機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)吉林大學(xué)機(jī)考復(fù)習(xí)題庫(kù)及答案

姓名：__________考號(hào)：__________題號(hào)一二三四五總分評(píng)分一、單選題(共10題)1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器主要功能是什么？()A.提供動(dòng)力B.控制執(zhí)行C.檢測(cè)信息D.傳輸信號(hào)2.步進(jìn)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？()A.速度快B.加速度大C.位置控制精度高D.價(jià)格低3.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，通常采用哪種方法來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性？()A.使用高性能的元器件B.系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)C.增加系統(tǒng)復(fù)雜度D.降低系統(tǒng)成本4.什么是伺服控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)？()A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.被控對(duì)象5.在PLC編程中，什么是梯形圖？()A.一種電路圖B.一種編程語(yǔ)言C.一種編程方法D.一種程序存儲(chǔ)方式6.什么是機(jī)械振動(dòng)？()A.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度變化B.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的加速度變化C.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位移變化D.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的所有變化7.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，什么是運(yùn)動(dòng)學(xué)分析？()A.研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法B.研究物體受力情況的方法C.研究物體能量轉(zhuǎn)換的方法D.研究物體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法8.什么是機(jī)電一體化系統(tǒng)的閉環(huán)控制？()A.只有控制器和執(zhí)行器的控制B.只有傳感器和執(zhí)行器的控制C.只有控制器和傳感器的控制D.包含控制器、傳感器和執(zhí)行器的控制9.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，什么是D/A轉(zhuǎn)換器？()A.數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的設(shè)備B.模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的設(shè)備C.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備D.數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備二、多選題(共5題)10.以下哪些屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成部分？()A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.機(jī)械結(jié)構(gòu)E.電源F.通信接口11.以下哪些因素會(huì)影響機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能？()A.元器件的質(zhì)量B.系統(tǒng)的復(fù)雜性C.環(huán)境條件D.用戶的操作技能E.系統(tǒng)的可靠性F.系統(tǒng)的成本12.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，以下哪些方法可以提高系統(tǒng)的精度？()A.采用高精度的傳感器B.使用高精度的執(zhí)行器C.優(yōu)化控制系統(tǒng)算法D.提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛性E.采用冗余設(shè)計(jì)F.增加系統(tǒng)的復(fù)雜性13.以下哪些是伺服控制系統(tǒng)的特點(diǎn)？()A.位置控制精度高B.運(yùn)動(dòng)速度快C.加速度大D.可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)E.控制響應(yīng)時(shí)間短F.可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控14.在PLC編程中，以下哪些是常用的編程語(yǔ)言？()A.梯形圖B.語(yǔ)句表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本E.狀態(tài)表F.流程圖三、填空題(共5題)15.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，傳感器的主要作用是__檢測(cè)信息__，將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。16.在PLC（可編程邏輯控制器）中，梯形圖是一種__圖形化編程語(yǔ)言__，使用類(lèi)似于繼電器電路的符號(hào)表示邏輯關(guān)系。17.伺服控制系統(tǒng)中的__反饋環(huán)節(jié)__負(fù)責(zé)將執(zhí)行器的輸出信號(hào)反饋給控制器，以實(shí)現(xiàn)精確控制。18.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，提高系統(tǒng)__可靠性__是設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)，可以通過(guò)冗余設(shè)計(jì)、故障檢測(cè)等方式實(shí)現(xiàn)。19.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的__執(zhí)行器__負(fù)責(zé)根據(jù)控制器的指令，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等。四、判斷題(共5題)20.機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器可以同時(shí)檢測(cè)多種物理量。()A.正確B.錯(cuò)誤21.伺服控制系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。()A.正確B.錯(cuò)誤22.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，增加系統(tǒng)的復(fù)雜性可以提高系統(tǒng)的性能。()A.正確B.錯(cuò)誤23.PLC（可編程邏輯控制器）是一種通用計(jì)算機(jī)，可以用于各種控制任務(wù)。()A.正確B.錯(cuò)誤24.機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性可以通過(guò)增加系統(tǒng)成本來(lái)提高。()A.正確B.錯(cuò)誤五、簡(jiǎn)單題(共5題)25.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成及其各自的功能。26.比較步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)在控制特性上的差異。27.在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力？28.什么是伺服控制系統(tǒng)？簡(jiǎn)述其工作原理。29.什么是PLC（可編程邏輯控制器）？它在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有什么作用？

