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一、填空题（合计20分，每题2分）1.工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两个组成部分。
2.计算机控制系统中常用的控制器有可编程序控制器、工控机、单片机、DSP、智能调节器等。
3.在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地输入两种输入方式。
4.ADC0809是一种带有8通道模拟开关的8位逐次逼近式A/D转换器。
5.模拟量输入通道的任务是把从系统中检测到的模拟信号，变成二进制数字信号，经接口送往计算机。
6.信号接地方式应采用一点接地方式，而不采用多点接地方式。
7.按极点配置设计的控制器通常有两部分组成，一部分是状态观测器，另一部分是控制规律。
8.模块化程序设计一般包括自顶向下和自底向上两种设计方法。
9.线性表、数组、堆栈和队列的共同特点是要求连续的存储单元来顺序存放数据元素。
10.计算机控制系统的输入变送器和输出执行机构的信号统一为0~10mA DC或4~20mA DC。
二、名词解释（合计30分，每题5分）1.采样过程按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号，变成在时刻0、T、2T、…kT的一连串脉冲输出信号的过程。
2.地线是信号电流流回信号源的地阻抗路径。
”3.数字程序控制就是计算机根据输入的指令和数据，控制生产机械(如各种加工机床)按规定的工作顺序、运动轨迹、运动距离和运动速度等规律自动地完成工作的自动控制4.数据是描述客观事物的数、字符，以及所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的集合。
5.积分饱和如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作三、选择题（合计15分，每题3分）1.下列不属于数字控制方式的是（ C ）A、点位控制B、直线控制C、网格控制D、轮廓控制2.8位的A/D转换器分辨率为（ C ）A、0.01587B、0.007874C、0.003922D、0.00097753.专家控制系统大致可以分为（D ）①专家自整定控制②专家自适应控制③专家监督控制④混合型专家控制⑤仿人智能控制A、①②③⑤B、②④⑤C、②③④⑤D、①③④⑤4.一个8位的A/D转换器(量化精度0.1%)，孔径时间3.18µm，如果要求转换误差在转换精度内，则允许转换的正弦波模拟信号的最大频率为（ B ）A、5HzB、50HzC、100HzD、500Hz5.某热处理炉温度变化范围为0~1350℃，经温度变送器变换为1~5V的电压送至ADC0809，ADC0809的输入范围为0~5V，当t=KT时，ADC0809的转换结果为6A，此时炉温为（C ）A、588.98℃B、288.98℃C、361.23℃D、698.73℃四、简答题（合计20分，每题5分）1.什么是干扰，干扰来源，抗干扰措施。
先进控制基础知识试题### 先进控制基础知识试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 先进控制技术主要解决的是以下哪类问题？A. 简单线性系统控制B. 非线性系统控制C. 离散时间系统控制D. 以上都不是2. 以下哪个不是先进控制技术的特点？A. 鲁棒性B. 适应性C. 线性性D. 预测性3. 模糊控制属于以下哪类控制技术？A. 经典控制B. 现代控制C. 智能控制D. 非线性控制4. 神经网络控制通常用于解决哪类问题？A. 线性系统控制B. 非线性系统控制C. 离散事件系统控制D. 所有上述问题5. 以下哪个算法是用于优化控制参数的？A. PID算法B. 遗传算法C. 卡尔曼滤波D. 状态反馈控制#### 二、填空题（每题2分，共20分）6. 先进控制技术通常包括_______控制、_______控制、_______控制等。
7. 鲁棒控制的目的是使控制系统在存在_______时仍能保持稳定。
8. 预测控制的核心思想是利用系统的_______信息来优化控制行为。
9. 模糊逻辑控制通过_______来处理不确定性和模糊性。
10. 神经网络控制能够通过_______学习控制规律。
#### 三、简答题（每题10分，共40分）11. 简述先进控制技术与传统控制技术的区别。
12. 解释什么是自适应控制，并给出一个应用实例。
13. 描述模糊控制系统的基本组成及其工作原理。
14. 阐述神经网络在控制领域中的应用优势。
#### 四、计算题（共20分）15. 假设有一个二阶系统，其传递函数为 \( G(s) = \frac{2}{s^2 + 3s + 2} \)。
请使用PID控制器设计一个控制策略，使得系统输出快速且准确地跟踪给定的参考输入。
