2025年高职智能控制技术（智能系统设计）试题及答案.doc

2025年高职智能控制技术（智能系统设计）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种智能控制算法常用于解决复杂系统的优化问题且具有自学习能力？
A. 模糊控制算法
B. 神经网络控制算法
C. 遗传算法
D. 专家控制算法

2. 智能系统设计中，传感器的作用主要是？
A. 执行控制指令
B. 提供系统动力
C. 采集环境信息
D. 进行数据处理

3. 关于智能控制系统的稳定性，以下说法正确的是？
A. 稳定的智能控制系统在任何情况下都不会出现波动
B. 稳定性与系统的响应速度无关
C. 稳定性是智能控制系统正常运行的重要保障
D. 只要系统参数设置合理就一定能保证稳定性

4. 智能系统中的知识库主要用于存储？
A. 控制算法程序
B. 传感器采集的数据
C. 专家经验和知识
D. 系统运行的中间结果

5. 以下哪种编程语言在智能控制软件开发中应用较为广泛？
A. Python
B. C++
C. Java
D. 以上都是

6. 智能控制技术中的模型预测控制，其核心思想是？
A. 根据当前状态预测未来输出并进行优化控制
B. 基于模糊逻辑进行控制决策
C. 通过神经网络进行模式识别
D. 利用遗传算法优化控制参数

7. 在智能系统设计中，被控对象的数学模型建立的目的是？
A. 方便系统硬件选型
B. 为控制算法设计提供基础
C. 确定传感器的安装位置
D. 评估系统的可靠性

8. 智能控制系统的人机交互界面设计应遵循的原则不包括？
A. 操作复杂以体现系统专业性
B. 界面友好
C. 信息清晰易读
D. 便于用户操作

9. 以下哪种智能控制方法适用于具有不确定性和模糊性的系统？
A. 自适应控制
B. 鲁棒控制
C. 模糊控制
D. 最优控制

10. 智能系统设计中，通信模块的作用是？
A. 实现系统内部各部件的数据传输
B. 接收外部指令并执行
C. 控制传感器的工作状态
D. 对系统进行故障诊断

第II卷（非选择题 共70分）

填空题（共15分）
答题要求：本大题共5小题，每小题3分。请在横线上填写正确答案。

1. 智能控制技术是自动控制技术与______、______等学科相结合的产物。

2. 模糊控制的核心是______，它将输入的精确量转化为模糊量进行处理。

3. 神经网络由大量的______组成，通过调整______来实现对数据的学习和分类。

4. 智能系统的可靠性设计包括硬件可靠性设计和______可靠性设计。

5. 专家控制系统中的推理机根据______和______进行推理，得出控制决策。

简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述智能控制技术的主要特点。

2. 说明传感器在智能系统中的选型原则。

3. 智能控制系统的性能指标有哪些？

4. 解释一下遗传算法中适应度函数的作用。

分析题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。阅读材料，回答问题。

材料：在一个智能温度控制系统中，采用了模糊控制算法。系统的输入为当前温度与设定温度的差值（e）及其变化率（ec），输出为加热或制冷设备的控制量（u）。模糊控制规则如下：当e为正大且ec为正大时，u为负大；当e为正大且ec为正中时，u为负中；当e为正大且ec为负大时，u为零；等等。

问题：请分析当当前温度远高于设定温度且温度还在快速上升时，系统的控制输出情况，并说明原因。

设计题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。根据要求设计一个简单的智能路灯控制系统。

要求：该路灯系统能根据环境亮度自动调节路灯亮度，白天路灯关闭，夜晚路灯开启且亮度根据环境亮度变化。请说明系统的组成部分、采用的传感器和控制算法，并画出系统的简单原理图。

综合应用题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。

材料：某智能仓库管理系统，负责货物的存储、搬运和出入库管理。系统中采用了多种传感器，如激光测距传感器用于测量货物位置，重量传感器用于检测货物重量。同时，配备了智能搬运机器人，通过无线网络与中央控制系统连接。

问题：
1. 请阐述该智能仓库管理系统的工作流程（10分）。
2. 若要提高该系统的效率，你认为可以从哪些方面进行优化？（10分）

答案：
第I卷答案
1. C
2. C
3. C
4. C
5. D
6. A
7. B
8. A
9. C
10. A

第II卷答案

填空题答案
1. 人工智能、计算机科学
2. 模糊规则
3. 神经元、权重
4. 软件
5. 知识库、数据库

简答题答案
1. 智能控制技术的主要特点包括：学习功能，能通过数据和经验不断学习改进；适应能力强，可适应复杂多变的环境；优化决策能力，能在多种方案中选择最优；具有自组织和自适应性，可自动调整控制策略。
2. 传感器在智能系统中的选型原则：精度满足要求，能准确采集所需数据；可靠性高，保证长期稳定工作；响应速度快，及时反馈信息；抗干扰能力强，减少外界干扰影响；与系统兼容性好，便于集成。
3. 智能控制系统的性能指标有：稳定性，系统能在给定条件下保持平衡运行；准确性，控制输出接近理想值；快速性，能快速响应输入变化；鲁棒性，在存在干扰和不确定性时仍能正常工作；可靠性，长时间可靠运行。
4. 遗传算法中适应度函数用于衡量个体（解）的优劣程度。它根据问题的目标和约束条件，对每个个体进行评估，适应度高的个体更有可能在遗传进化过程中被保留和繁衍，从而引导算法朝着最优解的方向搜索。

分析题答案
当当前温度远高于设定温度且温度还在快速上升时，即e为正大且ec为正大。根据模糊控制规则，此时系统的控制输出为负大。原因是模糊控制规则明确规定了这种输入情况下对应的输出为负大，目的是通过加大制冷量等方式快速降低温度，使系统尽快趋向设定温度。

设计题答案
系统组成部分：包括光照传感器、控制器、路灯。传感器采用光照传感器用于检测环境亮度。控制算法采用简单的阈值比较算法，当光照强度低于设定阈值时，控制器控制路灯开启，高于阈值时路灯关闭。原理图：光照传感器将检测到的亮度信号传送给控制器，控制器根据设定阈值判断是否开启路灯，若开启则给路灯供电使其发光。

综合应用题答案
1. 工作流程：激光测距传感器实时测量货物位置并传输给中央控制系统，重量传感器检测货物重量信息也传至中央控制系统。中央控制系统根据货物存储规则和出入库需求，规划搬运路径并通过无线网络发送指令给智能搬运机器人。机器人根据指令前往指定位置进行货物搬运、存储或取出操作。
2. 优化方面：优化传感器布局，提高货物位置和重量检测的准确性和全面性；升级无线网络，保证数据传输快速稳定，减少指令传输延迟；优化搬运机器人路径规划算法，提高搬运效率，减少空程时间；建立智能库存预警系统，提前规划货物存储和搬运，避免货物积压或短缺。