2025年高職機械（機電一體化技術(shù)）期中卷

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、單項選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)）1.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動部件的作用不包括（）A.傳遞動力B.改變運動形式C.存儲能量D.傳遞運動2.以下哪種傳感器不屬于位置傳感器（）A.光電編碼器B.光柵尺C.熱電偶D.磁電式傳感器3.步進電機的步距角精度主要取決于（）A.電機的制造精度B.驅(qū)動電源的性能C.負載的大小D.控制系統(tǒng)的精度4.機電一體化系統(tǒng)中，常用的執(zhí)行元件不包括（）A.直流電動機B.交流伺服電動機C.液壓馬達D.傳感器5.以下關(guān)于PLC的說法，錯誤的是（）A.可靠性高B.編程簡單C.功能單一D.抗干擾能力強6.機電一體化系統(tǒng)設計中，總體設計的第一步是（）A.功能分析B.原理方案設計C.結(jié)構(gòu)設計D.性能指標確定7.以下哪種控制算法不屬于智能控制（）A.模糊控制B.神經(jīng)網(wǎng)絡控制C.PID控制D.遺傳算法控制8.工業(yè)機器人的手部通常由（）組成。A.手指和手腕B.手指和手臂C.手腕和手臂D.手指、手腕和手臂9.機電一體化系統(tǒng)中，檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)的作用是（）A.感知外界信息B.傳遞動力C.執(zhí)行控制指令D.存儲數(shù)據(jù)10.以下關(guān)于傳感器的靜態(tài)特性，說法錯誤的是（）A.線性度是指傳感器輸出與輸入之間的線性程度B.靈敏度越高，傳感器對被測量的變化越敏感C.遲滯現(xiàn)象是指傳感器正反行程輸出特性不重合的現(xiàn)象D.重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度二、多項選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)，多選、少選、錯選均不得分）1.機電一體化系統(tǒng)的組成部分包括（）A.機械本體B.檢測與轉(zhuǎn)換單元C.電子控制單元D.執(zhí)行單元E.動力源2.以下屬于傳感器動態(tài)特性指標的有（）A.響應時間B.上升時間C.超調(diào)量D.靈敏度E.線性度3.步進電機的特點有（）A.控制精度高B.轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比C.能夠直接接受數(shù)字量D.斷電后有自鎖能力E.價格昂貴4.機電一體化系統(tǒng)設計的基本原則有（）A.機電互補原則B.功能優(yōu)化原則C.自動化、智能化原則D.效益最大原則E.開放性原則5.工業(yè)機器人的編程方式有（）A.示教編程B.離線編程C.在線編程D.圖形編程E.語音編程三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說法的正誤，正確的打√，錯誤的打×）1.機電一體化系統(tǒng)中，機械部分與電子部分是相互獨立的。（）2.傳感器的精度越高，其可靠性也一定越高。（）3.直流電動機具有良好的調(diào)速性能，廣泛應用于機電一體化系統(tǒng)中。（）4.PLC只能實現(xiàn)邏輯控制，不能進行數(shù)值運算。（）5.機電一體化系統(tǒng)設計中，應盡量采用標準化、模塊化設計。（）6.模糊控制是一種基于數(shù)學模型的精確控制方法。（）7.工業(yè)機器人的自由度越多，其靈活性越好。（）8.機電一體化系統(tǒng)中，檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)是實現(xiàn)自動控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。（）9.步進電機的步距角越小，其控制精度越低。（）10.機電一體化產(chǎn)品的性能只取決于其電子控制部分的性能。（）四、簡答題（總共3題,每題10分，簡要回答下列問題）1.簡述機電一體化系統(tǒng)中機械傳動部件的作用及設計要求。2.說明傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性分別包括哪些指標，并簡要解釋其含義。3.簡述工業(yè)機器人的編程步驟及注意事項。五、綜合應用題（總共1題，20分，根據(jù)題目要求進行分析和解答）某機電一體化系統(tǒng)采用直流電動機作為執(zhí)行元件，要求實現(xiàn)速度和位置的精確控制。已知直流電動機的額定功率為1kW，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，電樞電阻為1Ω，轉(zhuǎn)動慣量為0.01kg·m2。系統(tǒng)要求速度控制精度達到±0.5%，位置控制精度達到±0.1°?，F(xiàn)采用PID控制算法，設計該系統(tǒng)的速度和位置控制系統(tǒng)，并說明設計思路和參數(shù)選擇方法。答案：一、單項選擇題1.C2.C3.A4.D5.C6.D7.C8.A9.A10.D二、多項選擇題1.ABCDE2.ABC3.ABCD4.ABCDE5.AB三、判斷題（1）×（2）×（3）√（（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）×（10）×四、簡答題1.作用：傳遞動力和運動，改變運動形式，實現(xiàn)減速、增速、變速等功能，還可起支撐、導向等作用。設計要求：具有合適的傳動比，保證系統(tǒng)的運動精度和穩(wěn)定性；足夠的強度和剛度，能承受負載并可靠工作；傳動效率高，減少能量損失；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕；良好的潤滑和耐磨性，延長使用壽命。2.靜態(tài)特性指標：線性度，指輸出與輸入之間線性程度；靈敏度，輸出變化量與輸入變化量之比；遲滯，正反行程輸出特性不重合現(xiàn)象；重復性，多次輸入同一值輸出特性一致性程度；零點輸出，輸入為零時輸出值；滿量程輸出，輸入為滿量程時輸出值。動態(tài)特性指標：響應時間，從輸入變化到輸出達到規(guī)定值時間；上升時間，輸出從初始值上升到規(guī)定值時間；超調(diào)量，輸出超過穩(wěn)態(tài)值最大偏差與穩(wěn)態(tài)值之比；阻尼比，影響系統(tǒng)響應特性。3.編程步驟：分析任務，確定機器人動作順序和要求；建立坐標系，確定機器人各關(guān)節(jié)運動范圍和方向；編寫程序指令，控制機器人各關(guān)節(jié)運動；調(diào)試程序，檢查機器人動作是否符合要求，進行修正。注意事項：確保程序邏輯正確，避免出現(xiàn)死循環(huán)或錯誤動作；注意機器人運動速度和加速度，避免碰撞或損壞；合理設置機器人的工作參數(shù)，如位置精度、速度等；對程序進行備份，防止丟失或損壞。五、綜合應用題設計思路：采用PID控制算法對直流電動機的速度和位置進行控制。通過速度傳感器和位置傳感器獲取實際值，與給定值比較得到偏差，經(jīng)PID控制器計算輸出控制信號，調(diào)節(jié)電動機的電樞電壓，