#### 五、论述题（共20分）16. 论述在现代工业自动化中，先进控制技术的重要性及其面临的挑战。
注意：请在答题纸上作答，保持字迹清晰，答案准确。
祝您考试顺利！（本试题旨在考察学生对先进控制技术基础知识的掌握程度，包括理论知识和实际应用能力。
生答题不得过此线··密····························封·························线···························· 系 专业 年级班级 姓名 学号 ··················装····························订·························线···························· 一、单项选择题（每小题1分，共20分） a. 中国 b.美国 c.日本 d. 法国2. 不同的切削方法的高速切削速度范围是不同的，其中车削切削速度范围是（ a ）a.700-7000m/min;b.300-600m/min;c.200-1100m/min;d.150m/s 以上3.PDM 的含义是（d ）a. 制造资源计划b. 物料需求计划c. 企业资源计划d. 产品数据管理 4．下列哪种说法不符合绿色制造的的思想（ c ）a. 对生态环境无害b. 资源利用率高，能源消耗低c. 为企业创造利润5.硅微体刻蚀加工和硅微面刻蚀加工的区别在于（ a ）a. 体刻蚀加工对基体材料进行加工，而面刻蚀加工不对衬底材料进行加工；b. 体刻蚀加工不对基体材料进行加工，而面刻蚀加工对衬底材料进行加工；c. 体刻蚀加工可获得高纵横比的结构，而面刻蚀加工只能获得较低纵横比的结构；6.MRP Ⅱ的含义是（ b ）a.物料需求计划b.制造资源计划c.企业资源计划d.产品数据管理 7.在进行纳米级测量两个导体的表面形貌时，常采用的测量仪器为（ b ） a.电镜 b.扫描隧道显微镜 c.图像处理技术 8.微细加工技术中的刻蚀工艺可分为下列哪两种（ b ）a 离子束刻蚀、激光刻蚀 b. 干法刻蚀、湿法刻蚀 c. 溅射加工、直写加工 9. 下列不是制造自动化分系统的是( a )a.机械加工系统b.控制系统物c. 质量保证子系统d.监控系统 10.下列不属于先进制造工艺所具有的显著特点的是（ b ） a.优质； b.能耗大； c.洁净； d.高效 11. 下列属于可回收性设计原则的是（ d ） a.避免有相互影响的零件组合，避免零件的无损 b.避免使用与循环利用过程不想兼容的材料或零件c.实现零部件的标准化、系列化、模块化，减少零件的多样性d.易于拆卸，易于分离12．不适合用精密与超精密机床的微进给系统的方式为（ a ） a. 滚珠丝杠螺母机构 b. 压电陶瓷驱动装置 c. 弹性变形机构 13.机械系统的可靠性模型中串联系统的可靠度将因其组成单元数的增加而( b )，并联系统的可靠度总是( b )任一单元的可靠度。
过程计算机控制及先进控制策略的实现课后练习题含答案一、选择题1.下列哪一项不是过程计算机控制的优点？a.可以实时监控生产流程；b.可以实现高效自动化控制；c.可以减少人工操作过程中的错误率；d.可以降低生产成本和提高生产效率。
答案：B2.关于先进控制策略的描述，以下哪一项是错误的？a.先进控制策略可以将产品质量提高到更高的水平；b.先进控制策略可以优化生产过程，缩短生产周期；c.先进控制策略可以降低生产成本；d.先进控制策略只能在生产初期使用。
答案：D二、填空题1.在过程计算机控制中，PID控制器中的P代表_______，I代表_______，D代表_______。
答案：比例项；积分项；微分项2.先进控制策略中的模型预测控制（MPC）是一种______________控制算法。
答案：模型基于预测的三、问答题1.简述过程计算机控制的工作原理？答：过程计算机控制的基本工作原理是将物理参量通过传感器，经过放大、滤波、AD转换等一系列处理后，送入控制器中进行计算，获取控制误差信号后，通过执行机构调节被控对象，保持被控量处于一定的稳定状态。
过程计算机控制系统实现控制的目的是通过减小产生控制误差的源，如温度、压力、流量等的波动，来达到控制被控对象的目的，从而实现自动化控制。
2.请简述模型预测控制（MPC）的实现步骤？答：模型预测控制（MPC）是一种基于预测的先进控制策略，其实现步骤如下：•构建数学模型：根据被控对象的特性，构建数学模型；•模型预测：通过当前状态预测未来的状态；•优化控制方案：在控制策略中加入优化目标函数，生成控制方案；•执行控制方案：执行控制方案，将结果送回模型中，进行下一轮控制。
MPC的优点是能够在考虑到未来的情况下生成最优控制方案，实现对被控对象的更加精准控制。
先进控制技术_青岛大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.自适应控制需要研究稳定性、收敛性、鲁棒性等。
