2025年中職機(jī)電一體化技術(shù)（機(jī)電控制系統(tǒng)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)）1.機(jī)電控制系統(tǒng)中，用于檢測(cè)位置信息的常用傳感器是（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電編碼器D.加速度傳感器2.以下哪種控制算法常用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.比例積分控制3.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的作用是（）A.檢測(cè)輸入信號(hào)B.處理控制信號(hào)C.將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)D.反饋系統(tǒng)狀態(tài)4.對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，改變（）可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。A.電源電壓B.電樞電阻C.勵(lì)磁磁通D.以上都是5.PLC編程語(yǔ)言中，梯形圖主要用于（）A.邏輯控制B.數(shù)值計(jì)算C.過(guò)程控制D.數(shù)據(jù)處理6.機(jī)電控制系統(tǒng)的核心組成部分是（）A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行元件D.動(dòng)力源7.開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）A.系統(tǒng)穩(wěn)定性好B.能自動(dòng)補(bǔ)償干擾C.控制精度高D.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低8.在PID控制中，積分時(shí)間常數(shù)Ti增大時(shí)，積分作用（）A.增強(qiáng)B.減弱C.不變D.先增強(qiáng)后減弱9.交流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法通常不包括（）A.改變電源頻率B.改變磁極對(duì)數(shù)C.改變轉(zhuǎn)差率D.改變電樞電壓10.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮系統(tǒng)可靠性的主要措施不包括（）A.冗余設(shè)計(jì)B.容錯(cuò)設(shè)計(jì)C.電磁兼容性設(shè)計(jì)D.增加系統(tǒng)復(fù)雜度二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題4分，每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，請(qǐng)將正確答案填入括號(hào)內(nèi)，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）1.機(jī)電控制系統(tǒng)中的干擾因素可能來(lái)自（）A.電源干擾B.電磁干擾C.機(jī)械振動(dòng)干擾D.溫度變化干擾2.以下屬于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是（）A.可靠性高B.實(shí)時(shí)性強(qiáng)C.環(huán)境適應(yīng)性好D.計(jì)算能力強(qiáng)3.常用的位置控制方法有（）A.開(kāi)環(huán)位置控制B.閉環(huán)位置控制C.半閉環(huán)位置控制D.復(fù)合位置控制4.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)部件的作用包括（）A.傳遞動(dòng)力B.改變運(yùn)動(dòng)形式C.提高系統(tǒng)精度D.增加系統(tǒng)穩(wěn)定性5.以下關(guān)于傳感器的說(shuō)法正確的是（）A.傳感器能將非電量轉(zhuǎn)換為電量B.傳感器的精度直接影響系統(tǒng)性能C.傳感器的輸出信號(hào)通常為數(shù)字信號(hào)D.傳感器種類繁多，可用于不同的測(cè)量三、填空題（總共10題，每題2分，請(qǐng)將正確答案填入橫線處）1.機(jī)電控制系統(tǒng)的基本組成包括______、______、______和______。2.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有______、______、______、______等。3.直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有______調(diào)速、______調(diào)速和______調(diào)速。4.PLC的編程語(yǔ)言主要有______、______、______和______等。5.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是______、______、______和______。6.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是______。7.交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法中，變頻調(diào)速屬于______調(diào)速方式。8.常用的智能控制方法有______、______和______等。9.機(jī)電控制系統(tǒng)的抗干擾措施主要包括______、______、______和______等。10.執(zhí)行元件按運(yùn)動(dòng)形式可分為_(kāi)_____和______。四、簡(jiǎn)答題（總共3題，每題10分）1.簡(jiǎn)述PID控制的原理及各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。2.說(shuō)明機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。3.分析傳感器在機(jī)電控制系統(tǒng)中的重要作用。五、綜合應(yīng)用題（總共1題，20分）某自動(dòng)化生產(chǎn)線需要對(duì)工件進(jìn)行位置控制，已知工件的初始位置為0，目標(biāo)位置為1000mm。采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，步進(jìn)電機(jī)的步距角為1.8°，傳動(dòng)絲杠的導(dǎo)程為5mm。