2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——智能決策與智能控制考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在多準則決策問題中，若某個備選方案在所有準則下表現(xiàn)都相對最差，則該方案通常被稱為（）。A.理想解B.非劣解C.帶權(quán)向量解D.最劣解2.決策樹分析方法主要適用于（）類型的決策問題。A.確定型B.風(fēng)險型C.不確定型D.知識型3.系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的矩陣形式為(x?=Ax+Bu,y=Cx+Du)，其中矩陣A代表（）。A.控制輸入B.狀態(tài)反饋C.系統(tǒng)動態(tài)特性D.觀測噪聲4.在經(jīng)典控制理論中，通過調(diào)整PID控制器的參數(shù)來改變系統(tǒng)性能，主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)的魯棒性B.改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應(yīng)C.實現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)觀測D.消除系統(tǒng)的非線性5.使線性定常系統(tǒng)的所有極點都具有負實部，系統(tǒng)即（）。A.漸近穩(wěn)定B.等幅振蕩C.不穩(wěn)定D.有靜差6.模糊控制器的設(shè)計核心在于（）。A.狀態(tài)方程的建立B.模糊規(guī)則的制定C.傳遞函數(shù)的求解D.PID參數(shù)的整定7.遺傳算法在智能控制中的應(yīng)用，主要優(yōu)勢在于其（）。A.全局搜索能力強B.計算速度快C.易于實現(xiàn)并行處理D.對噪聲不敏感8.下列方法中，不屬于智能決策方法的是（）。A.層次分析法B.貝葉斯網(wǎng)絡(luò)C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)D.線性規(guī)劃9.在智能控制系統(tǒng)中，自適應(yīng)控制的主要目的是（）。A.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度B.適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的變化或環(huán)境的變化C.降低系統(tǒng)的功耗D.增加系統(tǒng)的輸入維度10.將模糊邏輯控制理論應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計，主要利用了模糊邏輯的（）特點。A.精確性B.魯棒性C.模糊性D.并行處理能力二、填空題（每空2分，共15分。請將答案填在橫線上）1.決策分析的基本要素包括決策者、______、決策方案、決策后果和決策環(huán)境。2.根據(jù)決策問題的性質(zhì)，可以將決策問題分為確定型決策、______決策、不確定型決策和風(fēng)險型決策。3.狀態(tài)空間法的優(yōu)點是便于利用______進行系統(tǒng)分析，并能處理多輸入多輸出系統(tǒng)。4.頻域分析法主要利用系統(tǒng)的______和相頻特性來分析系統(tǒng)的性能。5.模糊控制的核心思想是用______語言描述系統(tǒng)的控制規(guī)則，并用模糊推理進行控制決策。6.遺傳算法的基本操作包括選擇、______和變異。三、簡答題（每小題5分，共25分。請簡要回答下列問題）1.簡述多準則決策分析（MCDA）的基本步驟。2.簡述經(jīng)典控制理論中根軌跡法的核心思想。3.簡述狀態(tài)觀測器的基本原理及其作用。4.簡述模糊控制的主要優(yōu)點及其應(yīng)用領(lǐng)域。5.簡述智能控制的主要特點及其與傳統(tǒng)控制的區(qū)別。四、計算題（每小題10分，共30分。請寫出詳細的計算過程）1.某決策問題有三個備選方案A、B、C和四個評價準則U1、U2、U3、U4，各方案的評價值及準則的權(quán)重如下表所示（表中數(shù)據(jù)為規(guī)范化后的相對值）：方案\準則|U1|U2|U3|U4---|---|---|---|---A|0.8|0.7|0.9|0.6B|0.6|0.9|0.7|0.8C|0.7|0.6|0.8|0.9準則權(quán)重分別為w1=0.2,w2=0.3,w3=0.3,w4=0.2。試用簡單加權(quán)法計算各方案的評價值，并比較優(yōu)劣。2.已知某線性定常系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為G(s)=2/(s^2+3s+2)。試用勞斯判據(jù)判斷該系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)方程為x?=[-11;-2-3]x+u，其中u為控制輸入。