参考答案:正确2.模糊控制器的输入必须通过模糊化才能用于控制输出的求解，因此它实际上是模糊控制器的输出接口。
参考答案:错误3.模糊控制器（Fuzzy Controller—FC）也称为模糊逻辑控制器（Fuzzy LogicController—FLC）,由于所采用的模糊控制规则是由模糊理论中模糊条件语句来描述的，因此模糊控制器是一种语言型控制器，故也称为模糊语言控制器（Fuzzy Language Controller—FLC）。
参考答案:正确4.模糊控制首先将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将来自传感器的实时信号模糊化，将模糊化后的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到传感器上。
参考答案:错误5.模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的一种智能控制方法。
参考答案:正确6.模糊关系指对普通集合的数学乘积施加某种模糊条件限制后得到(用隶属度表示)的模糊集合。
参考答案:错误7.自校正控制系统的基本思想是将参数估计递推算法与各种不同类型的控制算法结合。
参考答案:正确8.用于计算隶属度的函数称为隶属函数。
参考答案:正确9.元素属于模糊集合的程度用隶属度或模糊度来表示。
参考答案:正确10.在模糊数学中，我们称没有明确边界（没有清晰外延）的集合为模糊集合。
参考答案:正确11.智能模糊控制具有人工智能的特点，能对原始规则进行修正、完善和扩展，通用性强。
参考答案:正确12.自组织模糊控制中某些规则和参数可修改，可对一类对象进行控制。
参考答案:正确13.基本模糊控制不针对特定对象设计，控制效果好。
控制过程中规则需要改变，具有通用性，设计工作量较小。
参考答案:错误14.模糊控制发展的三个阶段：基本模糊控制、自组织模糊控制、先进模糊控制。
先进控制技术综合实训答案1.系统的输出是指能从外部量测到的来自系统的信息2.动态方程包括状态方程和_输出___方程.3.性能指标4.从训练的角度而言.神经网络可分为有监督调练与_____无监督测练5.若某系统处在最优控制下，则其性能指标取___股值.6.(神经网络的训练是应用一系列输入向量，通过预先确定的过程(算法网络的权值未实现的.7.线性系统在to时刻可控的充要条件是该系统的可控的格拉姆矩阵为_北奇异矩阵.。
8.状态变量是确定动力学系统状志的_最小_-组变量.9.若在系统的状志空间表达式中，f和g均是___线性函数则称系统为线性系统.10.状志调节器的基本任务是:当系统状态偏离系统平衡状志时，寻求一个控制.在消耗能量不大的条件下使状志向量的各分量_____11.若系统能从x功.)=a转移到xut,)=0，则下列说法正确的( ._ ).A.为时刻可达：B.a为1时刻可控: .C.a为时刻可观：D、a为t时刻可构。
12.关于神经网络的特性，下列说法错误的是(D).一个。
自学习能力：.B.容错能力：C.并行处理能力：.D.以上说法都不对.13.关于知识表示方法应该有的性质，下列说法错误的是(L.)一个。
表达充分B.推理有效C.有效获取知识D.便于记忆.14.关于最优控制，下列说法正确的是(C_).一个。
控制过程中所用时间最少：B.控制过程能量消耗最少：C.性能指标取极值D.以上说法都不对.15.关于设计模型参考自适应控制系统核心问题，下列说法正确的是(B)一个。
选择好参考模型：B.如何设计好自适应调整率：C.A和B都正确：D、以上说法都不对.。
（B ）卷一、填空（1～9题每空1分，10题2分，共20分）1、计算机控制系统的工作可归纳为三个步骤，分别是（ 实时数据采集）（1分）、（实时控制决策）（1分）、（实时控制输出）（1分）。
2、实时是指信号的（ 输入）（1分）、（ 计算）（1分）和输出都要在一定时间范围那完成。
在线是指计算机和生产过程相连并受计算机控制。
一个在线的系统（ 不一定是）（1分）一个实时系统，但是一个实时系统（一定是）（1分）在线系统。
3、在计算机控制系统中，抑制共模干扰的常见方法有（变压器隔离）（1分）、（光电隔离）（1分）、（浮地屏蔽）（1分）及采用仪表放大器提高共模抑制比。
4、D/A 转换器的主要技术指标有（分辨率）（1分）、（建立时间）（1分）、线性误差等。
5、数字量输入接口元件74LS244的作用是（ 隔离和缓冲）（1分）。
6、在ADC0809中，A 、B 、C 三引脚的组合式用来（选择输入通道 ）（1分）。
7、在PID 控制中，积分的作用是（ 消除误差 ）（1分）。
8、无纹波系统的调整时间要增加若干拍，增加的拍数等于（)(z G ）（1分）在单位圆内的零点数。
9、逐点比较法是以（阶梯折线）（1分）来逼近直线和圆弧，它与规定的加工直线或圆弧之间的最大误差是一个（ 脉冲当量）（1分）。