設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)環(huán)位置控制系統(tǒng)，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)需要的脈沖數(shù)。如果要求系統(tǒng)的定位精度達(dá)到±0.1mm，采用閉環(huán)位置控制，應(yīng)選用何種傳感器？并說(shuō)明理由。答案：一、1.C2.B3.C4.D5.A6.B7.D8.B9.D10.D二、1.ABCD2.ABC3.ABC4.AB5.ABD三、1.控制器、傳感器、執(zhí)行元件、動(dòng)力源2.精度、重復(fù)性、線性度、靈敏度3.電樞調(diào)壓、電樞串電阻、弱磁4.梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能圖5.機(jī)電互補(bǔ)原則、功能優(yōu)化原則、自動(dòng)化、省力化原則、效益最大原則6.將系統(tǒng)輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較，構(gòu)成偏差信號(hào)7.無(wú)級(jí)一、1.C2.B3.C4.D5.A6.B7.D8.B9.D10.D二、1.ABCD2.ABC3.ABC4.AB5.ABD三、1.控制器、傳感器、執(zhí)行元件、動(dòng)力源2.精度、重復(fù)性、線性度、靈敏度3.電樞調(diào)壓、電樞串電阻、弱磁4.梯形圖、指令表、功能塊圖、順序功能圖5.機(jī)電互補(bǔ)原則、功能優(yōu)化原則、自動(dòng)化、省力化原則、效益最大原則6.將系統(tǒng)輸出量反饋到輸入端與輸入量進(jìn)行比較，構(gòu)成偏差信號(hào)7.無(wú)級(jí)8.模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法9.屏蔽、隔離、濾波、接地10.旋轉(zhuǎn)式、直線式四、1.PID控制是比例（P）、積分（I）、微分（D）控制的組合。比例控制作用于當(dāng)前誤差，能快速響應(yīng)但存在穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，通過(guò)對(duì)誤差積分不斷修正控制量；微分控制根據(jù)誤差變化率提前作用，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。比例系數(shù)增大，響應(yīng)速度加快但超調(diào)可能增大；積分時(shí)間常數(shù)增大，積分作用減弱，消除穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)間變長(zhǎng)；微分時(shí)間常數(shù)增大，微分作用增強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。2.要點(diǎn)包括滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能要求，具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，如剛度、精度、穩(wěn)定性等，便于安裝調(diào)試和維護(hù)，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低，合理選擇材料和制造工藝。3.作用有檢測(cè)各種物理量，為控制器提供輸入信號(hào)，使系統(tǒng)能感知外界環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的精確控制，是機(jī)電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，其性能影響系統(tǒng)的精度、可靠性和穩(wěn)定性等。五、開(kāi)環(huán)位置控制系統(tǒng)：絲杠每轉(zhuǎn)移動(dòng)5mm，對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)步數(shù)為5/（360×1.8/360）=50步。目標(biāo)位置1000mm，需要脈沖數(shù)為1000/（5/50）=10000個(gè)脈沖。若定位精度達(dá)到±0.1mm，閉環(huán)位置控制可選用光柵尺作為傳感器，因?yàn)楣鈻懦呔雀?，能精確檢測(cè)位移量，將位移信號(hào)反饋給控制器，實(shí)現(xiàn)高精度位置控制。8.模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法9.屏蔽、隔離、濾波、接地10.旋轉(zhuǎn)式、直線式四、1.PID控制是比例（P）、積分（I）、微分（D）控制的組合。比例控制作用于當(dāng)前誤差，能快速響應(yīng)但存在穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，通過(guò)對(duì)誤差積分不斷修正控制量；微分控制根據(jù)誤差變化率提前作用，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。比例系數(shù)增大，響應(yīng)速度加快但超調(diào)可能增大；積分時(shí)間常數(shù)增大，積分作用減弱，消除穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)間變長(zhǎng)；微分時(shí)間常數(shù)增大，微分作用增強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。2.要點(diǎn)包括滿足機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能要求，具有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性，如剛度、精度、穩(wěn)定性等，便于安裝調(diào)試和維護(hù)，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低，合理選擇材料和制造工藝。3.作用有檢測(cè)各種物理量，為控制器提供輸入信號(hào)，使系統(tǒng)能感知外界環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的精確控制，是機(jī)電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，其性能影響系統(tǒng)的精度、可靠性和