2025年中職機(jī)電一體化技術(shù)（設(shè)備故障診斷）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.設(shè)備故障診斷的首要環(huán)節(jié)是（）A.信號(hào)采集B.特征提取C.狀態(tài)識(shí)別D.診斷決策2.以下哪種傳感器常用于測(cè)量振動(dòng)信號(hào)（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.加速度傳感器D.位移傳感器3.設(shè)備故障診斷中常用的信號(hào)處理方法不包括（）A.濾波B.放大C.小波變換D.調(diào)制4.能夠反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化趨勢(shì)的特征參數(shù)是（）A.峰值B.均值C.方差D.峭度5.基于故障特征向量進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別的方法是（）A.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)B.專(zhuān)家系統(tǒng)C.模糊推理D.主成分分析6.以下不屬于設(shè)備故障診斷中常用的無(wú)損檢測(cè)方法的是（）A.超聲檢測(cè)B.射線(xiàn)檢測(cè)C.金相分析D.磁粉檢測(cè)答案：1.A2.C3.D4.C5.A6.C7.設(shè)備故障診斷的最終目的是（）A.確定故障原因B.預(yù)測(cè)設(shè)備壽命C.保障設(shè)備安全可靠運(yùn)行D.降低維修成本8.用于檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部缺陷的傳感器是（）A.光纖傳感器B.應(yīng)變片C.超聲波探傷儀D.霍爾傳感器9.故障診斷中，通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析可以得到（）A.信號(hào)的幅值B.信號(hào)的頻率成分C.信號(hào)的相位D.信號(hào)的能量分布10.利用故障模式識(shí)別技術(shù)進(jìn)行故障診斷時(shí)，首先要建立（）A.故障模型B.診斷算法C.特征數(shù)據(jù)庫(kù)D.專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)11.以下哪種故障診斷方法適用于復(fù)雜非線(xiàn)性系統(tǒng)（）A.基于解析模型的方法B.基于信號(hào)處理的方法C.基于知識(shí)的方法D.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法12.設(shè)備故障診斷中，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的目的不包括（）A.去除噪聲B.增強(qiáng)有用信號(hào)C.提取故障特征D.提高數(shù)據(jù)質(zhì)量答案：7.C8.C9.B10.C11.D12.C13.診斷設(shè)備故障時(shí)，能夠快速定位故障部位的技術(shù)是（）A.故障隔離技術(shù)B.故障預(yù)測(cè)技術(shù)C.故障診斷算法優(yōu)化技術(shù)D.故障特征提取技術(shù)14.用于監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度變化的傳感器是（）A.光電傳感器B.熱電阻傳感器C.氣敏傳感器D.濕敏傳感器15.在設(shè)備故障診斷中，利用故障樹(shù)分析法可以（）A.直觀(guān)地表示故障的因果關(guān)系B.快速計(jì)算故障發(fā)生概率C.直接確定故障修復(fù)方法D.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)16.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的故障診斷方法中，不需要大量標(biāo)注樣本的是（）A.監(jiān)督學(xué)習(xí)B.無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)C.半監(jiān)督學(xué)習(xí)D.強(qiáng)化學(xué)習(xí)17.設(shè)備故障診斷中，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的主要手段是（）A.定期巡檢B.故障報(bào)警系統(tǒng)C.傳感器網(wǎng)絡(luò)D.人工觀(guān)察18.以下哪種故障診斷方法能夠綜合利用多種信息進(jìn)行診斷（）A.單一傳感器診斷方法B.多傳感器融合診斷方法C.基于經(jīng)驗(yàn)的診斷方法D.基于歷史數(shù)據(jù)的診斷方法答案：13.A14.B15.A16.B17.C18.B19.設(shè)備故障診斷中，通過(guò)對(duì)設(shè)備振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行時(shí)域分析可以得到（）A.振動(dòng)的頻率范圍B.振動(dòng)的幅值變化C.振動(dòng)的相位信息D.振動(dòng)的能量分布20.利用專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備故障診斷時(shí)，專(zhuān)家知識(shí)的獲取方式不包括（）A.專(zhuān)家訪(fǎng)談B.案例分析C.機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)生成D.查閱技術(shù)資料答案：19.B20.C第II卷（非選擇題，共60分）（一）填空題（共10分，每空1分）1.設(shè)備故障診斷的基本流程包括信號(hào)采集、______、狀態(tài)識(shí)別和診斷決策。2.傳感器的主要性能指標(biāo)有精度、______、響應(yīng)特性等。3.常用的信號(hào)處理方法有濾波、______、頻譜分析等。4.故障特征提取是從采集到的信號(hào)中提取與______相關(guān)的特征量。5.基于知識(shí)的故障診斷方法主要有專(zhuān)家系統(tǒng)、______等。