10、模拟量输入通道中，当（ 输入信号变化缓慢，A/D 转换器转换时间足够短时 ）（1分），可以不加采样保持器。
二、问答题（共25分）1、 简单分析RS-232C 接口与RS-485接口的特点（5）答：RS-232：点对点(1发1收)；最大传输速度20Kb/S ；最大传输电缆长度为15米，常用于本地设备之间的通讯。
采用的是单端传输（不平衡传输），特点：通信距离较短、速率较低、抗干扰能力差。
…………………….(2.5分)RS-485：点对多(1发32收)；最大传输速度为 10Mb/s ；最大传输电缆长度为1200多米。
采用平衡双端双发的传输方式、需要在传输线上接终端电阻，特点：通信距离较远、速率较高、抗干扰能力较好。
南阳理工学院电子与电气工程系2010—2011学年第一学期期末考试卷 课程名称 先进控制技术 试卷编号 B 考试方式 开卷 满分分值 100分一、填空题（每空1分，共10分）。
1、系统的输入是指由外部施加到系统上的全部 。
2、连续时间系统的状态方程一般形式为 。
3、状态空间是所有状态的 。
4、设计模型参考自适应控制系统的核心问题是 如何设计好自适应调整率。
5、训练神经网络主要是改 的值。
6、状态方程和 联立起来，构成一个对动态系统的完整描述，总称为系统的状态空间表达式。
7、若某系统处在最优控制下，则其性能指标取 值。
8、线性系统在t 0时刻可控的充要条件是该系统的可控的格拉姆矩阵为矩阵。
9、若在系统的状态空间表达式中，f 和g 均是 ，则称系统为线性系统。
10、状态调节器的基本任务是：当系统状态偏离系统平衡状态时，寻求一个控制，在消耗能量不大的条件下使状态向量的各分量 。
二、选择题（每题3分，共15分）。
11、若存在能将系统从0()0x t =转移到()f x t α=的控制作用，则下列说法正确的是( )。
A 、 α为t 0时刻可达；B 、 α为t 0时刻可控；C 、 α为t 0时刻可观；D 、 α为t0时刻可够。
12、关于最优控制，下列说法正确的是( )。
A 、控制过程中所用时间最少；B 、控制过程能量消耗最少；C 、性能指标取极值；D 、以上说法都不对。
13、已知某系统的状态方程为12010x 001x g x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦，性能指标为03ft t J g dt=⎰则其哈密尔顿函数为( )。
A 、212212H g x g λλ=++ B 、312212H g x gλλ=++C 、312213H g x gλλ=++ D 、3122H g x g λλ=++。
14、关于设计模型参考自适应控制系统核心问题，下列说法正确的是( ) 。
A 、 选择好参考模型； B 、 如何设计好自适应调整率； C 、 A 和B 都正确； D 、 以上说法都不对。
一、选择填空1、闭环控制系统是根据___b________信号进行控制的。
A、被控量B、偏差C、扰动D、给定值2、被控对象在PI调节器作用下，当增加时，其动态偏差____减小 _______，静态偏差___增大_______。
A、增大B、减小C、不变3、被控对象干扰通道具有纯迟延，对系统控制质量____没影响____；控制通道T减小，对控制质量___有利 ____。
A 、有利 B、不利 C、没影响4、需要知道对象的动态特性，才能进行参数整定的工程方法是_____c______。
A、临界比例带法B、衰减曲线法C、响应曲线法D、广义频率法5、在控制过程中手／自动切换时的最基本要求是( 无扰动 )。
(A)手／自动可相互跟踪；(B)无扰动；(C)切换时的扰动量必须在规定范围内；(D)根据当时运行工况而定。
答案：B6、DDZ-Ⅲ型仪表采用国际标准信号，现场传输信号是(4～20mADC )，控制联络信号为1～5VDC。
(A)0～10mADC；(B)4～20mADC；(C)1～5VDC；(D)1～10VDC。
答案：B7、浮子式流量计的安装方式为( 垂直地面安装 )。
(A)垂直地面安装；(B)与地面成45°安装；(C)与地面成水平安装；(D)以上方式都可以安装。
答案：A8、对于PID调节器( I的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差 )。
(A)I的作用是减小动态偏差、D的作用是消除静态偏差；(B)I的作用是消除静态偏差、D的作用是消除动态偏差；(C)I的作用是消除动态偏差、D的作用是减小静态偏差；(D)I的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差。
答案：D9、电动执行机构伺服放大器的输出信号是( 0～90°转角 )。
(A)0～10mA；(B)4～20mA；(C)0～90°转角；(D)交流无触点开关。
