2025年大學(xué)機電工程（機電一體化系統(tǒng)設(shè)計）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動部件的作用不包括以下哪一項（）A.傳遞動力B.改變運動形式C.提高系統(tǒng)精度D.存儲能量2.以下哪種傳感器不屬于位置傳感器（）A.光電編碼器B.光柵尺C.熱電偶D.磁電式傳感器3.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，優(yōu)化系統(tǒng)性能的主要方法不包括（）A.簡化結(jié)構(gòu)B.增加冗余度C.提高可靠性D.降低能耗4.步進電機的步距角精度主要取決于（）A.電機的制造精度B.驅(qū)動電源的性能C.負(fù)載的大小D.控制系統(tǒng)的算法5.機電一體化系統(tǒng)的核心是（）A.機械本體B.電子控制系統(tǒng)C.動力系統(tǒng)D.執(zhí)行機構(gòu)6.工業(yè)機器人的手臂屬于機電一體化系統(tǒng)中的（）A.機械本體B.執(zhí)行機構(gòu)C.控制系統(tǒng)D.傳感器7.以下哪種控制算法不屬于智能控制算法（）A.模糊控制B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制C.PID控制D.遺傳算法8.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計時，考慮系統(tǒng)的電磁兼容性主要是為了（）A.提高系統(tǒng)的性能B.降低系統(tǒng)的成本C.減少電磁干擾D.增加系統(tǒng)的功能9.滾珠絲杠副的傳動效率一般在（）A.50%-60%B.60%-70%C.70%-80%D.80%-90%10.機電一體化系統(tǒng)中，檢測環(huán)節(jié)的作用是（）A.獲取系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息B.對系統(tǒng)進行控制C.提供動力D.執(zhí)行任務(wù)二、多項選擇題（總共5題，每題5分，每題有兩個或兩個以上正確答案，請將正確答案填寫在括號內(nèi)，少選、多選、錯選均不得分）1.機電一體化系統(tǒng)的組成部分包括（）A.機械本體B.電子控制系統(tǒng)C.動力系統(tǒng)D.執(zhí)行機構(gòu)E.傳感器2.以下哪些屬于機電一體化系統(tǒng)中常用的驅(qū)動元件（）A.直流電動機B.交流電動機C.步進電機D.液壓馬達E.氣動馬達3.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的基本原則包括（）A.機電互補原則B.功能優(yōu)化原則C.自動化、智能化原則D.可靠性原則E.開放性原則4.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有（）A.精度B.重復(fù)性C.線性度D.靈敏度E.響應(yīng)時間5.工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，常用的控制系統(tǒng)有（）A.可編程邏輯控制器（PLC）B.集散控制系統(tǒng)（DCS）C.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）D.工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)E.智能控制系統(tǒng)三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法的對錯，正確的打“√”，錯誤的打“×”）1.機電一體化系統(tǒng)就是將機械技術(shù)和電子技術(shù)簡單相加。（）2.傳感器的精度越高，其測量結(jié)果就一定越準(zhǔn)確。（）3.步進電機的轉(zhuǎn)速只與脈沖頻率有關(guān)，與負(fù)載大小無關(guān)。（）4.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)盡量增加系統(tǒng)的復(fù)雜性以提高性能。（）5.工業(yè)機器人的示教編程方式適用于復(fù)雜任務(wù)的編程。（）6.閉環(huán)控制系統(tǒng)比開環(huán)控制系統(tǒng)的抗干擾能力強。（）7.滾珠絲杠副具有自鎖功能。（）8.智能控制系統(tǒng)能夠完全取代傳統(tǒng)的控制方法。（）9.機電一體化系統(tǒng)的可靠性主要取決于系統(tǒng)的硬件質(zhì)量。（）10.控制系統(tǒng)的采樣周期越短，系統(tǒng)的控制精度越高。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請簡要回答以下問題）1.簡述機電一體化系統(tǒng)中機械本體的設(shè)計要求。2.說明傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的作用及分類。3.分析機電一體化系統(tǒng)中電子控制系統(tǒng)的組成及功能。五、綜合題（總共2題，每題15分，請結(jié)合所學(xué)知識，綜合分析并解答以下問題）1.設(shè)計一個簡單的機電一體化系統(tǒng)，用于控制一個小型物料搬運機器人。要求說明系統(tǒng)的組成部分、工作原理及各部分的作用。2.某機電一體化設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)故障，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)是傳感器反饋信號異常。請分析可能導(dǎo)致傳感器反饋信號異常的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。答案一、選擇題1.D2.C3.B4.A5.B6.B7.C8.C9.D10.A二、多項選擇題1.ABCDE2.ABCDE3.ABCDE4.ABCD5.ABCD三、判斷題1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.×四、簡答題1.機械本體應(yīng)具有足夠的強度和剛度，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性；結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于安裝和維護；重量輕，以減少能耗；精度高，滿足系統(tǒng)的運動和定位要求；具有良好的動態(tài)特性，適應(yīng)系統(tǒng)的工作要求。2.作用：獲取系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，為控制系統(tǒng)提供反饋，實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。分類：按測量原理分有電阻式、電容式、電感式等；按被測量分有位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等；按輸出信號分有模擬式傳感器、數(shù)字式傳感器。3.組成：控制器、執(zhí)行器、檢測環(huán)節(jié)、通信接口等。功能：控制器根據(jù)輸入信號和設(shè)定值，通過控制算法生成控制信號；執(zhí)行器根據(jù)控制信號驅(qū)動被控對象；檢測環(huán)節(jié)檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)并反饋給控制器；通信接口實現(xiàn)系統(tǒng)與外界的信息交互。五、綜合題1.系統(tǒng)組成：機械手臂（機械本體）、驅(qū)動電機（動力系統(tǒng)）、控制器（電子控制系統(tǒng)）、位置傳感器、物料抓取裝置（執(zhí)行機構(gòu)）。工作原理：控制器根據(jù)預(yù)設(shè)程序控制驅(qū)動電機，帶動機械手臂運動，位置傳感器實時反饋手臂位置，物料抓取裝置完成物料搬運。各部分作用：機械手臂提供運動載體；驅(qū)動電機提供動力；控制器協(xié)調(diào)控制各部分；位置傳感器監(jiān)測位置；物料抓取裝置執(zhí)行搬運任務(wù)。2.原因