石家莊人民醫(yī)學高等專科學?！督Ｅc辨識》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《建模與辨識》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在計算機控制系統(tǒng)的接口技術（InterfaceTechnology）方面，以下敘述不正確的是（）A.接口技術用于實現計算機與外部設備之間的數據交換和通信B.包括模擬量輸入/輸出接口、數字量輸入/輸出接口等C.接口電路的設計要考慮信號的匹配、隔離、濾波等問題，以提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力D.接口技術的發(fā)展已經非常成熟，不需要考慮新的技術和標準的出現，也無需進行升級和改進2、在計算機控制技術中的PID控制器參數整定，比如要為一個溫度控制系統(tǒng)整定PID參數，以下哪種方法是較為實用且有效的？（）A.盲目嘗試不同的參數組合，效率低下B.采用Ziegler-Nichols經驗公式法，根據系統(tǒng)的開環(huán)階躍響應特性來初步確定PID參數，然后通過實驗和調整來優(yōu)化參數，以達到滿意的控制效果C.完全依賴自動整定工具，不理解原理D.不進行參數整定，使用默認參數3、計算機控制系統(tǒng)中的數據采集是獲取現場信息的重要環(huán)節(jié)。在數據采集過程中，需要使用傳感器將物理量轉換為電信號，然后經過調理電路進行放大、濾波等處理。例如，在一個環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，需要采集溫度、濕度、光照強度等數據。以下關于數據采集的描述，正確的是：（）A.數據采集的精度只取決于傳感器的性能，與調理電路無關B.采樣頻率越高，采集到的數據就越準確，但也會增加系統(tǒng)的負擔C.數據采集過程中不需要進行信號隔離，不會對系統(tǒng)造成干擾D.所有的傳感器輸出信號都可以直接被計算機系統(tǒng)處理，無需調理4、在計算機控制系統(tǒng)的算法優(yōu)化方面，以下關于其目的和方法的描述，不正確的是哪一項？（）A.算法優(yōu)化的目的是提高系統(tǒng)的控制性能、降低計算復雜度、減少資源占用，以滿足實時性和高效性的要求B.常見的算法優(yōu)化方法包括代碼優(yōu)化、數據結構優(yōu)化、算法改進、并行計算等C.算法優(yōu)化只需要考慮計算效率，不需要考慮算法的穩(wěn)定性和準確性D.在進行算法優(yōu)化時，需要綜合考慮系統(tǒng)的性能、成本和可實現性等因素，選擇合適的優(yōu)化方案5、對于計算機控制系統(tǒng)中的數字控制器設計，假設要為一個具有特定性能要求的工業(yè)過程設計數字控制器，以下哪個設計原則是至關重要的？（）A.不考慮系統(tǒng)性能要求，隨意設計控制器B.基于被控對象的數學模型，綜合考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準確性、快速性和抗干擾能力等性能指標，運用Z變換、離散化方法等將連續(xù)控制器轉換為數字控制器，并通過參數整定和優(yōu)化來滿足設計要求C.只追求控制器的簡單性，忽略系統(tǒng)性能D.不進行數學建模，依靠經驗設計控制器6、在計算機控制技術中，抗干擾技術是保障系統(tǒng)可靠運行的重要手段。以下關于抗干擾技術的描述，哪一項是錯誤的？（）A.硬件抗干擾措施可以包括濾波、屏蔽、接地等，減少外部干擾對系統(tǒng)的影響B(tài).軟件抗干擾技術可以通過數字濾波、指令冗余、軟件陷阱等方法提高系統(tǒng)的可靠性C.電磁兼容性設計可以確保系統(tǒng)在復雜的電磁環(huán)境中正常工作，減少自身對外界的干擾和外界對自身的干擾D.只要采用了先進的硬件設備和軟件算法，就可以完全消除系統(tǒng)的干擾，無需考慮系統(tǒng)的安裝和布線7、在計算機控制的風力發(fā)電系統(tǒng)中，為了實現最大功率跟蹤和穩(wěn)定的輸出控制，需要對風機的轉速和槳距角進行實時調整。當風速頻繁變化時，以下哪種控制算法能夠更有效地提高風能的利用率？（）A.爬山搜索法B.擾動觀察法C.最優(yōu)轉矩控制D.以上都是8、對于計算機控制系統(tǒng)中的抗干擾技術，在考慮電磁干擾的抑制措施時，以下哪種方法是最為關鍵和有效的？（）A.采用屏蔽、濾波、接地等技術手段，從源頭上減少電磁干擾的產生和傳播；同時，合理布線、優(yōu)化系統(tǒng)布局，提高系統(tǒng)的抗干擾能力B.增加系統(tǒng)的功率和電壓，以抵抗電磁干擾的影響C.采用軟件濾波算法，對采集到的數據進行處理，消除干擾信號D.忽略電磁干擾的影響，認為系統(tǒng)自身具有足夠的穩(wěn)定性和容錯能力9、關于計算機控制系統(tǒng)中的工業(yè)網絡（IndustrialNetwork），以下描述錯誤的是（）A.工業(yè)網絡用于連接計算機控制系統(tǒng)中的各個設備，實現數據的傳輸和共享B.常見的工業(yè)網絡有現場總線（Fieldbus）、工業(yè)以太網（IndustrialEthernet）等C.