假設要在硬件上實現(xiàn)一個復雜的控制器，以下哪種硬件平臺是常見且高效的？（）A.不選擇合適的硬件平臺，實現(xiàn)效率低B.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA），具有并行處理能力和可定制性，能夠快速實現(xiàn)復雜的邏輯和算法，適用于對速度和性能要求較高的控制器實現(xiàn)C.專用集成電路（ASIC），成本高且靈活性差D.通用微處理器，處理速度可能無法滿足要求3、關于計算機控制系統(tǒng)的虛擬儀器（VirtualInstrument）技術，以下說法錯誤的是：（）A.虛擬儀器是利用計算機軟件和硬件資源實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器功能的技術B.虛擬儀器具有靈活性高、可擴展性強、成本低等優(yōu)點C.虛擬儀器只能用于測量和測試領域，不能用于控制領域D.開發(fā)虛擬儀器需要掌握相關的編程語言和開發(fā)工具4、計算機控制技術在機器人領域的應用不斷拓展。以下關于機器人控制中的計算機技術的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以實現(xiàn)機器人的運動規(guī)劃、軌跡跟蹤和力控制，提高機器人的作業(yè)精度和靈活性B.基于視覺的機器人控制利用計算機視覺技術獲取環(huán)境信息，實現(xiàn)自主導航和避障C.機器人控制系統(tǒng)中的計算機需要具備強大的計算能力和實時響應能力D.機器人控制中的計算機技術只關注機器人的機械運動，不涉及機器人的感知和決策5、計算機控制技術在航空航天領域也有廣泛的應用。例如，飛機的飛行控制系統(tǒng)、衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)等都依賴于計算機控制技術。在這些系統(tǒng)中，對控制精度和可靠性的要求極高。以下關于計算機控制技術在航空航天領域的描述，不正確的是：（）A.微小的控制誤差可能導致嚴重的后果，因此需要高精度的傳感器和執(zhí)行機構B.采用冗余設計可以提高系統(tǒng)的可靠性，保障飛行安全C.航空航天領域的計算機控制系統(tǒng)不需要考慮重量和體積的限制D.先進的控制算法和仿真技術有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低研發(fā)成本6、在計算機控制系統(tǒng)的實時性要求方面，例如在一個高速自動化生產(chǎn)線上的控制應用，以下哪個因素對系統(tǒng)的實時性能影響最為顯著？（）A.不考慮實時性要求，導致生產(chǎn)出錯B.控制器的計算速度和算法復雜度，高效的算法和快速的硬件能夠減少計算時間，確保系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成控制任務C.只關注系統(tǒng)的功能實現(xiàn)，忽略實時性D.不優(yōu)化系統(tǒng)的軟件和硬件，影響實時性能7、計算機控制技術在智能交通系統(tǒng)中發(fā)揮著關鍵作用，如交通信號控制、車輛自動駕駛、智能收費等。例如，通過優(yōu)化交通信號控制可以減少擁堵，提高道路通行能力。以下關于計算機控制技術在智能交通中的描述，正確的是：（）A.智能交通系統(tǒng)中的計算機控制完全依賴于傳感器數(shù)據(jù)，不需要人工干預B.車輛自動駕駛技術已經(jīng)非常成熟，可以完全取代人類駕駛員C.計算機控制技術可以實現(xiàn)交通資源的合理分配和優(yōu)化利用D.智能交通系統(tǒng)的建設不需要考慮與現(xiàn)有交通設施的兼容性8、在計算機控制系統(tǒng)的信號類型中，以下關于模擬信號（AnalogSignal）和數(shù)字信號（DigitalSignal）的描述，錯誤的是：（）A.模擬信號是連續(xù)變化的，其幅值可以取任意值B.數(shù)字信號是離散的，只有有限個特定的取值C.模擬信號在傳輸過程中容易受到噪聲干擾，而數(shù)字信號抗干擾能力強D.數(shù)字信號可以直接通過模擬信道進行傳輸，無需進行任何轉換9、在計算機控制系統(tǒng)的控制器設計中，以下哪種控制算法在處理復雜非線性系統(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)學模型的非線性系統(tǒng)，通過模糊推理和規(guī)則庫進行控制決策，具有較強的魯棒性和適應性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)對復雜非線性系統(tǒng)的完美控制10、在計算機控制的工業(yè)機器人焊接系統(tǒng)中，為了保證焊接質量和效率，需要對焊接電流、電壓和焊接速度等參數(shù)進行精確控制。當焊接對象的材質和形狀發(fā)生變化時，以下哪種控制策略能夠快速調(diào)整焊接參數(shù)，適應不同的焊接需求？（）A.基于經(jīng)驗的控制B.基于模型的控制C.智能控制D.手動控制11、在計算機控制系統(tǒng)的PID控制器參數(shù)整定中，以下關于Ziegler-Nichols整定方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.Ziegler-Nichols整定方法是一種基于系統(tǒng)開環(huán)階躍響應的經(jīng)驗整定方法，通過實驗獲取系統(tǒng)的特性參數(shù)，然后計算出PID控制器的參數(shù)B.