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)吉林大學(xué)機(jī)考復(fù)習(xí)題庫(kù)及答案一、單選題(共10題)1.【答案】C【解析】傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要用于檢測(cè)信息，將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以便于后續(xù)處理和控制。2.【答案】C【解析】步進(jìn)電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是位置控制精度高，它可以將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度精確到一定的步距角。3.【答案】B【解析】在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中，通過(guò)系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)可以提高系統(tǒng)的可靠性，確保在部分元器件失效時(shí)系統(tǒng)仍能正常工作。4.【答案】A【解析】伺服控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)通常是指?jìng)鞲衅?，它將?zhí)行器的輸出信號(hào)反饋給控制器，以便控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。5.【答案】B【解析】在PLC編程中，梯形圖是一種編程語(yǔ)言，它使用類(lèi)似繼電器電路的圖形符號(hào)來(lái)表示邏輯關(guān)系。6.【答案】C【解析】機(jī)械振動(dòng)是指機(jī)械系統(tǒng)在力的作用下，其位移隨時(shí)間作周期性變化的現(xiàn)象。7.【答案】A【解析】運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法，它不考慮物體受力情況和能量轉(zhuǎn)換，只關(guān)注運(yùn)動(dòng)軌跡和速度等。8.【答案】D【解析】機(jī)電一體化系統(tǒng)的閉環(huán)控制是指包含控制器、傳感器和執(zhí)行器的控制，通過(guò)傳感器反饋來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行器的動(dòng)作，以達(dá)到精確控制的目的。9.【答案】A【解析】D/A轉(zhuǎn)換器（Digital-to-AnalogConverter）是數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的設(shè)備，常用于將計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，以便驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。二、多選題(共5題)10.【答案】ABCDEF【解析】機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由傳感器、控制器、執(zhí)行器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源和通信接口等部分組成，這些部分共同工作以實(shí)現(xiàn)特定的功能。11.【答案】ABCDEF【解析】機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能受多種因素影響，包括元器件的質(zhì)量、系統(tǒng)的復(fù)雜性、環(huán)境條件、用戶的操作技能、系統(tǒng)的可靠性和成本等。12.【答案】ABC【解析】提高機(jī)電一體化系統(tǒng)精度的方法包括采用高精度的傳感器和執(zhí)行器，優(yōu)化控制系統(tǒng)算法，以及提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛性。13.【答案】ADE【解析】伺服控制系統(tǒng)具有位置控制精度高、可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)、控制響應(yīng)時(shí)間短和可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控等特點(diǎn)。14.【答案】ABCD【解析】PLC編程中常用的編程語(yǔ)言包括梯形圖、語(yǔ)句表、功能塊圖和結(jié)構(gòu)化文本，這些語(yǔ)言可以滿足不同編程需求。三、填空題(共5題)15.【答案】檢測(cè)信息【解析】傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中起到檢測(cè)外界環(huán)境或系統(tǒng)狀態(tài)的作用，將非電物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，為控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。16.【答案】圖形化編程語(yǔ)言【解析】梯形圖通過(guò)圖形化的方式直觀地表示邏輯控制關(guān)系，便于工程師閱讀和編程，是PLC編程中常用的一種編程語(yǔ)言。17.【答案】反饋環(huán)節(jié)【解析】反饋環(huán)節(jié)是伺服控制系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)執(zhí)行器的狀態(tài)，并將其與期望值進(jìn)行比較，從而調(diào)整控制策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。18.【答案】可靠性【解析】可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間和條件下，完成規(guī)定功能的能力。提高系統(tǒng)可靠性可以減少故障率，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。19.【答案】執(zhí)行器【解析】執(zhí)行器是機(jī)電一體化系統(tǒng)中的執(zhí)行部分，將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)作，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的關(guān)鍵部件。四、判斷題(共5題)20.【答案】正確【解析】現(xiàn)代傳感器技術(shù)允許單個(gè)傳感器同時(shí)檢測(cè)多種物理量，如壓力、溫度、濕度等，提高了系統(tǒng)的集成度和效率。21.【答案】錯(cuò)誤【解析】伺服控制系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)精確的位置控制，還可以實(shí)現(xiàn)速度控制和力控制，具有廣泛的應(yīng)用范圍。22.【答案】錯(cuò)誤【解析】雖然增加系統(tǒng)的復(fù)雜性可能帶來(lái)某些性能的提升，但過(guò)度的復(fù)雜性會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)難以維護(hù)、成本增加和可靠性下降。23.【答案】錯(cuò)誤【解析】PLC不是通用計(jì)算機(jī)，它是一種專(zhuān)為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，具有輸入/輸出接口和簡(jiǎn)單的編程邏輯，用于自動(dòng)化控制。24.【答案】正確【解析】提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性通常需要使用更高質(zhì)量的元器件和更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這通常會(huì)增加系統(tǒng)的成本。五、簡(jiǎn)答題(共5題)25.【答案】機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由以下幾部分組成：