答案：C10、DCS装置本身只是一个软件、硬件的组合体，只有经过 ( 软、硬件组态 )以后才能成为真正适用于生产过程的应用控制系统。
技能认证热控专业考试(习题卷18)第1部分：单项选择题，共33题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]用于( )的重要单点测点信号,取样及测量管路必须独立,禁止和其他测点混合使用。
A)报警B)显示C)保护、调节答案:C解析:2.[单选题]下列哪项不属于燃煤锅炉FSSS功能测试项目( )。
A)机炉电大联锁B)燃油泄漏测试C)燃气泄漏测试答案:C解析:3.[单选题]锅炉在正常运行中，汽包上云母水位计所示水位与汽包内实际水位比( )A)偏高；B)相等；C)偏低。
答案:C解析:4.[单选题]两侧烟风系统的控制逻辑组态,应分配在( )的控制器中。
A)不同B)相同C)不同(或相同)答案:C解析:5.[单选题]发电机引出线绝缘包扎时,应加强( ),严禁烟火。
操作人员应使用必要的防护用品,操作时应有专人监护。
A)监护B)督促C)通风答案:C解析:6.[单选题]抗射频干扰测试,用步话机在距敞开柜门的机柜( )处,正常音量对之讲话作干扰源发出射频干扰信号进行测验。
A)1.5mB)2mC)2.5m答案:A解析:A)3B)4C)5答案:C解析:8.[单选题]由于对控制逻辑的认识不充分，关于控制系统逻辑优化和完善问题的讨论，一些观点有误，如下列关于控制逻辑的讨论选项，不完全正确的是( ) 试验A)逻辑控制的设计应遵循简单可靠的原则，复杂的控制逻辑不一定好。
B)联锁保护必须根据一次测量元件的可靠性来设计。
C)目前许多机组将大型辅机的电机线圈温度由原来的跳闸改为报警，减少了保护联锁系统的误动次数，因此电机线圈温度作为保护只是设计习惯，实际上都可以取消。
D)虽然电机线圈温度测量信号的故障率非常高，辅机启动时常常不得不将故障的线圈温度测量信号强制撤出运行，但取消大型电机线圈温度信号保护改为报警信号的观点不一定妥当。
答案:C解析:9.[单选题]关于火检探头冷却风的作用，正确的说法是（ ）A)炉膛燃烧出现正压时，防止火焰沿探头保护管外喷；B)在火焰和探头之间建立隔离带，使火焰与探头不直接接触C)保证对探头保护管和内置光纤的连续冷却，防止探头因高温损坏；D)对探头头部的光学镜片进行吹扫，保证探头的“眼睛”不被灰尘污染。
智能控制试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个不属于智能控制的基本类型？A. 专家控制B. 神经网络控制C. 模糊控制D. 逻辑控制答案：D2. 在智能控制中，专家控制系统主要依靠以下哪种技术进行决策？A. 模式识别B. 知识表示C. 推理算法D. 机器学习答案：C3. 以下哪个不属于模糊控制的特点？A. 容错性B. 适应性C. 鲁棒性D. 精确性答案：D4. 神经网络控制的核心思想是什么？A. 模拟人脑神经元结构B. 模拟人脑神经元功能C. 模拟人脑思维过程D. 模拟人脑学习过程答案：B5. 在智能控制系统中，以下哪个环节不属于反馈环节？A. 控制器B. 执行器C. 传感器D. 被控对象答案：A二、填空题（每题2分，共20分）6. 智能控制是指利用计算机技术和人工智能技术，对__________进行自动控制。
答案：复杂系统7. 专家控制系统主要由__________、__________和__________三部分组成。
答案：知识库、推理机、解释器8. 模糊控制的核心是__________，它将模糊逻辑应用于控制策略的制定。
答案：模糊控制器9. 神经网络控制的关键技术包括__________、__________和__________。
答案：网络结构设计、学习算法、权重调整10. 智能控制系统的性能评价指标主要包括__________、__________、__________和__________。
答案：稳定性、准确性、鲁棒性、适应性三、判断题（每题2分，共20分）11. 智能控制系统可以完全替代人工控制系统。
（）答案：×12. 模糊控制适用于处理具有非线性、时变性、不确定性等复杂问题的控制。
（）答案：√13. 专家控制系统在处理问题时，需要大量的领域知识和经验。
（）答案：√14. 神经网络控制具有较强的学习能力和自适应能力。
（）答案：√15. 智能控制系统的设计不需要考虑系统的稳定性。
