2025年中職機(jī)器人技術(shù)（機(jī)器人運(yùn)動控制）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.機(jī)器人運(yùn)動控制中，以下哪種控制方式能實現(xiàn)高精度的位置控制？A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.半閉環(huán)控制D.復(fù)合控制2.對于機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動，常用的運(yùn)動學(xué)模型是？A.牛頓運(yùn)動定律B.拉格朗日方程C.基爾霍夫定律D.歐姆定律3.機(jī)器人運(yùn)動軌跡規(guī)劃時，考慮速度、加速度連續(xù)變化的規(guī)劃方法是？A.時間最優(yōu)軌跡規(guī)劃B.空間最優(yōu)軌跡規(guī)劃C.五次多項式軌跡規(guī)劃D.三次多項式軌跡規(guī)劃4.以下哪種傳感器常用于機(jī)器人運(yùn)動控制中檢測位置和姿態(tài)？A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電編碼器D.濕度傳感器5.在機(jī)器人運(yùn)動控制算法中，用于解決多軸協(xié)調(diào)運(yùn)動的算法是？A.PID控制算法B.模糊控制算法C.同步控制算法D.自適應(yīng)控制算法6.機(jī)器人運(yùn)動控制中，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度可采取的措施是？A.增大系統(tǒng)阻尼B.減小系統(tǒng)增益C.增加積分環(huán)節(jié)D.采用高速處理器第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題5分，共20分）答題要求：請在橫線上填上合適的內(nèi)容。1.機(jī)器人運(yùn)動控制的核心任務(wù)是使機(jī)器人按照預(yù)定的______和______進(jìn)行運(yùn)動。2.機(jī)器人運(yùn)動學(xué)主要研究機(jī)器人的______與______之間的關(guān)系。3.常用的機(jī)器人運(yùn)動控制編程語言有______、______等。4.機(jī)器人運(yùn)動控制中的動力學(xué)分析主要研究機(jī)器人在運(yùn)動過程中的______和______。三、簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰。1.簡述機(jī)器人運(yùn)動控制中開環(huán)控制和閉環(huán)控制的特點及適用場景。2.說明機(jī)器人軌跡規(guī)劃的主要步驟。四、材料分析題（每題15分，共30分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：在某機(jī)器人應(yīng)用場景中，需要機(jī)器人將一個零件從A點搬運(yùn)到B點。已知機(jī)器人的最大速度為vmax，最大加速度為amax，請分析如何進(jìn)行合理的軌跡規(guī)劃。1.請簡述一種可行的軌跡規(guī)劃方法，并說明理由。2.若要求機(jī)器人在搬運(yùn)過程中盡量平穩(wěn)，應(yīng)如何調(diào)整軌跡規(guī)劃參數(shù)？五、綜合應(yīng)用題（20分）答題要求：根據(jù)題目要求，綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行解答?，F(xiàn)有一個機(jī)器人，其關(guān)節(jié)運(yùn)動由三個電機(jī)驅(qū)動，分別控制X、Y、Z軸方向的運(yùn)動。已知電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為0-1000rpm，減速器的減速比為100：1，絲杠的螺距為5mm。要求機(jī)器人在X軸方向?qū)崿F(xiàn)0-1m的直線運(yùn)動，運(yùn)動時間為10s，加速度為1m/s2。請計算：1.電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.絲杠的線速度。3.驗證該運(yùn)動是否滿足電機(jī)和絲杠的性能要求。答案：一、1.B

2.B

3.C

4.C

5.C

6.D二、1.軌跡、姿態(tài)

2.關(guān)節(jié)空間、操作空間

3.示教編程、離線編程

4.力、力矩三、1.開環(huán)控制特點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)快，但精度低，適用于對精度要求不高、干擾較小的場合。閉環(huán)控制特點：精度高、能自動補(bǔ)償干擾影響，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，適用于高精度運(yùn)動控制場合。2.主要步驟：確定機(jī)器人的初始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)；根據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型，計算可行的運(yùn)動軌跡；對軌跡進(jìn)行平滑處理；生成控制指令，驅(qū)動機(jī)器人運(yùn)動。四、1.可采用五次多項式軌跡規(guī)劃。理由是五次多項式能保證速度、加速度連續(xù)變化，使機(jī)器人運(yùn)動更平穩(wěn)，適合這種從A點到B點的搬運(yùn)任務(wù)，能滿足盡量平穩(wěn)的要求。2.可適當(dāng)減小加速度amax的值，增加軌跡的時間長度，使速度變化更平緩，從而讓機(jī)器人在搬運(yùn)過程中更平穩(wěn)。五、1.首先計算X軸方向的位移s=1m，運(yùn)動時間t=10s，加速度a=1m/s2。根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式s=1/2at2+vt，可算出勻速運(yùn)動的速度v=0.9m/s。絲杠的線速度v絲=v=0.9m/s。電機(jī)轉(zhuǎn)速n=v絲/(πd/i)（d為絲杠直徑，這里未提及，假設(shè)絲杠直徑為10mm），i為減速比。先算出絲杠的角速度ω=v絲/r（r為絲杠半徑），再根據(jù)ω=2πn/i，可得n=ωi/2π=(v絲/r)i/2π=(0.9/0.005)×(100/1)/(2π)≈2865rpm，在電機(jī)轉(zhuǎn)速