6.無(wú)損檢測(cè)方法包括超聲檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)、______、磁粉檢測(cè)等。7.設(shè)備故障診斷中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理的主要目的是去除噪聲、______。8.故障診斷中的狀態(tài)識(shí)別是根據(jù)提取的故障特征，判斷設(shè)備處于正常、______或故障狀態(tài)。9.利用故障樹(shù)分析法進(jìn)行故障診斷時(shí)，首先要確定______事件。10.多傳感器融合診斷方法能夠綜合利用多種傳感器的______進(jìn)行故障診斷。（二）簡(jiǎn)答題（共20分，每題5分）1.簡(jiǎn)述設(shè)備故障診斷中信號(hào)采集的重要性及常用的采集方法。2.什么是故障特征提??？簡(jiǎn)述其常用的方法。3.說(shuō)明基于專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)備故障診斷的基本原理和組成部分。4.簡(jiǎn)述多傳感器融合在設(shè)備故障診斷中的優(yōu)勢(shì)。（三）分析題（共15分）某設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)異常增大的現(xiàn)象，采集到的振動(dòng)信號(hào)如下：[此處給出一段振動(dòng)信號(hào)的描述]。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致該振動(dòng)異常的故障原因，并說(shuō)明如何通過(guò)信號(hào)處理和分析方法進(jìn)行進(jìn)一步診斷。（四）案例分析題（共15分）某工廠(chǎng)的一臺(tái)大型電機(jī)出現(xiàn)故障，運(yùn)行時(shí)發(fā)出異常噪聲，且電機(jī)溫度升高。維修人員對(duì)電機(jī)進(jìn)行了全面檢查，收集到以下信息：電機(jī)運(yùn)行年限較長(zhǎng)，近期負(fù)載增加，電機(jī)外殼有輕微磨損，軸承溫度較高。請(qǐng)根據(jù)這些信息，分析可能的故障原因，并提出相應(yīng)的診斷和維修建議。（五）設(shè)計(jì)題（共20分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，要求說(shuō)明系統(tǒng)的組成部分、各部分的功能以及工作流程。答案：（一）填空題1.特征提取2.靈敏度3.小波變換4.故障5.故障樹(shù)分析法6.滲透檢測(cè)7.增強(qiáng)有用信號(hào)8.異常9.頂10.信息（二）簡(jiǎn)答題1.信號(hào)采集是設(shè)備故障診斷的基礎(chǔ)，只有采集到準(zhǔn)確、完整的信號(hào)，才能后續(xù)進(jìn)行有效的分析和診斷。常用采集方法有：直接測(cè)量法，如用傳感器直接測(cè)量溫度、壓力等；間接測(cè)量法，通過(guò)測(cè)量與故障相關(guān)的其他物理量來(lái)推斷故障；動(dòng)態(tài)測(cè)試法，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中實(shí)時(shí)采集信號(hào)。2.故障特征提取是從采集的信號(hào)中提取能反映設(shè)備故障的特征量。常用方法有：時(shí)域分析法，分析信號(hào)的幅值、均值、方差等；頻域分析法，如傅里葉變換得到信號(hào)頻率成分；小波分析法，能有效提取信號(hào)局部特征。3.基于專(zhuān)家系統(tǒng)的設(shè)備故障診斷基本原理是將專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以知識(shí)庫(kù)的形式存儲(chǔ)，通過(guò)推理機(jī)根據(jù)采集的信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行推理判斷故障。組成部分包括知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)知識(shí)、推理機(jī)進(jìn)行推理、人機(jī)接口用于交互、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等。4.多傳感器融合在設(shè)備故障診斷中的優(yōu)勢(shì)：能綜合多種傳感器信息，提高故障診斷準(zhǔn)確性和可靠性；可獲取更全面的設(shè)備狀態(tài)信息，克服單一傳感器局限性；能適應(yīng)復(fù)雜多變的設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，及時(shí)準(zhǔn)確診斷故障。（三）分析題可能導(dǎo)致振動(dòng)異常的故障原因有：設(shè)備部件松動(dòng)，如地腳螺栓松動(dòng)；機(jī)械磨損，如軸頸磨損；不平衡，轉(zhuǎn)子不平衡等?？赏ㄟ^(guò)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，看是否有特定頻率成分，確定是否存在部件松動(dòng)或不平衡；進(jìn)行小波分析，提取信號(hào)奇異點(diǎn)，判斷是否有磨損故障發(fā)生位置等。（四）案例分析題可能故障原因：電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，部件自然磨損導(dǎo)致異常噪聲；負(fù)載增加使電機(jī)過(guò)載，溫度升高；電機(jī)外殼磨損可能影響密封性等。診斷建議：檢查電機(jī)內(nèi)部部件磨損情況，如軸承、定子轉(zhuǎn)子等；檢測(cè)電機(jī)負(fù)載電流，判斷是否過(guò)載；檢查電機(jī)外殼密封性。維修建議更換磨損部件，對(duì)過(guò)載情況調(diào)整負(fù)載或維修電機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置。（五）設(shè)計(jì)題系統(tǒng)組成部分：傳感器網(wǎng)絡(luò)（多種傳感器如振動(dòng)、溫度、電流傳感器等）用于采集設(shè)備運(yùn)行信