2025年機(jī)器人工程師考試重點(diǎn)題一、單選題（共10題，每題2分）1.下列哪種傳感器主要用于檢測(cè)物體的距離？A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.紅外傳感器D.光照傳感器2.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)通常不包括：A.伺服電機(jī)B.傳感器反饋C.PLC控制器D.人工操作界面3.在機(jī)器人關(guān)節(jié)控制中，"PID控制"的主要作用是：A.位置控制B.速度控制C.力量控制D.以上都是4.以下哪種不是常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人編程語(yǔ)言？A.LADDERB.VALC.C++D.IEC61131-35.機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)中，用于校正圖像畸變的技術(shù)是：A.透視變換B.插值算法C.色彩平衡D.圖像壓縮6.以下哪種算法常用于機(jī)器人路徑規(guī)劃？A.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)B.A*C.決策樹(shù)D.K-近鄰7.機(jī)器人控制系統(tǒng)中的"前饋控制"主要用于：A.補(bǔ)償系統(tǒng)延遲B.提高精度C.增強(qiáng)魯棒性D.減少能耗8.以下哪種傳感器主要用于檢測(cè)物體的顏色？A.超聲波傳感器B.CCD相機(jī)C.顏色傳感器D.溫度傳感器9.機(jī)器人協(xié)作安全系統(tǒng)中，"力/力矩傳感器"的主要作用是：A.檢測(cè)碰撞B.測(cè)量作用力C.防止過(guò)載D.以上都是10.以下哪種不是常見(jiàn)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題？A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)C.動(dòng)力學(xué)分析D.路徑規(guī)劃二、多選題（共5題，每題3分）1.機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)通常包括：A.視覺(jué)傳感器B.接觸傳感器C.壓力傳感器D.溫度傳感器E.位置傳感器2.機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要組成部分有：A.控制器B.執(zhí)行器C.傳感器D.通信模塊E.用戶(hù)界面3.機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的主要應(yīng)用包括：A.物體識(shí)別B.尺寸測(cè)量C.環(huán)境導(dǎo)航D.圖像處理E.人機(jī)交互4.機(jī)器人路徑規(guī)劃中常用的算法有：A.A*B.DijkstraC.RRTD.梯度下降E.貝葉斯濾波5.機(jī)器人協(xié)作安全系統(tǒng)的主要技術(shù)包括：A.力/力矩傳感器B.安全區(qū)域監(jiān)控C.人機(jī)交互界面D.碰撞檢測(cè)算法E.安全通信協(xié)議三、判斷題（共10題，每題1分）1.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析只考慮位置和速度，不考慮力。（×）2.伺服電機(jī)通常用于機(jī)器人的精確控制。（√）3.機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)只能用于識(shí)別顏色，不能用于測(cè)量尺寸。（×）4.PID控制器是一種線(xiàn)性控制器。（×）5.機(jī)器人的路徑規(guī)劃算法必須保證最優(yōu)路徑。（×）6.機(jī)器人的力/力矩傳感器只能檢測(cè)作用力，不能檢測(cè)力矩。（×）7.機(jī)器人的控制系統(tǒng)通常采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。（√）8.機(jī)器人的協(xié)作安全系統(tǒng)只需要考慮碰撞檢測(cè)，不需要考慮力量控制。（×）9.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析只考慮正向運(yùn)動(dòng)學(xué)，不考慮逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)。（×）10.機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)只能用于靜態(tài)環(huán)境，不能用于動(dòng)態(tài)環(huán)境。（×）四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題5分）1.簡(jiǎn)述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析主要包括哪些內(nèi)容。2.簡(jiǎn)述機(jī)器人的控制系統(tǒng)通常包括哪些主要組成部分。3.簡(jiǎn)述機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)通常包括哪些主要設(shè)備。4.簡(jiǎn)述機(jī)器人的路徑規(guī)劃通常需要考慮哪些因素。5.簡(jiǎn)述機(jī)器人協(xié)作安全系統(tǒng)的主要技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景。五、計(jì)算題（共2題，每題10分）1.已知一個(gè)三自由度機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度分別為θ1=30°，θ2=45°，θ3=60°，其DH參數(shù)矩陣如下：DH參數(shù)矩陣：|θ|d|a|α|||||||1|0|0|0||2|0|1|-90°||3|0|1|0|求末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)（x,y,z）。2.已知一個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為：x=a1*cos(θ1)+a2*cos(θ1+θ2)y=a1*sin(θ1)+a2*sin(θ1+θ2)z=d1+d2*cos(θ2)其中a1=1m,a2=0.5m,d1=0.5m,d2=0.2m,θ1=30°,θ2=45°。