三控试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 在控制系统中，开环控制系统与闭环控制系统的主要区别在于：A. 控制器的类型B. 反馈环节C. 执行机构D. 传感器答案：B2. 下列哪项不是控制系统的性能指标？A. 稳定性B. 快速性C. 经济性D. 准确性答案：C3. 以下哪个不是PID控制器的组成部分？A. 比例（P）B. 积分（I）C. 微分（D）D. 延迟（D）答案：D4. 一个稳定的控制系统，其开环传递函数的极点位于：A. 左半平面B. 右半平面C. 虚轴上D. 复平面上答案：A5. 在控制系统中，超调量通常用来衡量：A. 稳定性B. 快速性C. 准确性D. 稳定性和快速性答案：D6. 控制系统的稳态误差与系统的：A. 稳态增益B. 动态响应C. 稳态响应D. 初始条件答案：A7. 一个系统如果具有零稳态误差，那么它的开环传递函数中必须包含：A. 积分环节B. 微分环节C. 比例环节D. 延迟环节答案：A8. 以下哪个术语用于描述系统响应的快速性？A. 延迟时间B. 峰值时间C. 稳定时间D. 调整时间答案：B9. 系统响应的超调量与系统的：A. 阻尼比B. 频率响应C. 增益D. 相位裕度答案：A10. 在控制系统设计中，根轨迹法主要用于：A. 稳定性分析B. 性能优化C. 故障诊断D. 系统建模答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响控制系统的稳定性？A. 系统增益B. 系统结构C. 外部干扰D. 系统参数答案：ABCD2. PID控制器的调整参数包括：A. 比例增益B. 积分时间C. 微分时间D. 延迟时间答案：ABC3. 以下哪些方法可以用于控制系统的性能分析？A. 根轨迹法B. 频率响应法C. 时间响应法D. 状态空间法答案：ABCD4. 以下哪些属于控制系统的稳定性判据？A. 劳斯-赫尔维茨判据B. 奈奎斯特判据C. 伯德图D. 相位裕度答案：AB5. 以下哪些是控制系统的动态性能指标？A. 稳态误差B. 峰值时间C. 调整时间D. 稳态增益答案：BC三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述开环控制系统与闭环控制系统的优缺点。
工程控制技术期末试题答案一、选择题1. 工程控制技术中，最基本的控制方法是（）。
A. 开环控制B. 闭环控制C. 串级控制D. 比例控制答案：B2. 在控制系统中，用于描述系统动态特性的参数是（）。
A. 稳态增益B. 频率响应C. 传递函数D. 根轨迹答案：C3. 系统稳定性的判断可以通过（）来实现。
A. 奈奎斯特判据B. 根轨迹法C. 波德图D. 以上都是答案：D4. 对于连续时间系统，其传递函数是由（）来定义的。
A. 系统输入与输出之间的拉普拉斯变换之比B. 系统输入与输出之间的Z变换之比C. 系统状态空间方程D. 系统的微分方程答案：A5. 在数字控制系统中，采样周期的选择应考虑（）。
A. 仅考虑系统稳定性B. 仅考虑系统的动态性能C. 系统的稳态误差D. 系统的频率响应答案：D6. 状态空间表示法中，描述系统动态的方程是（）。
A. 代数方程B. 微分方程C. 差分方程D. 传递函数答案：C7. 对于一个线性时不变系统，其系统的传递函数与状态空间表示法之间的关系是（）。
A. 互为充分必要条件B. 仅在连续时间系统中成立C. 仅在离散时间系统中成立D. 没有任何关系答案：A8. 在控制系统设计中，常见的校正装置有（）。
A. 比例控制器B. 积分控制器C. 微分控制器D. 所有以上答案：D9. 系统的性能指标中，用于衡量系统对输入信号的跟踪能力是（）。
A. 稳态误差B. 过渡过程C. 响应速度D. 阻尼比答案：A10. 在控制系统分析中，常用的性能指标有（）。
A. 超调量B. 上升时间C. 调节时间D. 所有以上答案：D二、填空题1. 在控制系统中，开环增益是指_________与_________之间的比例关系。
答案：系统输出；系统输入2. 根轨迹法是一种用于分析和设计控制系统的技术，它基于系统开环传递函数的_________。
答案：极点移动3. 波德图是一种用于分析频率响应的图形化工具，它由_________和_________两部分组成。
南阳理工学院电子与电气工程系2010—2011学年第一学期期末考试卷 课程名称 先进控制技术 试卷编号 B 考试方式 开卷 满分分值 100分一、填空题（每空1分，共10分）。
1、系统的输入是指由外部施加到系统上的全部 激励 。
2、连续时间系统的状态方程一般形式为 一阶微分方程组。
3、状态空间是所有状态的 向量空间 。
4、设计模型参考自适应控制系统的核心问题是 如何设计好自适应调整率。
5、训练神经网络主要是改 连接权 的值。
6、状态方程和 输出方程 联立起来，构成一个对动态系统的完整描述，总称为系统的状态空间表达式。
7、若某系统处在最优控制下，则其性能指标取 极 值。
8、线性系统在t 0时刻可控的充要条件是该系统的可控的格拉姆矩阵为非奇异 矩阵。
9、若在系统的状态空间表达式中，f 和g 均是 线性函数 ，则称系统为线性系统。
10、状态调节器的基本任务是：当系统状态偏离系统平衡状态时，寻求一个控制，在消耗能量不大的条件下使状态向量的各分量 趋于0 。
二、选择题（每题3分，共15分）。
