學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁榆林能源科技職業(yè)學(xué)院《控制科學(xué)進(jìn)展》2024-2025學(xué)年第一學(xué)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25個小題，每小題1分，共25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、在計算機控制的港口裝卸系統(tǒng)中，需要對起重機、輸送帶等設(shè)備進(jìn)行協(xié)同控制。當(dāng)設(shè)備之間的通信存在延遲和干擾時，以下哪種控制策略能夠保證系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行和高效作業(yè)？（）A.分布式控制B.集中式控制C.混合式控制D.以上都不是2、在計算機控制技術(shù)中，多變量控制系統(tǒng)比單變量控制系統(tǒng)更為復(fù)雜。以下關(guān)于多變量控制系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.多變量控制系統(tǒng)需要考慮多個輸入和輸出之間的相互關(guān)系和耦合B.解耦控制是處理多變量系統(tǒng)耦合問題的一種有效方法，可以將多變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個獨立的單變量系統(tǒng)C.多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析方法與單變量控制系統(tǒng)完全不同，需要采用專門的工具和技術(shù)D.現(xiàn)代控制理論中的狀態(tài)空間法在多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析中得到了廣泛應(yīng)用3、對于計算機控制系統(tǒng)中的采樣過程，以下關(guān)于其特點和影響的描述，哪一項是不正確的？（）A.采樣過程是將連續(xù)的模擬信號按照一定的時間間隔轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號，采樣頻率的選擇對系統(tǒng)性能有著重要影響B(tài).如果采樣頻率過低，可能會導(dǎo)致信號的混疊失真，使得恢復(fù)出的連續(xù)信號與原始信號有較大偏差C.適當(dāng)提高采樣頻率可以更準(zhǔn)確地捕捉信號的變化，但過高的采樣頻率會增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理量和存儲需求D.采樣過程不會引入任何誤差，只要采樣頻率足夠高，數(shù)字控制系統(tǒng)就能完全等同于連續(xù)控制系統(tǒng)4、在計算機控制的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點跟蹤（MPPT）技術(shù)用于提高發(fā)電效率。當(dāng)光照強度和溫度不斷變化時，以下哪種MPPT算法更能快速準(zhǔn)確地跟蹤最大功率點？（）A.擾動觀察法，通過擾動電壓或電流來尋找最大功率點B.電導(dǎo)增量法，根據(jù)電導(dǎo)變化判斷最大功率點C.恒壓跟蹤法，保持輸出電壓恒定D.不進(jìn)行最大功率點跟蹤，直接輸出固定功率5、在計算機控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)中，以下關(guān)于電磁干擾的來源和抑制方法的描述，哪一項是正確的？（）A.電磁干擾主要來自電源、空間輻射和信號線傳導(dǎo)，抑制方法包括屏蔽、濾波、接地等，通過這些措施可以有效地減少干擾對系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性B.電磁干擾對計算機控制系統(tǒng)影響很小，不需要采取專門的抑制措施C.抑制電磁干擾只需要采用屏蔽一種方法就足夠了D.電磁干擾的來源難以確定，因此無法有效地進(jìn)行抑制6、計算機控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了支持。以下關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計算機控制的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以實現(xiàn)對農(nóng)田的精準(zhǔn)灌溉、施肥和病蟲害防治，提高農(nóng)業(yè)資源的利用效率B.基于衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機械導(dǎo)航控制，提高了作業(yè)的精度和效率C.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的計算機控制系統(tǒng)需要考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)性和不確定性等特點D.計算機控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成本高，效益不明顯，不適合大規(guī)模推廣7、在計算機控制的冶金過程中，如煉鋼、煉鐵等，需要對爐溫、化學(xué)成分等進(jìn)行嚴(yán)格控制。當(dāng)生產(chǎn)過程存在較大的時滯和慣性時，以下哪種控制策略能夠更好地克服這些不利因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量？（）A.大林算法B.Smith預(yù)估補償控制C.內(nèi)?？刂艱.以上都是8、在計算機控制的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中，根據(jù)土壤濕度、氣象條件等因素實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉是提高水資源利用效率的關(guān)鍵。當(dāng)需要根據(jù)不同區(qū)域的土壤濕度差異進(jìn)行分區(qū)灌溉時，以下哪種傳感器布局和控制策略更合理？（）A.在每個分區(qū)均勻布置多個濕度傳感器，采用分區(qū)獨立控制B.在整個區(qū)域布置少量傳感器，采用統(tǒng)一控制C.隨機布置傳感器，不進(jìn)行分區(qū)控制D.不安裝傳感器，按照固定時間進(jìn)行灌溉9、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)中的分布式控制系統(tǒng)（DCS），在實現(xiàn)系統(tǒng)的分散控制和集中管理時，以下哪一項技術(shù)是最為關(guān)鍵的？（）A.采用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，確保各個控制節(jié)點之間的數(shù)據(jù)實時、準(zhǔn)確、可靠地傳輸，實現(xiàn)分散控制的協(xié)同工作；同時，利用中央監(jiān)控系統(tǒng)對整個系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和優(yōu)化調(diào)度B.