2025年高職智能控制技術(shù)（智能系統(tǒng)調(diào)試）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.智能控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)獲取被控對(duì)象及環(huán)境的（），按照給定的目標(biāo)進(jìn)行最優(yōu)控制。A.全部信息B.部分信息C.主要信息D.關(guān)鍵信息2.模糊控制是以模糊集合論、模糊語(yǔ)言變量及（）為基礎(chǔ)的一種計(jì)算機(jī)數(shù)字控制。A.模糊邏輯推理B.精確數(shù)學(xué)模型C.傳統(tǒng)控制方法D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)3.專家系統(tǒng)的核心部分是（）。A.知識(shí)庫(kù)B.推理機(jī)C.解釋器D.人機(jī)接口4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，能夠?qū)⑤斎胄盘?hào)進(jìn)行非線性變換的是（）。A.神經(jīng)元B.突觸C.激活函數(shù)D.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.遺傳算法中，用于模擬生物進(jìn)化過程中基因重組的操作是（）。A.選擇B.交叉C.變異D.適應(yīng)度計(jì)算6.在智能控制系統(tǒng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷的是（）。A.決策機(jī)構(gòu)B.執(zhí)行機(jī)構(gòu)C.傳感機(jī)構(gòu)D.控制算法7.智能控制的發(fā)展歷程中，第一個(gè)階段是（）。A.經(jīng)典控制理論B.現(xiàn)代控制理論C.智能控制理論的形成D.智能控制的應(yīng)用8.模糊控制器的輸入語(yǔ)言變量通常有（）個(gè)。A.1B.2C.3D.49.專家系統(tǒng)中，用于存放領(lǐng)域?qū)＜姨峁┑膶ｉT知識(shí)的是（）。A.數(shù)據(jù)庫(kù)B.規(guī)則庫(kù)C.模型庫(kù)D.知識(shí)庫(kù)10.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程就是調(diào)整（）的過程。A.神經(jīng)元個(gè)數(shù)B.網(wǎng)絡(luò)層數(shù)C.突觸權(quán)重D.激活函數(shù)類型二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.智能控制系統(tǒng)的特點(diǎn)包括（）。A.自學(xué)習(xí)能力B.自適應(yīng)能力C.自組織能力D.高精度控制2.模糊控制的基本組成部分有（）。A.模糊化接口B.知識(shí)庫(kù)C.推理機(jī)D.解模糊接口3.專家系統(tǒng)的主要組成部分包括（）。A.知識(shí)庫(kù)B.推理機(jī)C.數(shù)據(jù)庫(kù)D.解釋器4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主要學(xué)習(xí)算法有（）。A.有監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無監(jiān)督學(xué)習(xí)C.強(qiáng)化學(xué)習(xí)D.遺傳算法5.智能控制在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用有（）。A.機(jī)器人控制B.過程控制C.故障診斷與預(yù)測(cè)D.生產(chǎn)調(diào)度三、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分）1.簡(jiǎn)述智能控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其各部分的作用。2.說明模糊控制的基本原理及設(shè)計(jì)步驟。3.闡述專家系統(tǒng)的知識(shí)表示方法及推理機(jī)制。四、綜合分析題（1題，20分）某智能控制系統(tǒng)用于控制一個(gè)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其被控對(duì)象為一個(gè)加熱爐。已知系統(tǒng)的輸入變量為當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度的差值（誤差）以及誤差的變化率，輸出變量為加熱爐的加熱功率。采用模糊控制策略，具體要求如下：1.誤差的論域?yàn)閇-30,30]，誤差變化率的論域?yàn)閇-20,20]，加熱功率的論域?yàn)閇0,100]。2.誤差、誤差變化率和加熱功率的語(yǔ)言變量均分為7個(gè)等級(jí)：負(fù)大（NB）、負(fù)中（NM）、負(fù)?。∟S）、零（ZO）、正小（PS）、正中（PM）、正大（PB）。3.模糊控制規(guī)則如下表所示（部分）：|誤差\誤差變化率|NB|NM|NS|ZO|PS|PM|PB||----|----|----|----|----|----|----|----||NB|PB|PB|PM|PM|PS|ZO|ZO||NM|PB|PB|PM|PS|PS|ZO|NS||NS|PM|PM|PM|PS|ZO|NS|NM||ZO|PM|PM|PS|ZO|NS|NM|NB||PS|PS|PS|ZO|NS|NS|NM|NB||PM|PS|ZO|NS|NM|NM|NB|NB||PB|ZO|ZO|NS|NM|NB|NB|NB|請(qǐng)根據(jù)上述信息，完成以下任務(wù)：1.確定誤差、誤差變化率和加熱功率的隸屬函數(shù)。2.根據(jù)給定的模糊控制規(guī)則，當(dāng)誤差為15，誤差變化率為-5時(shí)，通過Mamdani推理法計(jì)算加熱功率的模糊輸出。3.采用重心法對(duì)加熱功率的模糊輸出進(jìn)行解模糊，得到實(shí)際的加熱功率值。