2025年大學第三學年（智能科學與技術）智能控制測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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。請將正確答案的序號填在題后的括號內(nèi)。1.以下關于智能控制的說法，錯誤的是（）A.智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段B.智能控制融合了人工智能、自動控制、運籌學等多學科知識C.智能控制完全不需要數(shù)學模型D.智能控制能夠處理復雜的、不確定的系統(tǒng)2.智能控制的核心組成部分不包括（）A.人工智能B.自動控制C.傳感器技術D.運籌學3.模糊控制的基礎是（）A.模糊數(shù)學B.概率論C.數(shù)理統(tǒng)計D.微積分4.神經(jīng)網(wǎng)絡在智能控制中主要用于（）A.系統(tǒng)建模B.故障診斷C.優(yōu)化決策D.以上都是5.遺傳算法屬于智能控制中的（）方法A.基于知識的控制B.基于學習的控制C.基于進化的控制D.基于模型的控制6.智能控制的研究對象通常不具有以下哪種特性（）A.確定性B.復雜性C.不確定性D.高度非線性7.專家系統(tǒng)在智能控制中主要用于（）A.實時監(jiān)控B.知識推理與決策C.數(shù)據(jù)采集D.信號處理8.以下哪種智能控制方法不需要先驗知識（）A.模糊控制B.專家控制C.神經(jīng)網(wǎng)絡控制D.遺傳算法9.智能控制的目標不包括（）A.提高系統(tǒng)的適應性B.增強系統(tǒng)的魯棒性C.完全替代人工操作D.實現(xiàn)復雜任務的優(yōu)化控制10.智能控制與傳統(tǒng)控制相比，優(yōu)勢在于（）A.對模型的依賴性更強B.能更好地處理復雜和不確定問題C.控制算法更簡單D.不需要人工干預第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分。請在橫線上填上正確答案。1.智能控制的三大基本要素是______、______、______。2.模糊控制的基本原理是通過______，將輸入的精確量轉化為模糊量，然后根據(jù)______進行模糊推理，最后將輸出的模糊量轉化為精確量。3.神經(jīng)網(wǎng)絡的學習方式主要有______、______、______。4.遺傳算法的基本操作包括______、______、______。5.專家系統(tǒng)一般由______、______、______、______等部分組成。三、簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰，語言簡潔。1.簡述智能控制的特點。（6分）2.說明模糊控制中模糊化、模糊推理、清晰化的含義。（6分）3.簡述神經(jīng)網(wǎng)絡在智能控制中的應用方式。（4分）4.遺傳算法在智能控制中有哪些主要作用？（4分）四、分析題（共20分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在一個智能溫度控制系統(tǒng)中，采用了模糊控制算法。系統(tǒng)的輸入是當前溫度與設定溫度的差值e以及差值的變化率ec，輸出是控制加熱設備的電壓u。模糊控制器的輸入輸出變量都進行了模糊化處理，劃分了多個模糊集。通過建立模糊控制規(guī)則表，進行模糊推理，最后經(jīng)過清晰化得到控制電壓u的值。1.請分析該模糊控制系統(tǒng)中模糊化的目的和方法。（8分）在這個智能溫度控制系統(tǒng)中，模糊化的目的是將輸入的精確量（溫度差值e和差值變化率ec）轉化為適合模糊推理的模糊量。方法是根據(jù)輸入變量的范圍，劃分多個模糊集，如“正大”“正中”“正小”“零”“負小”“負中”“負大”等，然后通過隸屬度函數(shù)來確定輸入值屬于各個模糊集的程度。2.若當前溫度差值e為5℃，差值變化率ec為2℃/min，根據(jù)模糊控制規(guī)則表，如何確定控制電壓u的值？（6分）首先，根據(jù)模糊化方法，確定e=5℃屬于“正小”模糊集，ec=2℃/min屬于“正小”模糊集。然后，在模糊控制規(guī)則表中查找對應的規(guī)則，根據(jù)規(guī)則進行模糊推理。最后，經(jīng)過清晰化處理，得到控制電壓u的值。假設規(guī)則表中對應“正小”e和“正小”ec的規(guī)則是輸出一個較小的控制電壓值，經(jīng)過清晰化后得到一個具體的電壓數(shù)值，如10V（這里只是假設，實際數(shù)值需根據(jù)具體規(guī)則表確定）。3.該模糊控制系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的PID控制系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢？（6分）該模糊控制系統(tǒng)相比傳統(tǒng)PID控制系統(tǒng)，優(yōu)勢在于它不需要精確的數(shù)學模型，能更好地適應復雜的、不確定的溫度控制環(huán)境。對于溫度變化的非線性、時變性等情況，模糊控制可以通過靈活的模糊規(guī)則進行調(diào)整，具有更強的適應性和魯棒性。而且模糊控制的設計相對簡單，不需要像PID控制那樣精確計算比例、積分、微分系數(shù)，更容易實現(xiàn)和調(diào)整。五、設計題（共20分）答題要求：運用智能控制相關知識，設計一個簡單的智能路燈控制系統(tǒng)。材料：路燈需要根據(jù)環(huán)境亮度自動調(diào)節(jié)亮度。白天環(huán)境亮度高時，路燈關閉；夜晚環(huán)境亮度低時，路燈開啟并根據(jù)亮度調(diào)節(jié)亮度等級。1.請選擇合適的智能控制方法，并說明理由。（6分）可以選擇模糊控制方法。理由是環(huán)境亮度與路燈亮度之間的關系難以用精確的數(shù)學模型描述，具有一定的不確定性和模糊性。模糊控制能夠很好地處理這種復雜的、非線性的關系，通過模糊化環(huán)境亮度，建立模糊控制規(guī)則，實現(xiàn)對路燈亮度的靈活調(diào)節(jié)，適應不同的環(huán)境亮度變化。2.描述該智能路燈控制系統(tǒng)的設計思路。（8分）首先，確定輸入變量為環(huán)境亮度，輸出變量為路燈亮度。對環(huán)境亮度進行模糊化處理，劃分如“很亮”“亮”“較暗”“暗”等模糊集，通過隸屬度函數(shù)確定環(huán)境亮度屬于各模糊集的程度。然后建立模糊控制規(guī)則表，例如當環(huán)境亮度為“暗”時，路燈亮度為“高”；當環(huán)境亮度為“較暗”時，路燈亮度為“中”等。進行模糊推理，根據(jù)當前環(huán)境亮度的模糊量得出路燈亮度的模糊量。最后通過清晰化處理，得到具體的路燈亮度值來控制路燈的實際亮度。3.畫出該智能路燈控制系統(tǒng)的簡單原理框圖。（6分）環(huán)境亮度傳感器→信號處理模塊（進行模糊化）→模糊控制器（根據(jù)規(guī)則推理）→清晰化模塊→路燈亮度控制模塊→路燈答案：