分布式控制系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件平臺的選擇，決定了系統(tǒng)的性能和可擴展性C.分布式控制系統(tǒng)中，控制算法的分散化設(shè)計和優(yōu)化是實現(xiàn)分散控制的關(guān)鍵，而集中管理主要依賴于數(shù)據(jù)庫技術(shù)D.分布式控制系統(tǒng)的可靠性主要取決于單個控制節(jié)點的性能，因此應(yīng)重點提高節(jié)點的可靠性10、在計算機控制的機器人系統(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.直線插補算法，簡單直接B.圓弧插補算法，適用于曲線運動C.多項式插補算法，可靈活設(shè)定運動曲線D.隨機生成軌跡，不考慮路徑優(yōu)化11、對于計算機控制系統(tǒng)中的集散控制系統(tǒng)（DCS），以下說法不正確的是？（）A.DCS是一種分布式的控制系統(tǒng)，它將控制功能分散到多個控制單元，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)集中管理和監(jiān)控B.DCS具有可靠性高、開放性好、易于擴展和維護(hù)等優(yōu)點，能夠滿足大型工業(yè)過程的控制需求C.DCS的體系結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場控制層、監(jiān)控層和管理層，各層之間通過高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交換D.DCS已經(jīng)過時，被新型的控制系統(tǒng)如現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）完全取代，在現(xiàn)代工業(yè)控制中不再使用12、在計算機控制技術(shù)中，先進(jìn)控制策略的研究不斷推動著控制領(lǐng)域的發(fā)展。預(yù)測控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制等為解決復(fù)雜工業(yè)過程的控制問題提供了新的方法。例如，在一個石油化工生產(chǎn)過程中，采用先進(jìn)控制策略可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。以下關(guān)于先進(jìn)控制策略的說法，不正確的是：（）A.先進(jìn)控制策略通常需要更多的計算資源和復(fù)雜的算法實現(xiàn)B.先進(jìn)控制策略在所有工業(yè)過程中都能取得顯著的效果C.先進(jìn)控制策略的應(yīng)用需要結(jié)合實際系統(tǒng)的特點和需求D.對先進(jìn)控制策略的性能評估需要綜合考慮多個因素13、對于計算機控制系統(tǒng)中的組態(tài)軟件，以下關(guān)于其功能和應(yīng)用領(lǐng)域的描述，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.組態(tài)軟件具有圖形界面設(shè)計、數(shù)據(jù)庫管理、控制策略組態(tài)、實時監(jiān)控等功能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、電力、石油化工等領(lǐng)域，能夠快速搭建個性化的控制系統(tǒng)B.組態(tài)軟件功能單一，只能用于簡單的控制系統(tǒng)C.組態(tài)軟件操作復(fù)雜，需要專業(yè)的編程知識才能使用D.組態(tài)軟件價格昂貴，性價比低，不適合推廣應(yīng)用14、計算機控制技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用有助于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。以下關(guān)于智能電網(wǎng)中的計算機控制的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以實現(xiàn)電力的智能調(diào)度和分配，優(yōu)化電網(wǎng)的運行效率B.能夠?qū)﹄娏υO(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測和故障預(yù)測，減少停電事故的發(fā)生C.智能電網(wǎng)中的計算機控制系統(tǒng)需要與分布式能源（如太陽能、風(fēng)能）進(jìn)行無縫集成D.智能電網(wǎng)中的計算機控制技術(shù)已經(jīng)完全解決了電網(wǎng)中的所有問題，不需要進(jìn)一步改進(jìn)和創(chuàng)新15、在計算機控制的太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，需要對光伏陣列的輸出功率進(jìn)行最大化跟蹤。當(dāng)光照強度和溫度變化時，以下哪種最大功率點跟蹤（MPPT）算法能夠更準(zhǔn)確地找到最大功率點？（）A.擾動觀察法B.電導(dǎo)增量法C.恒壓跟蹤法D.以上都是16、計算機控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)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(shù)。在這些系統(tǒng)中，對控制精度和可靠性的要求極高。以下關(guān)于計算機控制技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的描述，不正確的是：（）A.微小的控制誤差可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，因此需要高精度的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)B.采用冗余設(shè)計可以提高系統(tǒng)的可靠性，保障飛行安全C.航空航天領(lǐng)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(jìn)的控制算法和仿真技術(shù)有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能，降低研發(fā)成本17、在計算機控制系統(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18、在計算機控制的數(shù)控機床刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)中，需要通過分析加工過程中的力、振動等信號來判斷刀具的磨損狀態(tài)。當(dāng)信號噪聲較大且特征不明顯時，以下哪種信號處理方法能夠更有效地提取刀具磨損的特征信息？（）A.小波變換B.傅里葉變換C.經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解D.以上都是19、在計算機控制的農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中，需要根據(jù)土壤濕度、氣象條件等因素自動控制灌溉水量和時間。