工業(yè)網絡具有高實時性、高可靠性和抗干擾能力強等特點D.工業(yè)網絡的通信協(xié)議是統(tǒng)一的，不同廠家的設備可以直接互聯(lián)互通，無需進行任何配置和調試10、在計算機控制的工業(yè)爐溫控制系統(tǒng)中，為了實現精確的溫度控制，需要選擇合適的加熱元件和控制方式。當對溫度的控制精度要求很高，且加熱過程存在較大的滯后時，以下哪種加熱元件和控制方式的組合更合適？（）A.電阻絲加熱，結合智能預測控制算法B.紅外線加熱，采用傳統(tǒng)PID控制C.電磁感應加熱，使用開環(huán)控制D.火焰加熱，依靠人工觀察調節(jié)11、在計算機控制技術的分布式控制系統(tǒng)（DCS）中，以下關于其結構和特點的描述，哪一項是正確的？（）A.DCS采用分層分布式結構，包括現場控制層、監(jiān)控層和管理層，具有分散控制、集中管理、可靠性高、開放性好等特點，適用于大型工業(yè)過程的控制B.DCS結構復雜、成本高，不如集中式控制系統(tǒng)實用C.DCS的各層之間相互獨立，沒有信息交互D.DCS已經過時，被新的控制系統(tǒng)所取代12、在計算機控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控與報警功能設計中，以下哪種策略能夠及時有效地發(fā)現異常情況？（）A.只設置少量的監(jiān)控點和簡單的報警閾值，不進行實時數據分析B.合理設置多個關鍵監(jiān)控點，采用先進的數據分析算法和智能報警策略，如基于趨勢分析、統(tǒng)計分析的報警，同時結合聲光、短信、郵件等多種報警方式，確保在異常情況發(fā)生時能夠及時、準確地通知相關人員C.監(jiān)控和報警功能會影響系統(tǒng)性能，盡量少設置D.報警信息不需要記錄和存儲，只在當時提示即可13、在計算機控制的機器人系統(tǒng)中，為了實現精確的軌跡規(guī)劃和運動控制，需要對機器人的動力學模型進行分析。當機器人的關節(jié)數量較多，且運動復雜時，以下哪種建模方法能夠更有效地描述其運動特性？（）A.拉格朗日方程B.牛頓-歐拉方程C.凱恩方程D.以上都不是14、關于計算機控制系統(tǒng)中的A/D和D/A轉換，以下對于其分辨率和轉換速度的描述，哪一項是準確的？（）A.A/D和D/A轉換的分辨率越高越好，轉換速度則無關緊要B.分辨率決定了轉換的精度，轉換速度影響系統(tǒng)的實時性，在實際應用中需要根據系統(tǒng)要求平衡選擇合適的分辨率和轉換速度C.A/D和D/A轉換的分辨率和轉換速度對系統(tǒng)性能沒有明顯影響，可以忽略D.為了降低成本，應盡量選擇分辨率低、轉換速度慢的A/D和D/A轉換器15、在計算機控制的化工生產過程中，溫度、壓力等參數的精確控制對于產品質量和生產安全至關重要。當被控對象具有非線性特性時，以下哪種控制方法更能適應這種特性并實現良好的控制效果？（）A.非線性PID控制，對常規(guī)PID進行改進B.變結構控制，根據系統(tǒng)狀態(tài)切換控制結構C.自適應模糊控制，結合模糊邏輯和自適應機制D.使用線性控制方法，忽略非線性特性二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述可編程控制器的工作原理和編程方法。2、（本題5分）說明采樣周期的選擇原則。3、（本題5分）簡要分析計算機控制在印刷行業(yè)的作用。4、（本題5分）簡述計算機控制系統(tǒng)中的消防監(jiān)控控制。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述計算機控制系統(tǒng)中的最優(yōu)控制理論及其應用，解釋最優(yōu)控制的數學模型和求解方法，如動態(tài)規(guī)劃法、線性二次型調節(jié)器（LQR）。分析最優(yōu)控制在能源管理、生產調度等領域的應用案例，討論如何根據實際系統(tǒng)的約束條件和性能指標設計最優(yōu)控制器。2、（本題5分）全面論述計算機控制系統(tǒng)中的冶金生產控制技術。介紹冶金過程中的煉鐵、煉鋼和軋鋼等環(huán)節(jié)的控制要點和技術手段。分析如何通過計算機控制系統(tǒng)提高冶金產品的質量和生產效率。3、（本題5分）詳細論述計算機控制系統(tǒng)中的先進控制策略，如模糊控制、神經網絡控制、預測控制等，解釋其原理和算法，分析它們在解決非線性、時變、大滯后等復雜控制問題中的優(yōu)勢和局限性。4、（本題5分）全面剖析計算機控制系統(tǒng)中的模型參考自適應控制中的參考模型選擇，討論如何根據實際系統(tǒng)性能要求確定合適的參考模型，實現良好的自適應控制效果。5、（本題5分）計算機控制系統(tǒng)的性能評估指標對于衡量系統(tǒng)的優(yōu)劣具有重要意義。請詳細闡述常見的性能評估指標，如超調量、調節(jié)時間、穩(wěn)態(tài)誤差、魯棒性等的定義和計算方法。分析這些指標之間的關系和相互影響。結合實際的控制系統(tǒng)案例，說明如何根據性能評估指標來判斷系統(tǒng)是否滿足設計要求，并討論如何通過調整控制