設(shè)計一個狀態(tài)觀測器，使其極點為-2±j2。五、綜合應(yīng)用題（10分）已知某溫度控制系統(tǒng)，被控對象可近似用一階慣性環(huán)節(jié)描述，傳遞函數(shù)為Gp(s)=1/(10s+1)。設(shè)計一個模糊控制器對該系統(tǒng)進行控制，要求系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能和較強的魯棒性。請簡述設(shè)計思路，包括模糊控制器結(jié)構(gòu)的選擇、輸入輸出論域及模糊集的劃分、模糊規(guī)則的制定等關(guān)鍵步驟。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.A6.B7.A8.D9.B10.C二、填空題1.決策備選方案2.風(fēng)險型3.小型計算機或計算機4.頻率特性5.模糊6.交叉三、簡答題1.多準則決策分析的基本步驟包括：確定決策目標、識別決策備選方案、建立評價準則體系、確定各準則的權(quán)重、構(gòu)建決策矩陣、選擇合適的決策方法進行評價、對評價結(jié)果進行分析和解釋。2.根軌跡法是經(jīng)典控制理論中的一種圖解分析方法，其核心思想是基于系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的極點和零點，通過系統(tǒng)參數(shù)的變化，繪制出閉環(huán)系統(tǒng)根（特征方程的根）在復(fù)平面上的運動軌跡，從而分析系統(tǒng)的性能。3.狀態(tài)觀測器是一種利用系統(tǒng)的輸入輸出信息，構(gòu)造一個與被控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相似但狀態(tài)不同的動態(tài)系統(tǒng)，用以估計被控系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的一種裝置。其作用是當系統(tǒng)的狀態(tài)不能直接測量時，提供一個狀態(tài)估計值，供控制器或其他用途使用。4.模糊控制的主要優(yōu)點包括：能夠處理不確定信息和模糊概念、控制規(guī)則易于理解和修改、對系統(tǒng)參數(shù)變化和模型不確定性具有較強的魯棒性。模糊控制廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、家電控制、自動導(dǎo)航等領(lǐng)域。5.智能控制的主要特點包括：自適應(yīng)性、學(xué)習(xí)性、魯棒性、全局優(yōu)化能力。與傳統(tǒng)控制相比，智能控制不依賴于精確的數(shù)學(xué)模型，能夠處理復(fù)雜的非線性、時變、不確定性系統(tǒng)，并在一定程度上模擬人類專家的控制經(jīng)驗。四、計算題1.簡單加權(quán)法計算各方案的評價值公式為：V(A)=Σwj*rj(A)，其中rj(A)為方案A在準則j下的評價值，wj為準則j的權(quán)重。V(A)=0.2*0.8+0.3*0.7+0.3*0.9+0.2*0.6=0.16+0.21+0.27+0.12=0.76V(B)=0.2*0.6+0.3*0.9+0.3*0.7+0.2*0.8=0.12+0.27+0.21+0.16=0.76V(C)=0.2*0.7+0.3*0.6+0.3*0.8+0.2*0.9=0.14+0.18+0.24+0.18=0.74比較評價值，方案A和B的評價值最高，方案C的評價值最低。因此，方案A和B優(yōu)劣相同，均優(yōu)于方案C。2.系統(tǒng)的特征方程為s^2+3s+2=0。勞斯陣列為：s^2|12s^1|30s^0|2勞斯陣列第一列元素符號變化次數(shù)為1次（從3變?yōu)?），因此該系統(tǒng)有一個不穩(wěn)定根，即系統(tǒng)不穩(wěn)定。3.狀態(tài)觀測器的形式為x?=Ax+Bu+L(y-Cx)，其中L為觀測器增益矩陣。觀測器的特征方程為|sI-(A-LC)|=0。要求觀測器極點為-2±j2，即特征方程的根為-2+j2和-2-j2。構(gòu)造勞斯陣列：s|1-2-2-j2|-22-4+4j|404|0為了使勞斯陣列第一列元素符號不發(fā)生變化，需要添加輔助方程s(s+4)=0，即s^2+4s=0。由此得到輔助方程的系數(shù)向量[014]T。觀測器增益矩陣L的元素由輔助方程的系數(shù)確定，即L=[-4/20]T=[-20]T。因此，觀測器增益矩陣L=[-20]T。五、綜合應(yīng)用題設(shè)計思路：1.模糊控制器結(jié)構(gòu)的選擇：采用二維模糊控制器，輸入為誤差e（當前溫度與設(shè)定溫度之差），輸出為控制增量u（對加熱器的控制信號調(diào)整量）。2.輸入輸出論域及模糊集的劃分：根據(jù)經(jīng)驗或系統(tǒng)響應(yīng)范圍，將誤差e和控制增量u的論域分別劃分為負大、負中、零、正中、正大五個模糊集，隸屬函數(shù)可采用三角形或梯形。3.模糊規(guī)則的制定：根據(jù)專家經(jīng)驗或系統(tǒng)特性，制定一系列“IF-THE