1.傳感器：用于檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)外部狀態(tài)，并將非電物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

2.控制器：接收傳感器的信號(hào)，根據(jù)預(yù)設(shè)的程序或算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，發(fā)出控制指令。

3.執(zhí)行器：根據(jù)控制器的指令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，如移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、加熱等。

4.機(jī)械結(jié)構(gòu)：支撐系統(tǒng)各部分，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的各種運(yùn)動(dòng)和連接功能。

5.電源：為系統(tǒng)提供能量。

6.通信接口：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與其他設(shè)備或控制系統(tǒng)之間的信息交換?！窘馕觥苛私鈾C(jī)電一體化系統(tǒng)的基本組成和功能是設(shè)計(jì)和管理這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)。每個(gè)組成部分都發(fā)揮著重要的作用，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的系統(tǒng)。26.【答案】步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)在控制特性上的主要差異如下：

1.位置控制：步進(jìn)電機(jī)可以通過(guò)控制步進(jìn)數(shù)來(lái)精確控制其位置，而直流電機(jī)需要通過(guò)反饋環(huán)節(jié)來(lái)控制位置。

2.速度控制：步進(jìn)電機(jī)的速度可以通過(guò)調(diào)整步進(jìn)頻率來(lái)控制，而直流電機(jī)通常通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電壓來(lái)控制速度。

3.精度：步進(jìn)電機(jī)具有更高的定位精度，而直流電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。

4.穩(wěn)定性：步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)可能存在抖動(dòng)，而直流電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)更為平穩(wěn)?！窘馕觥苛私獠竭M(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的控制特性差異有助于根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇合適的電機(jī)類(lèi)型。27.【答案】提高機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾能力的方法包括：

1.使用屏蔽和接地技術(shù)：對(duì)于容易受到電磁干擾的部分，使用屏蔽電纜和良好的接地可以減少干擾。

2.選用抗干擾性能好的元器件：選擇具有良好抗干擾特性的元器件可以提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力。

3.軟件抗干擾：在控制軟件中加入抗干擾程序，如濾波算法、看門(mén)狗定時(shí)器等，可以提高系統(tǒng)的可靠性。

4.硬件冗余設(shè)計(jì)：在系統(tǒng)關(guān)鍵部分采用冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)某部分發(fā)生故障時(shí)，其他部分可以接替工作?！窘馕觥刻岣呦到y(tǒng)的抗干擾能力對(duì)于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，上述方法可以在不同程度上提高系統(tǒng)的抗干擾性能。28.【答案】伺服控制系統(tǒng)是一種能夠精確控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置、速度和力的系統(tǒng)。其工作原理如下：

1.傳感器檢測(cè)執(zhí)行器的位置、速度等參數(shù)，并將這些信息反饋給控制器。

2.控制器根據(jù)預(yù)設(shè)的期望值與反饋值之間的差值，計(jì)算出控制指令。

3.控制器將控制指令發(fā)送給執(zhí)行器，執(zhí)行器根據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

4.系統(tǒng)持續(xù)檢測(cè)執(zhí)行器的狀態(tài)，并調(diào)整控制指令，使執(zhí)行器的實(shí)際狀態(tài)盡可能接近期望值。【解析】了解伺服控制系統(tǒng)的工作原理對(duì)于設(shè)計(jì)和使