五、案例分析題（1題，20分）某工廠采用智能控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)線上的設(shè)備進(jìn)行故障診斷與預(yù)測(cè)。該智能控制系統(tǒng)集成了傳感器、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。傳感器實(shí)時(shí)采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括溫度、振動(dòng)、電流等參數(shù)。專家系統(tǒng)利用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和推理機(jī)制對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷設(shè)備是否存在故障以及可能的故障類型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則通過對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，建立故障預(yù)測(cè)模型，提前預(yù)測(cè)設(shè)備可能出現(xiàn)的故障。在一次生產(chǎn)過程中，傳感器檢測(cè)到某臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備的溫度突然升高，且振動(dòng)幅度增大。專家系統(tǒng)根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則，結(jié)合當(dāng)前采集到的數(shù)據(jù)，迅速判斷該設(shè)備可能存在機(jī)械故障或電氣故障。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用其預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)該設(shè)備在未來24小時(shí)內(nèi)發(fā)生故障的概率為80%。請(qǐng)根據(jù)上述案例，回答以下問題：1.分析該智能控制系統(tǒng)中傳感器、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各自的作用。2.專家系統(tǒng)是如何根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障判斷的？3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障預(yù)測(cè)模型是如何建立的？4.針對(duì)該設(shè)備可能出現(xiàn)的故障，提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。答案：一、選擇題1.A2.A3.B4.C5.B6.C7.A8.B9.D10.C二、多項(xiàng)選擇題1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABC5.ABCD三、簡(jiǎn)答題1.智能控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)包括傳感機(jī)構(gòu)、決策機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制算法。傳感機(jī)構(gòu)獲取被控對(duì)象及環(huán)境信息；決策機(jī)構(gòu)根據(jù)獲取信息和目標(biāo)進(jìn)行分析決策；執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行決策機(jī)構(gòu)給出的控制指令；控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制策略。2.模糊控制基本原理：將輸入的精確量通過模糊化接口轉(zhuǎn)化為模糊量，利用知識(shí)庫(kù)中的模糊控制規(guī)則和推理機(jī)進(jìn)行推理得到模糊控制量，再經(jīng)解模糊接口轉(zhuǎn)化為精確控制量。設(shè)計(jì)步驟：確定輸入輸出變量及其論域，定義語(yǔ)言變量及隸屬函數(shù)，建立模糊控制規(guī)則，進(jìn)行模糊推理和解模糊。3.知識(shí)表示方法：有一階謂詞邏輯表示法、產(chǎn)生式表示法、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)表示法、框架表示法等。推理機(jī)制：有正向推理、反向推理、混合推理等。正向推理從已知事實(shí)出發(fā)推出結(jié)論；反向推理從目標(biāo)出發(fā)尋找支持目標(biāo)的證據(jù)；混合推理結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)。四、綜合分析題1.誤差隸屬函數(shù)：例如三角形隸屬函數(shù)，在-30到30之間合理劃分7個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的區(qū)間。誤差變化率和加熱功率同理。2.先將誤差15和誤差變化率-5模糊化，找到其在各自隸屬函數(shù)下的隸屬度，然后根據(jù)模糊控制規(guī)則進(jìn)行推理，得到加熱功率的模糊輸出。3.重心法公式：$y_0=\frac{\int_{y}y\cdot\mu(y)dy}{\int_{y}\mu(y)dy}$，將加熱功率模糊輸出的隸屬函數(shù)代入計(jì)算得到實(shí)際加熱功率值。五、案例分析題1.傳感器實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)；專家系統(tǒng)利用知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)制分析數(shù)據(jù)判斷故障及類型；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過