2025年中職（機(jī)電技術(shù)應(yīng)用）機(jī)電技能大賽模擬測試題及答案

（考試時(shí)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10小題，每小題3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。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)部件的作用不包括（）A.傳遞動(dòng)力B.改變運(yùn)動(dòng)形式C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性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.電感式接近開關(guān)3.步進(jìn)電機(jī)的步距角精度主要取決于（）A.電機(jī)的制造精度B.驅(qū)動(dòng)電源的性能C.負(fù)載的大小D.控制系統(tǒng)的算法4.直流伺服電機(jī)的調(diào)速方法不包括（）A.改變電樞電壓B.改變勵(lì)磁電流C.改變電機(jī)極對數(shù)D.改變電樞回路電阻5.可編程控制器（PLC）的編程語言中，哪種語言最接近人類的自然語言（）A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本6.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)的目的是（）A.提高系統(tǒng)的性能B.降低系統(tǒng)的成本C.延長系統(tǒng)的使用壽命D.增加系統(tǒng)的功能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.比例積分微分控制D.遺傳算法8.工業(yè)機(jī)器人的手部通常由（）組成。A.手指和手腕B.手指和手臂C.手腕和手臂D.手指、手腕和手臂9.自動(dòng)化生產(chǎn)線中，用于物料搬運(yùn)的設(shè)備不包括（）A.輸送帶B.機(jī)器人C.數(shù)控機(jī)床D.叉車10.機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心是（）A.機(jī)械本體B.電子控制系統(tǒng)C.動(dòng)力部分D.執(zhí)行機(jī)構(gòu)第II卷（非選擇題，共70分）11.（總共3題，每題10分，答題要求：請簡要回答下列問題）（1）簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成要素。（2）說明傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用。（3）簡述可編程控制器（PLC）的工作原理。12.（總共2題，每題10分，答題要求：分析下列問題）（1）分析直流伺服電機(jī)調(diào)速過程中，改變電樞電壓調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)。（2）分析工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)。13.（總共2題，每題10分，答題要求：計(jì)算下列問題）（1）已知某步進(jìn)電機(jī)的步距角為1.8°，電機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)為40，求該電機(jī)的拍數(shù)。（2）某機(jī)電一體化系統(tǒng)中，負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=0.1kg·m2，系統(tǒng)要求的角加速度為α=5rad/s2，求所需的轉(zhuǎn)矩T。14.（總共1題，每題20分，答題要求：閱讀以下材料，回答問題）材料：某自動(dòng)化生產(chǎn)線采用了PLC控制系統(tǒng)，用于控制多個(gè)電機(jī)和氣缸的動(dòng)作。生產(chǎn)線的工藝流程為：物料從進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)過輸送帶輸送到加工工位，由機(jī)器人進(jìn)行加工，然后通過輸送帶輸送到出料口。PLC控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器檢測到的物料位置和加工狀態(tài)，控制電機(jī)和氣缸的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化運(yùn)行。問題：（1）請畫出該自動(dòng)化生產(chǎn)線的工藝流程示意圖。（2）分析PLC控制系統(tǒng)在該生產(chǎn)線中的作用。（3）如果該生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，如何利用PLC控制系統(tǒng)的故障診斷功能進(jìn)行排查？15.（總共1題，每題20分，答題要求：閱讀以下材料，回答問題）材料：某機(jī)電一體化產(chǎn)品是一款智能家電，采用了多種傳感器和控制算法，實(shí)現(xiàn)了對家電運(yùn)行狀態(tài)的智能監(jiān)測和控制。該產(chǎn)品具有節(jié)能、舒適、便捷等特點(diǎn)，受到了用戶的廣泛好評。問題：（1）請列舉該智能家電中可能應(yīng)用的傳感器和控制算法。（2）分析該智能家電的節(jié)能原理。（3）說明該智能家電的舒適和便捷體現(xiàn)在哪些方面？答案：1.D2.C3.A4.C5.D6.C7.C8.A9.C10.B11.（1）機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械本體、電子控制系統(tǒng)、動(dòng)力部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器和接口等要素組成。（2）傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用是獲取系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種信息，如位置、速度、溫度、壓力等，并將這些信息轉(zhuǎn)換為電信號，以便電子控制系統(tǒng)進(jìn)行處理和控制。（3）PLC的工作原理是通過周期性地循環(huán)掃描用戶程序，讀取輸入信號狀態(tài)，執(zhí)行用戶程序，刷新輸出狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備的控制。12.（1）優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍寬，調(diào)速平滑性好，能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；調(diào)速穩(wěn)定性好，受負(fù)載影響小。缺點(diǎn)：需要專用的可調(diào)壓電源，設(shè)備成本較高；低速時(shí)效率較低，能耗較大。（2）應(yīng)用優(yōu)勢：提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境。面臨的挑戰(zhàn)：編程復(fù)雜，維護(hù)成本高，安全性要求高，與其他設(shè)備的協(xié)同工作難度大。13.（1）根據(jù)步距角公式θ=360°/（Z×N），可得N=360°/（θ×Z）=360°/（1.8°×40）=5拍。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=J×α，可得T=0.1×5=0.5N·m。14.（1）工藝流程示意圖：進(jìn)料口→輸送帶→加工工位（機(jī)器人加工）→輸送帶→出料口。（2）PLC控制系統(tǒng)的作用：根據(jù)傳感器檢測信號，控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)輸送帶的啟停和速度調(diào)節(jié)，控制氣缸實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的動(dòng)作，協(xié)調(diào)各設(shè)備工作，確保生產(chǎn)線按工藝流程自動(dòng)化運(yùn)行。（3）利用PLC控制系統(tǒng)的故障診斷功能，可通過查看PLC的狀態(tài)指示燈、故障代碼，以及監(jiān)控程序運(yùn)行狀態(tài)等方式，判斷故障發(fā)生的位置和原因，如輸入傳感器故障、輸出設(shè)備故障、程序邏輯錯(cuò)誤等，以便針對性地進(jìn)行排查和修復(fù)。15.（1）可能應(yīng)用的傳感器：溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、紅外傳感器、壓力傳感器等。控制算法：模糊控制算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法、PID控制算法等。（2）節(jié)能原理：通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測家電運(yùn)行狀態(tài)，如溫度、濕度、光照等，根據(jù)環(huán)境變化和用戶需求，自動(dòng)調(diào)整家電的運(yùn)行參數(shù)，如制冷/制熱強(qiáng)度、風(fēng)速、亮度等，避免不必要的能源消耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。（3