11、若存在能将系统从0()0x t =转移到()f x t α=的控制作用，则下列说法正确的是( A )。
A 、 α为t 0时刻可达；B 、 α为t 0时刻可控；C 、 α为t 0时刻可观；D 、 α为t 0时刻可够。
12、关于最优控制，下列说法正确的是（ C ）。
A 、控制过程中所用时间最少；B 、控制过程能量消耗最少；C 、性能指标取极值 ；D 、以上说法都不对。
13、已知某系统的状态方程为12010x 001x g x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦，性能指标为03ft t J g dt=⎰则其哈密尔顿函数为（ D ）。
A 、212212H g x g λλ=++ B 、312212H g x gλλ=++C 、312213H g x gλλ=++ D 、3122H g x g λλ=++。
14、关于设计模型参考自适应控制系统核心问题，下列说法正确的是( B ) 。
A 、 选择好参考模型； B 、 如何设计好自适应调整率； C 、 A 和B 都正确； D 、 以上说法都不对。
15、 关于专家系统的特点，下列说法错误的是 （ D ）。
A 、 具有透明性；B 、具有灵活性；C 、 具有启发性；D 、以上说法都不对。
三、简答题（每题10分，共50分）。
16、简述什么是最优控制。
答：设系统的状态方程为[(),(),]X f X t U t t = 在给定初始条件X(t 0)=X 0条件下，选择有约束或无约束的控制U(t)，使X(t)从初始状态出发，在实践区域[t 0,t f ]中，转移到目标集S,并在沿着这条状态轨迹转移过程中，性能指标0[(),][(),(),]ft f f t J X t t L X t U t t dt φ=+⎰取极值。
则称所选择的控制U 为最优控制，记作U *(t)，称这条状态转移轨迹为最优轨迹，记作X *（t ）。
所谓最优控制问题，实际上就是在一些约束条件及边界条件下，求使性能指标J 取极值时的最优控制U *(t)。
17、简述什么是自适应控制。
答：自适应控制就是系统能在其运行过程中，通过不断的测量系统的输入、状态、输出或性能参数，逐渐的了解和掌握对象，然后根据所获得的过程信息，按一定的设计方法，作出控制决策去更新控制器的参数、结构或控制作用，以便在某种意义下，使控制效果达到最优或近似最优。
18答：当参考输入r(t)同时加到系统和参考模型的入口时，由于对象的初始参数未知，控制器的初始参数不会调整的很好。
因此，系统的输出响应x(t)在初始运行时与模型的输出响应x m (t)也不会完全一致，结果产生偏差信号e(t),由e(t)驱动自适应机构，产生适当的调节作用，直接改变控制器的参数，从而使系统输出x(t)逐渐逼近模型输出x m (t)，直到x(t) =x m (t)，e(t)=0为止。
当e(t)=0后，自适应参数调整过程就自动停止了。
19、简述BP 网络的训练学习过程？ 答：向前传播阶段：（1）从样本集中取一个样本(Xp ，Yp)，将Xp 输入网络； （2）计算相应的实际输出Op ：Op=Fl(…(F2(F1(XpW(1))W(2))…)W(L))向后传播阶段——误差传播阶段：（1）计算实际输出Op 与相应的理想输出Yp 的差； （2）按极小化误差的方式调整权矩阵。
（3）网络关于第p 个样本的误差测度：（4） 网络关于整个样本集的误差测度：()∑=-=m j pj pj p o y E 1221∑=p pE E ijj j ij w net net Ew E ∂∂⋅∂∂-=∂∂-j kj kk net w o =∑kj k jk iij ij w o net o w w ⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭==∂∂∑令所以Δwij=αδj o i ANj 为输出层神经元 由 o j =f(net j ) 容易得到从而得到ANj 为隐藏层神经元ij ijk k kj j ij j j ij o net E w o w net E w net net Ew E ⋅∂∂-=∂⎪⎭⎫⎝⎛∂⋅∂∂-=∂∂⋅∂∂-=∂∂-∑jjEnet δ∂=-∂()jj jo f net net ∂'=∂()j j j j jj jE net o Eo net E f net o δ∂=-∂∂∂=-⋅∂∂∂'=-⋅∂()())())(22()21(21212j j j j j j j j m k k k j o y o y o o y o o y o E -=---=∂-∂-=∂⎪⎭⎫⎝⎛-∂-=∂∂-∑='j '() ()()j jE f net O y O f net δ∂=-∂=-' ()()ij j ij j j iw O y O f net Oαδα∆==-j j j j jE net o Eo net δ∂=-∂∂∂=-⋅∂∂()j