當(dāng)氣象數(shù)據(jù)存在較大的不確定性時，以下哪種方法能夠更好地提高灌溉決策的準(zhǔn)確性？（）A.概率預(yù)測B.模糊推理C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測D.以上都是20、計算機控制系統(tǒng)的人機界面設(shè)計對于操作人員與系統(tǒng)的交互至關(guān)重要。一個友好、直觀的人機界面能夠提高操作效率和準(zhǔn)確性。例如，在一個工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，操作人員需要通過界面實時了解生產(chǎn)過程的參數(shù)和狀態(tài)。以下關(guān)于人機界面設(shè)計的描述，錯誤的是：（）A.人機界面的布局應(yīng)該合理，重要信息突出顯示B.操作流程應(yīng)該簡單明了，減少操作人員的誤操作C.人機界面的顏色和圖標(biāo)選擇對系統(tǒng)性能沒有影響，可以隨意設(shè)計D.應(yīng)該提供實時的反饋和提示信息，幫助操作人員做出正確的決策21、在計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，系統(tǒng)建模是重要的基礎(chǔ)工作。關(guān)于系統(tǒng)建模，以下說法錯誤的是（）A.可以采用機理建模的方法，根據(jù)被控對象的物理和化學(xué)規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型B.實驗建模方法通過對被控對象進(jìn)行實驗測試，獲取輸入輸出數(shù)據(jù)，然后運用系統(tǒng)辨識的方法建立數(shù)學(xué)模型C.建立的數(shù)學(xué)模型越復(fù)雜、越精確，對計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計就越有利D.在實際應(yīng)用中，往往需要根據(jù)具體情況選擇合適的建模方法，并對模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕徒?2、在計算機控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，需要建立通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)控制現(xiàn)場與監(jiān)控中心距離較遠(yuǎn)，且對通信的實時性和可靠性要求較高時，以下哪種通信方式是較為理想的選擇？（）A.以太網(wǎng)B.無線通信C.現(xiàn)場總線D.衛(wèi)星通信23、對于計算機控制系統(tǒng)中的運動控制，以下關(guān)于其應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)特點的描述，哪一項是恰當(dāng)?shù)?？（）A.運動控制僅用于工業(yè)機器人，其他領(lǐng)域很少應(yīng)用B.運動控制廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、自動化生產(chǎn)線、機器人、航空航天等領(lǐng)域，其技術(shù)特點包括高精度定位、高速運動、多軸協(xié)同控制、軌跡規(guī)劃等，要求系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和高穩(wěn)定性C.運動控制的精度和速度要求不高，一般的控制技術(shù)就能滿足D.運動控制的發(fā)展已經(jīng)成熟，沒有進(jìn)一步提升的空間24、關(guān)于計算機控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信（NetworkCommunication），以下說法不正確的是：（）A.網(wǎng)絡(luò)通信可以實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)中各個節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換和信息共享B.常見的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有TCP/IP、CAN總線、Modbus等C.網(wǎng)絡(luò)通信的實時性和可靠性對于控制系統(tǒng)的性能至關(guān)重要D.計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信不需要考慮安全性問題25、在計算機控制系統(tǒng)的總線技術(shù)中，以下關(guān)于內(nèi)部總線和外部總線的區(qū)別，哪一項是不正確的？（）A.內(nèi)部總線是指計算機內(nèi)部各個部件之間進(jìn)行通信的總線，如CPU與內(nèi)存、CPU與I/O接口之間的總線B.外部總線是指計算機與外部設(shè)備之間進(jìn)行通信的總線，如USB、PCI、ISA等總線C.內(nèi)部總線的速度通常比外部總線快，因為內(nèi)部總線的傳輸距離短，信號干擾小D.內(nèi)部總線和外部總線的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是完全相同的，可以相互兼容和替換二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明如何實現(xiàn)滑模控制的平滑切換。2、（本題5分）簡要分析計算機控制系統(tǒng)中的魯棒控制方法。3、（本題5分）解釋計算機控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)擁塞控制方法。4、（本題5分）簡述數(shù)字濾波器在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個基于計算機的振動幅度控制系統(tǒng)，能夠在0-10mm范圍內(nèi)穩(wěn)定控制振動幅度，精度為±0.2mm。2、（本題5分）針對一個鋼鐵廠的連鑄過程，設(shè)計其拉速和冷卻溫度的控制系統(tǒng)。3、（本題5分）設(shè)計一個智能電網(wǎng)中的電壓穩(wěn)定控制系統(tǒng)。4、（本題5分）設(shè)計一個基于計算機的壓力控制系統(tǒng)，能夠在0-5MPa范圍內(nèi)穩(wěn)定控制壓力，精度達(dá)到±0.1MPa。5、（本題5分）為一個自動化木材加工生產(chǎn)線設(shè)計鋸切尺寸和精度的控制系統(tǒng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)分析計算機控制系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，包括嵌入式處理器的選擇、嵌入式操作系統(tǒng)的移植和嵌入式軟件開發(fā)。闡述嵌入式系統(tǒng)在計算機控制中的優(yōu)勢和特點，討論如何根據(jù)控制任務(wù)的需求選擇合適的嵌入式平臺。結(jié)合一個基于嵌入式的小型自動化控制系統(tǒng)，