2025年廣東工業(yè)大學(xué)自動化（智能控制）實驗試題及答案考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______1.選擇題（共5題，每題2分，共10分）（1）智能控制系統(tǒng)中，PID控制算法的主要作用是：A.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度B.改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能C.提高系統(tǒng)的抗干擾能力D.以上都是（2）以下哪個不屬于智能控制算法？A.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制B.線性二次調(diào)節(jié)器（LQR）C.模糊控制D.硬件控制（3）在控制系統(tǒng)仿真中，以下哪個不是常用的仿真軟件？A.MATLAB/SimulinkB.LabVIEWC.AutoCADD.ANSYS（4）以下哪個不是智能控制系統(tǒng)的特點？A.自適應(yīng)能力B.學(xué)習(xí)能力C.穩(wěn)定性D.成本低（5）在智能控制算法中，模糊控制通常采用以下哪種方法來處理不確定性？A.邏輯推理B.概率論C.模糊集合理論D.人工智能2.填空題（共3題，每題3分，共9分）（1）智能控制系統(tǒng)中，PID控制算法的三個參數(shù)分別為：__________、__________、__________。（2）在控制系統(tǒng)仿真中，系統(tǒng)響應(yīng)的三要素為：上升時間、__________、__________。（3）模糊控制算法中，常用的模糊推理方法有：__________、__________。3.簡答題（共2題，每題5分，共10分）（1）簡述PID控制算法的基本原理及其在智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。（2）比較神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模糊控制兩種智能控制算法的優(yōu)缺點。4.計算題（共1題，10分）假設(shè)一個控制系統(tǒng)采用PID控制算法，系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)=K/(s+1)，其中K為比例系數(shù)。已知系統(tǒng)要求上升時間t_r≤2秒，超調(diào)量σ%≤10%，試設(shè)計PID控制器參數(shù)，并分析系統(tǒng)的性能。試卷答案1.選擇題（1）D解析：PID控制算法可以同時提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度、改善穩(wěn)態(tài)性能和提高抗干擾能力。（2）D解析：硬件控制不屬于智能控制算法，而是指通過物理硬件實現(xiàn)控制功能。（3）C解析：AutoCAD主要用于二維和三維設(shè)計，不是控制系統(tǒng)仿真的軟件。（4）D解析：智能控制系統(tǒng)的特點包括自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和穩(wěn)定性，成本低不是其特點。（5）C解析：模糊控制算法中，模糊集合理論是處理不確定性的核心方法。2.填空題（1）比例系數(shù)、積分時間、微分時間解析：PID控制算法的三個參數(shù)分別是比例系數(shù)（Kp）、積分時間（Ti）和微分時間（Td）。（2）下降時間、調(diào)整時間解析：系統(tǒng)響應(yīng)的三要素包括上升時間（t_r）、下降時間和調(diào)整時間。（3）最小誤差法、最大誤差法解析：模糊控制算法中，最小誤差法和最大誤差法是常用的模糊推理方法。3.簡答題（1）PID控制算法的基本原理是通過比例、積分和微分三個環(huán)節(jié)分別對誤差信號進行處理，以調(diào)整控制器的輸出，使系統(tǒng)輸出能夠跟蹤期望值。在智能控制系統(tǒng)中，PID控制器可以自適應(yīng)地調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)系統(tǒng)變化和外部干擾。（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)點在于其強大的非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力，但可能存在局部最優(yōu)解的問題。模糊控制優(yōu)點在于其魯棒性和易于實現(xiàn)，但可能缺乏精確的數(shù)學(xué)模型。4.計算題解析：設(shè)計PID控制器參數(shù)需要根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)和性能要求來確定Kp、Ti和Td。由于題目未給出具體的性能指標(biāo)，這里假設(shè)系統(tǒng)為二階系統(tǒng)，可以使用Ziegler-Nichols方法進行參數(shù)整定。根據(jù)Ziegler-Nichols方法，首先確定比例系數(shù)Kp，然后根據(jù)上升時間和超調(diào)量調(diào)整積分時間和微分時間。具體計算過程如下：Kp=0.6（根據(jù)Ziegler-Nichols方法）Ti