2025年大學(xué)大四（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化）機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)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：本大題共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(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)部件不包括以下哪種？（）A.齒輪傳動(dòng)B.帶傳動(dòng)C.傳感器D.鏈傳動(dòng)2.以下哪項(xiàng)不屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素？（）A.機(jī)械本體B.動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分C.控制部分D.操作系統(tǒng)3.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，提高系統(tǒng)可靠性的常用方法不包括（）A.冗余設(shè)計(jì)B.容錯(cuò)設(shè)計(jì)C.降額設(shè)計(jì)D.優(yōu)化設(shè)計(jì)4.步進(jìn)電機(jī)的步距角精度主要取決于（）A.電機(jī)的制造工藝B.驅(qū)動(dòng)電源C.負(fù)載大小D.控制方式5.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，用于檢測(cè)位置的傳感器是（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.光電編碼器D.加速度傳感器6.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7.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，其中不包括（）A.響應(yīng)特性B.穩(wěn)定性C.精度D.抗干擾能力8.工業(yè)機(jī)器人的手臂屬于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的（）A.機(jī)械本體B.執(zhí)行機(jī)構(gòu)C.控制單元D.動(dòng)力源9.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件是（）A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.動(dòng)力源10.以下關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.具有多種技術(shù)功能復(fù)合的特點(diǎn)B.各組成部分之間相互獨(dú)立工作C.可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化控制D.在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛第II卷（非選擇題共70分）11.（總共1題，每題10分，答題要求：簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。）12.（總共1題，每題15分，答題要求：分析機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器的作用，并舉例說明幾種常見傳感器及其應(yīng)用場(chǎng)景。）13.（總共1題，每題15分，答題要求：闡述機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)部件的作用，并說明齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。）14.材料：某機(jī)電一體化系統(tǒng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線，要求能夠精確控制產(chǎn)品的加工位置和速度。現(xiàn)有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，控制系統(tǒng)采用PLC。在運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品加工位置出現(xiàn)偏差。（總共2題，每題10分，答題要求：根據(jù)上述材料，分析產(chǎn)品加工位置出現(xiàn)偏差可能的原因。針對(duì)原因提出相應(yīng)的解決措施。）15.材料：在設(shè)計(jì)一個(gè)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流的機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，需要考慮貨物的存儲(chǔ)、搬運(yùn)和分揀等功能。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的物流運(yùn)作。（總共2題，每題10分，答題要求：請(qǐng)闡述該智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)電一體化系統(tǒng)中可能涉及的關(guān)鍵技術(shù)。說明如何提高該系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。）答案：1.C2.D3.D4.A5.C6.C7.C8.B9.D10.B11.機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則包括：機(jī)電互補(bǔ)原則，充分發(fā)揮機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)各自的特長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；功能優(yōu)化原則，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行優(yōu)化組合，以獲得最佳性能；自動(dòng)化、智能化原則，使系統(tǒng)具備自動(dòng)化、智能化的控制能力；可靠性原則，確保系統(tǒng)在規(guī)定條件和時(shí)間內(nèi)可靠運(yùn)行；開放性原則，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí)等。12.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，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或其他便于處理的信號(hào)，以便控制器進(jìn)行分析和決策。常見傳感器如光電編碼器用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)物體的位置和速度，廣泛應(yīng)用于電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量、機(jī)器人關(guān)節(jié)位置檢測(cè)等；壓力傳感器用于測(cè)量壓力，可用于液壓系統(tǒng)壓力監(jiān)測(cè)等。13.機(jī)械傳動(dòng)部件在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用是傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的變換，以及改變運(yùn)動(dòng)形式等。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是傳動(dòng)比準(zhǔn)確、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，適用于要求傳動(dòng)比精確、傳遞功率較大的場(chǎng)合，如機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)等；帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、過載時(shí)打滑可保護(hù)其他部件等特點(diǎn)，常用于中心距較大、要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合，如輸送帶傳動(dòng)等。14.產(chǎn)品加工位置出現(xiàn)偏差可能原因：步進(jìn)電機(jī)步距角精度不夠；控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；傳動(dòng)部件存在間隙或磨損等。解決措施：更換高精度步進(jìn)電機(jī)；重新調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)；檢查并維修或更換磨損的傳動(dòng)部件。15.該智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)電一體化系統(tǒng)可能涉及的關(guān)鍵技術(shù)有：自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索；機(jī)器人技術(shù)，用于貨物的搬運(yùn)；傳感器技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物