2025年大學(xué)第一學(xué)年（機(jī)械電子工程）機(jī)電控制基礎(chǔ)測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.機(jī)電控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是A.將輸入信號變換成適合控制器執(zhí)行的信號B.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差C.對系統(tǒng)的輸出量進(jìn)行測量并反饋到輸入端D.實現(xiàn)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換2.以下哪種控制方式不屬于機(jī)電控制系統(tǒng)的基本控制方式A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.復(fù)合控制D.智能控制3.機(jī)電控制系統(tǒng)中，被控對象是指A.執(zhí)行機(jī)構(gòu)B.控制器C.被控制的生產(chǎn)設(shè)備或過程D.傳感器4.比例控制的特點是A.能消除穩(wěn)態(tài)誤差B.控制精度高C.反應(yīng)快，能迅速跟隨輸入信號的變化D.具有積分作用5.積分控制的主要作用是A.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.消除穩(wěn)態(tài)誤差C.加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度D.增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力6.微分控制的作用是A.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.消除穩(wěn)態(tài)誤差C.對輸入信號的變化趨勢進(jìn)行提前反應(yīng)，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能D.增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力7.PID控制器中，比例系數(shù)Kp增大時，系統(tǒng)的A.穩(wěn)定性增強(qiáng)B.響應(yīng)速度加快，但可能會產(chǎn)生振蕩C.穩(wěn)態(tài)誤差增大D.積分作用增強(qiáng)8.機(jī)電控制系統(tǒng)中，傳感器的作用是A.將被控量轉(zhuǎn)換為電信號B.將輸入信號轉(zhuǎn)換為適合控制器執(zhí)行的信號C.對系統(tǒng)的輸出量進(jìn)行測量并反饋到輸入端D.實現(xiàn)系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換9.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.應(yīng)變片D.磁柵10.直流電動機(jī)的調(diào)速方法不包括A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變電樞回路電阻調(diào)速C.改變勵磁磁通調(diào)速D.改變電機(jī)極對數(shù)調(diào)速11.步進(jìn)電動機(jī)的步距角與以下哪個因素?zé)o關(guān)A.電機(jī)的相數(shù)B.通電方式C.負(fù)載大小D.轉(zhuǎn)子齒數(shù)12.交流伺服電動機(jī)的調(diào)速方法主要有A.改變電源頻率調(diào)速B.改變磁極對數(shù)調(diào)速C.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速D.以上都是13.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，接口的作用不包括A.實現(xiàn)信號的匹配與轉(zhuǎn)換B.提高系統(tǒng)的可靠性C.增強(qiáng)系統(tǒng)的功能D.改變系統(tǒng)的控制方式14.數(shù)字量接口是用于傳輸A.連續(xù)變化的模擬信號B.離散的數(shù)字信號C.功率信號D.頻率信號15.模擬量接口是用于傳輸A.連續(xù)變化的模擬信號B.離散的數(shù)字信號C.功率信號D.頻率信號16.機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟不包括A.系統(tǒng)總體方案設(shè)計B.詳細(xì)設(shè)計C.系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化D.系統(tǒng)拆除與報廢17.以下哪種不屬于機(jī)電控制系統(tǒng)的干擾源A.電源干擾B.信號傳輸干擾C.設(shè)備正常運行產(chǎn)生的有用信號D.電磁輻射干擾18.抑制干擾的措施不包括A.屏蔽B.濾波C.接地D.增強(qiáng)干擾源強(qiáng)度19.機(jī)電控制系統(tǒng)的可靠性是指A.系統(tǒng)在規(guī)定條件和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力B.系統(tǒng)的精度高且穩(wěn)定C.系統(tǒng)的響應(yīng)速度快D.系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)20.提高機(jī)電控制系統(tǒng)可靠性的方法不包括A.選用高質(zhì)量的元器件B.采用冗余設(shè)計C.簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)D.增加系統(tǒng)的復(fù)雜性第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每空1分，共10分）答題要求：請在橫線上填寫正確答案。1.機(jī)電控制系統(tǒng)一般由______、______、______、______和______等部分組成。2.開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是______，閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是______。3.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)主要有______、______、______、______等。4.直流電動機(jī)的調(diào)速方法中，______調(diào)速方法調(diào)速范圍廣且平滑性好。5.步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動方式主要有______、______、______等。三、簡答題（每題5分，共20分）答題要求：簡要回答問題，答案應(yīng)簡潔明了。1.簡述機(jī)電控制系統(tǒng)中反饋控制的原理。2.簡述PID控制器的工作原理及各參數(shù)的作用。3.簡述傳感器的分類方法。4.簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)中接口的類型及作用。四、分析題（每題10分，共20分）答題要求：根據(jù)所給材料，進(jìn)行分析并回答問題，分析過程要有條理，回答問題要準(zhǔn)確。材料：某機(jī)電控制系統(tǒng)采用PID控制器對溫度進(jìn)行控制。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的響應(yīng)速度較慢，且存在一定的穩(wěn)態(tài)誤差。1.請分析可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度慢和存在穩(wěn)態(tài)誤差的原因。2.針對上述問題，應(yīng)如何調(diào)整PID控制器的參數(shù)？五、設(shè)計題（10分）答題要求：根據(jù)題目要求，設(shè)計一個簡單的機(jī)電控制系統(tǒng)。設(shè)計一個基于PLC的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，要求能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制，并具有過載保護(hù)功能。請簡述系統(tǒng)的組成部分及工作原理。答案：1.C2.D3.C4.C5.B6.C7.B8.A9.C10.D11.C12.D13.D14.B15.A16.D17.C18.D19.A20.D二、1.控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被控對象、傳感器、反饋環(huán)節(jié)2.結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但控制精度不高；能自動補(bǔ)償擾動對輸出量的影響，控制精度高3.靈敏度、線性度、遲滯、重復(fù)性4.改變電樞電壓5.單電壓驅(qū)動、雙電壓驅(qū)動、斬波驅(qū)動三、1.反饋控制原理是將系統(tǒng)的輸出量通過傳感器測量后反饋到輸入端，與輸入信號進(jìn)行比較，得到偏差信號，控制器根據(jù)偏差信號產(chǎn)生控制作用，以減小偏差，使系統(tǒng)的輸出量盡可能接近期望值。2.PID控制器由比例、積分、微分三個環(huán)節(jié)組成。比例環(huán)節(jié)能迅速響應(yīng)輸入信號的變化，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度；積分環(huán)節(jié)用于消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)對輸入信號的變化趨勢進(jìn)行提前反應(yīng)，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。3.傳感器可按測量原理分類，如電阻式、電容式、電感式等；按被測量分類，如位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器等；按輸出信號分類，如模擬量傳感器、數(shù)字量傳感器等。4.接口類型有數(shù)字量接口和模擬量接口。數(shù)字量接口用于傳輸離散的數(shù)字信號，模擬量接口用于傳輸連續(xù)變化的模擬信號。接口的作用是實現(xiàn)信號的匹配與轉(zhuǎn)換，提高系統(tǒng)的可靠性和易用性。四、1.響應(yīng)速度慢可能原因：比例系數(shù)Kp過小，積分時間常數(shù)Ti過大，微分時間常數(shù)Td過小。穩(wěn)態(tài)誤差可能原因：比例系數(shù)Kp不合適，積分作用不足。2.增大比例系數(shù)Kp可加快響應(yīng)速度，但可能產(chǎn)生振蕩；減小積分時間常數(shù)Ti可減小穩(wěn)態(tài)誤差；適當(dāng)調(diào)整微分時間常數(shù)Td可改善動態(tài)性能。需綜合考慮