2025年大學(xué)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制）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)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。1.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中，以下哪種控制方式能夠?qū)崿F(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.機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的速度控制主要通過調(diào)節(jié)（）來實(shí)現(xiàn)。A.電機(jī)電流B.電機(jī)電壓C.電機(jī)轉(zhuǎn)速D.電機(jī)扭矩3.在工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中，用于描述機(jī)器人末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)的是（）。A.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系B.直角坐標(biāo)系C.工具坐標(biāo)系D.基坐標(biāo)系4.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中，軌跡規(guī)劃的主要任務(wù)是（）。A.確定機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)順序B.計(jì)算機(jī)器人末端執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)軌跡C.控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度D.檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)5.以下哪種傳感器常用于工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的位置反饋？（）A.激光傳感器B.視覺傳感器C.編碼器D.力傳感器6.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中，PID控制器的三個(gè)參數(shù)分別是（）。A.比例、積分、微分B.比例、積分、增益C.比例、微分、增益D.積分、微分、增益第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5個(gè)空，每空4分。請(qǐng)將正確答案填在橫線上。1.工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中，常用的運(yùn)動(dòng)方式有______、______和______。2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中的正運(yùn)動(dòng)學(xué)求解是已知______求______。3.在機(jī)器人軌跡規(guī)劃中，常用的軌跡規(guī)劃方法有______、______和______。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。簡(jiǎn)要回答問題，要求條理清晰，語言準(zhǔn)確。1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中開環(huán)控制和閉環(huán)控制的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景。2.說明機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中關(guān)節(jié)坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系的區(qū)別與聯(lián)系。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某工業(yè)生產(chǎn)線上，使用了一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行零部件的裝配工作。該機(jī)器人采用了先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地完成裝配任務(wù)。在裝配過程中，機(jī)器人需要根據(jù)預(yù)先設(shè)定的軌跡，將零部件準(zhǔn)確地放置到指定位置。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人偶爾會(huì)出現(xiàn)位置偏差，導(dǎo)致裝配質(zhì)量不穩(wěn)定。問題：請(qǐng)分析可能導(dǎo)致機(jī)器人出現(xiàn)位置偏差的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。（150字左右）留出3行空白作答區(qū)域五、綜合應(yīng)用題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：有一個(gè)工業(yè)機(jī)器人需要在一個(gè)平面內(nèi)完成一系列的點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)任務(wù)。已知機(jī)器人的初始位置為(0,0)，目標(biāo)位置依次為(5,5)、(10,10)、(15,15)。機(jī)器人的最大運(yùn)動(dòng)速度為10m/s，加速度為5m/s2。問題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理的運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方案，使機(jī)器人能夠以最短的時(shí)間完成這些點(diǎn)到點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)任務(wù)，并計(jì)算出所需的總時(shí)間。（150字左右）留出3行空白作答區(qū)域答案：一、1.B2.C3.C4.B5.C6.A二、1.點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、連續(xù)路徑運(yùn)動(dòng)、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)2.關(guān)節(jié)變量、末端執(zhí)行器位姿3.關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃、笛卡爾空間軌跡規(guī)劃、混合軌跡規(guī)劃三、1.開環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但精度不高，適用于一些對(duì)精度要求不高的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)景；閉環(huán)控制精度高，能自動(dòng)補(bǔ)償誤差，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，常用于高精度運(yùn)動(dòng)控制，如精密加工等。2.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系以機(jī)器人關(guān)節(jié)為基準(zhǔn)描述運(yùn)動(dòng)，便于控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；直角坐標(biāo)系以笛卡爾坐標(biāo)描述末端執(zhí)行器位置姿態(tài)，直觀反映在空間中的位置，二者通過運(yùn)動(dòng)學(xué)變換相互關(guān)聯(lián)。四、原因可能有：傳感器精度不夠、運(yùn)動(dòng)控制算法不完善；機(jī)械結(jié)構(gòu)存在間隙或松動(dòng)。解決措施：更換高精度傳感器；優(yōu)化運(yùn)動(dòng)控制算法；檢查并緊固機(jī)械結(jié)構(gòu)。五、采用直線插補(bǔ)方式依次運(yùn)動(dòng)到各點(diǎn)。加速階段：t1=v/a=10/5=2s，運(yùn)動(dòng)距離s1=0.5×a×t12=10m；減速