求末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)（x,y,z）。六、論述題（共1題，20分）結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，論述機(jī)器人的控制系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)高精度、高魯棒性的運(yùn)動(dòng)控制。答案單選題答案1.C2.D3.D4.C5.A6.B7.A8.C9.D10.C多選題答案1.A,B,C,D,E2.A,B,C,D,E3.A,B,C,D,E4.A,B,C5.A,B,C,D,E判斷題答案1.×2.√3.×4.×5.×6.×7.√8.×9.×10.×簡(jiǎn)答題答案1.機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析主要包括正向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（根據(jù)關(guān)節(jié)角度計(jì)算末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)）和逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)分析（根據(jù)末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)計(jì)算關(guān)節(jié)角度）。2.機(jī)器人的控制系統(tǒng)通常包括控制器、執(zhí)行器、傳感器、通信模塊和用戶(hù)界面。控制器負(fù)責(zé)處理傳感器信號(hào)并生成控制指令，執(zhí)行器負(fù)責(zé)執(zhí)行控制指令，傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)機(jī)器人的狀態(tài)和環(huán)境信息，通信模塊負(fù)責(zé)與其他設(shè)備通信，用戶(hù)界面負(fù)責(zé)人機(jī)交互。3.機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)通常包括CCD相機(jī)、鏡頭、光源、圖像處理單元等設(shè)備。CCD相機(jī)用于捕捉圖像，鏡頭用于聚焦圖像，光源用于提供照明，圖像處理單元用于處理圖像并提取信息。4.機(jī)器人的路徑規(guī)劃通常需要考慮障礙物、路徑長(zhǎng)度、路徑平滑度、安全性、效率等因素。障礙物需要避免，路徑長(zhǎng)度需要盡量短，路徑平滑度需要盡量好，安全性需要保證，效率需要盡量高。5.機(jī)器人協(xié)作安全系統(tǒng)的主要技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景包括力/力矩傳感器、安全區(qū)域監(jiān)控、人機(jī)交互界面、碰撞檢測(cè)算法和安全通信協(xié)議。這些技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景可以確保機(jī)器人在與人類(lèi)協(xié)作時(shí)不會(huì)造成傷害。計(jì)算題答案1.末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)（x,y,z）計(jì)算如下：x=a2*cos(θ2)=0.5*cos(60°)=0.5*0.5=0.25my=a1*sin(θ1)+a2*sin(θ2)=1*sin(30°)+0.5*sin(60°)=1*0.5+0.5*0.866=0.5+0.433=0.933mz=d1+d2*cos(θ3)=0+0*cos(60°)=0m所以末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)為（0.25m,0.933m,0m）。2.末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)（x,y,z）計(jì)算如下：x=a1*cos(θ1)+a2*cos(θ1+θ2)=1*cos(30°)+0.5*cos(30°+45°)=1*0.866+0.5*cos(75°)=0.866+0.5*0.2588=0.866+0.1294=0.9954my=a1*sin(θ1)+a2*sin(θ1+θ2)=1*sin(30°)+0.5*sin(30°+45°)=1*0.5+0.5*sin(75°)=0.5+0.5*0.9659=0.5+0.48295=0.98295mz=d1+d2*cos(θ2)=0.5+0.2*cos(45°)=0.5+0.2*0.7071=0.5+0.14142=0.64142m所以末端執(zhí)行器的位置坐標(biāo)為（0.9954m,0.98295m,0.64142m）。論述題答案機(jī)器人的控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)高精度、高魯棒性的運(yùn)動(dòng)控制，需要綜合考慮多個(gè)因素。首先，控制系統(tǒng)需要采用高精度的傳感器來(lái)檢測(cè)機(jī)器人的狀態(tài)和環(huán)境信息。這些傳感器可以提供準(zhǔn)確的位置、速度和力矩等數(shù)據(jù)，為控制系統(tǒng)提供可靠的反饋信息。其次，控制系統(tǒng)需要采用先進(jìn)的控制算法來(lái)生成控制指令。常見(jiàn)的控制算法包括PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。這些控制算法可以根據(jù)傳感器提供的信息，實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使其達(dá)到期望的位置和速度。此外，控制系統(tǒng)還需要具備魯棒性，能夠在各種復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。為了提高系統(tǒng)的魯棒性，可以采用冗余設(shè)計(jì)、故障檢測(cè)和容錯(cuò)控制等技術(shù)。冗余設(shè)計(jì)可以通過(guò)備用系統(tǒng)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性，故障檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障并采取相應(yīng)的措施，容錯(cuò)控制可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)保持系統(tǒng)的基本功能。最后