j j o f net net ∂'=∂()j j j E f net o δ∂'=-⋅∂1()hHk k j k j net E Eo net o =∂∂∂=⋅∂∂∂∑1hH ik i i k jkj jw o net w o o =⎛⎫∂ ⎪∂⎝⎭==∂∂∑11h hH k k j k j Hjk k k net EE o net o E w net ==⎛⎫∂∂∂=⋅ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎛⎫∂=⋅ ⎪∂⎝⎭∑∑k k net E ∂∂-=δ1h Hk jk k j E w o δ=∂=-∂∑1()hH j k jk j k w f net δδ=⎛⎫'=⋅ ⎪⎝⎭∑'1()()ij j imk jk j ik w O w f net O αδαδ=∆==∑20、动态规划的基本思想是什么？答：动态规划法的核心思想是多步决策过程的最优决策序列具有这样的性质，不论过程的初始阶段，初始状态与初始决策如何，把前一决策所形成的阶段与状态作为初始条件来考虑，余下的决策对余下的过程而言，必须构成最优决策序列。
四、分析计算题（21题15分，22题10分，共25分）。
21、设被控系统的状态方程为：12010001x X g x ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦性能指标为12Jg dt =⎰，约束条件为：12(1)(1)1x x +=，求系统由X （0）=0出发到t f =1时满足约束条件并且性能指标为极小时的最优控制g *(t).解：构造哈密尔顿函数 2122H g x g λλ=++终值约束条件为U=x 1(1)+ x 2(1)-1=0 则增广性能指标11212200[1x (1)1][]J v x H x g d tαλλ=+--+--⎰（） 伴随方程112Hx H x λ∂=∂∂=∂111u (1)11v v x x φλ∂∂=+=∂∂（）（） 222u(1)11v vx x φλ∂∂=+=∂∂（）（）控制方程220H g gλ∂=+=∂联立解上述方程可得 *33()147g t t =-+*32113()2814x t t t =-+*2233()287x t t t=-+22、用动态规划中的逆推解法求解问题2123m ax z x x x =⋅⋅，满足123 (0)0 i =1,2,3ix x x cc x ++=>⎧⎨≥⎩。
解：设状态变量为s 1, s 2, s 3, s 4,并记s 1=c ； 决策变量x 1, x 2, x 3,。
最优值函数f k (s k )：从第k 阶段到第三阶段所得到的最大值设s 1=c ，s 2= s 1-x 1=c- x 1s 3= s 2-x 2, s 4= s 3-x 3 由s 4=0s1x 1s 2 x 2 s 3x 3s 4得s 3=x 322110, 0x s x s c ≤≤≤≤=()()max (,)n n n n n n n n x D s f s v s x ∈=用逆推解法，从后先前依次有利用微分法易知：已知s1=c ，可得各阶段的最优决策和最优值 即33*333333()max() x x s f s x s s ====及最优解2222222222233222002220()m ax [()] m ax [()]m ax (,)x s x s x s f s x f s x s x h s x ≤≤≤≤≤≤=⋅=⋅-=222222222222222()*(1)23020()3dh x s x x x s x dx x s x =-+-=-===由得和舍去2222222222222232226|2023x x d h d h x x s dx dx x s ==-=-<=又，而故为极大值点。
223222222222224()()()()3327f s x s x s s s s =-=-=所以*2223x s =最优值11111111311122111001110321111104()m ax [()] m ax [()]27m ax (,) 44 m ax [()()(1)] 0279x s x s x sx s f s x f s x s x h s x s x x s x ≤≤≤≤≤≤≤≤=⋅=⋅-==-+⋅--=求导得11111()4x s x s ==得和舍去41111111() 644f s s x s ==411*211*322221344211 ()3216s s x c c c x s c f s c =-=-=∴===由*322*333331142411 ()44s s x c c c x s c f s c =-=-=∴===由***12341111 4241m ax ()64x c x c x c z f c c =====得最优解为：最大值为：。
