2025年大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（機(jī)電實(shí)訓(xùn)教程）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在題后的括號(hào)內(nèi)。1.在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，以下哪個(gè)部件不屬于機(jī)械本體的組成部分？（）A.機(jī)身B.導(dǎo)軌C.傳感器D.工作臺(tái)2.下列關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.可用于減速增扭B.能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性C.只起到傳遞動(dòng)力的作用D.可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換3.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，用于檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度的傳感器是（）A.位移傳感器B.速度傳感器C.加速度傳感器D.力傳感器4.以下哪種控制算法不屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的控制算法？（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.模糊控制5.在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮系統(tǒng)的可靠性時(shí)，以下措施不正確的是（）A.增加備用部件B.提高系統(tǒng)的復(fù)雜性C.采用冗余設(shè)計(jì)D.進(jìn)行可靠性測(cè)試6.機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)是（）A.機(jī)械技術(shù)B.電子技術(shù)C.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)D.傳感器技術(shù)第II卷（非選擇題，共70分）一、填空題（每題5分，共15分）答題要求：請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)正確答案。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素是機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、______和______。2.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有______、______、重復(fù)性、遲滯、零點(diǎn)輸出和滿量程輸出等。3.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則包括______、______、______和______。二、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，答案應(yīng)條理清晰、邏輯連貫。1.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械本體設(shè)計(jì)的主要要求。2.說(shuō)明機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用的控制策略及其特點(diǎn)。三、分析題（15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料：在某機(jī)電一體化設(shè)備中，采用了直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定，且有較大的振動(dòng)。問(wèn)題：請(qǐng)分析可能導(dǎo)致工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定和振動(dòng)的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。四、設(shè)計(jì)題（20分）答題要求：根據(jù)題目要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化系統(tǒng)，用于控制一個(gè)小型物料搬運(yùn)裝置。該裝置要求能夠?qū)崿F(xiàn)物料的水平搬運(yùn)，搬運(yùn)速度可調(diào)節(jié)，并且能夠在遇到障礙物時(shí)自動(dòng)停止。請(qǐng)說(shuō)明系統(tǒng)的組成部分、工作原理以及各部分的選型依據(jù)。答案1.C2.C3.B4.D5.B6.C填空題答案1.檢測(cè)與傳感部分、控制及信息處理部分2.精度、靈敏度3.機(jī)電互補(bǔ)原則、功能優(yōu)化原則、自動(dòng)化、省力化原則、效益最大原則簡(jiǎn)答題答案1.機(jī)械本體設(shè)計(jì)的主要要求包括：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；具有良好的精度保持性，減少因磨損等原因?qū)е碌木认陆?；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，便于安裝和維護(hù)；重量輕，以降低系統(tǒng)的能耗；具有良好的動(dòng)態(tài)性能，如響應(yīng)速度快、振動(dòng)小等。2.常用的控制策略及其特點(diǎn)：比例控制（P）：反應(yīng)快，能迅速對(duì)偏差做出響應(yīng)，但存在穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制（I）：能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但響應(yīng)速度較慢，可能導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)；微分控制（D）：能改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，加快響應(yīng)速度，減少超調(diào)，但對(duì)噪聲敏感。分析題答案可能原因：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，可能是電源電壓波動(dòng)、電機(jī)故障等；齒輪傳動(dòng)存在間隙、磨損或潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致傳動(dòng)精度下降；機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛度不足，引起振動(dòng)。解決措施：檢查電源，確保電壓穩(wěn)定；維修或更換電動(dòng)機(jī)；調(diào)整或更換齒輪，保證良好的潤(rùn)滑；增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的支撐，提高剛度。設(shè)計(jì)題答案系統(tǒng)組成：直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)減速器降低轉(zhuǎn)速并增大扭矩；聯(lián)軸器連接電動(dòng)機(jī)和減速器輸出軸與絲桿；絲桿螺母副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)工作臺(tái)；位移傳感器檢測(cè)工作臺(tái)位置；控制器根據(jù)傳感器信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)。工作原理：控制器接收位移傳感器信號(hào)，與設(shè)定值比較，通過(guò)控制