該方法簡單易行，適用于許多工業(yè)過程控制，但對于一些復雜系統(tǒng)或具有特殊要求的系統(tǒng)，可能無法得到理想的控制效果C.Ziegler-Nichols整定方法考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性等性能指標，能夠提供一組較為合理的初始參數(shù)D.一旦使用Ziegler-Nichols整定方法得到了PID控制器的參數(shù)，就不需要再進行調(diào)整和優(yōu)化，系統(tǒng)就能達到最佳控制效果12、在計算機控制技術中，先進控制策略不斷涌現(xiàn)。以下關于先進控制策略的描述，哪一項是不正確的？（）A.預測控制通過預測系統(tǒng)未來的輸出，提前采取控制措施，提高控制性能B.自適應控制能夠根據(jù)系統(tǒng)的變化自動調(diào)整控制器的參數(shù)，適應不同的工況C.魯棒控制在系統(tǒng)存在不確定性和干擾的情況下，仍能保持較好的控制效果D.先進控制策略雖然性能優(yōu)越，但計算復雜度高，不適合在實時性要求高的系統(tǒng)中應用13、在計算機控制系統(tǒng)的人機交互界面設計中，以下關于界面布局和操作便捷性的描述，哪一項是正確的？（）A.人機交互界面的布局應簡潔明了，操作流程應符合用戶習慣，提供清晰的反饋和提示信息，以提高用戶的操作效率和滿意度，減少誤操作的可能性B.界面布局和操作便捷性對系統(tǒng)性能影響不大，不需要特別關注C.為了追求美觀，界面布局可以復雜一些，操作流程可以繁瑣一些D.人機交互界面只要功能齊全，不需要考慮用戶體驗14、在計算機控制系統(tǒng)的輸入輸出接口技術中，以下關于并行接口和串行接口的比較，哪一項是不準確的？（）A.并行接口一次可以傳輸多個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度快，但需要較多的數(shù)據(jù)線，適用于短距離、高速的數(shù)據(jù)傳輸B.串行接口一次只傳輸一個比特的數(shù)據(jù)，傳輸速度相對較慢，但只需要少數(shù)幾根數(shù)據(jù)線，適用于長距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸C.并行接口的線路復雜，成本高，抗干擾能力差；串行接口的線路簡單，成本低，抗干擾能力強D.在現(xiàn)代計算機控制系統(tǒng)中，由于串行接口的速度不斷提高，已經(jīng)完全取代了并行接口，不再使用并行接口進行數(shù)據(jù)傳輸15、在計算機控制技術中，關于控制系統(tǒng)的性能指標，以下描述錯誤的是：（）A.常用的性能指標包括穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時間、上升時間等，用于衡量系統(tǒng)的控制效果B.穩(wěn)態(tài)誤差反映了系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時輸出與期望值之間的偏差，超調(diào)量表示系統(tǒng)輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大幅度C.調(diào)節(jié)時間是指系統(tǒng)從受到干擾到重新恢復穩(wěn)定所需的時間，上升時間則是指系統(tǒng)輸出從0上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時間D.這些性能指標是相互獨立的，優(yōu)化一個指標不會對其他指標產(chǎn)生影響二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述約束條件對控制系統(tǒng)設計的影響。2、（本題5分）解釋計算機控制系統(tǒng)中的預測函數(shù)控制。3、（本題5分）說明計算機控制在橡膠生產(chǎn)中的應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細探討計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)機器人控制技術，包括機器人運動學建模、軌跡規(guī)劃和力控制。闡述工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的架構和工作原理，分析不同控制算法在機器人控制中的應用。結合一個工業(yè)機器人的裝配作業(yè)任務，說明如何設計有效的控制策略實現(xiàn)精確的運動和力控制。2、（本題5分）計算機控制系統(tǒng)的節(jié)能控制策略對于降低系統(tǒng)能耗和提高能源利用效率具有重要意義。請深入探討節(jié)能控制的基本原理和方法，如變頻調(diào)速控制、功率因數(shù)校正、負載匹配控制等。分析節(jié)能控制策略在不同類型系統(tǒng)（如電機驅動系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等）中的應用。結合實際的工業(yè)生產(chǎn)或民用設施，說明如何制定和實施節(jié)能控制方案，并討論節(jié)能控制對系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性的影響。3、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的預測函數(shù)控制算法，分析其原理和特點，討論如何在實際系統(tǒng)中應用預測函數(shù)控制提高控制品質。4、（本題5分）深入探討計算機控制系統(tǒng)中的節(jié)能控制策略，分析如何通過優(yōu)化控制算法和設備運行方式，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排。5、（本題5分）全面剖析計算機控制系