2025年高職（機電一體化技術）機電一體化技能大賽模擬測試題及解析

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3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。請將正確答案的序號填在題后的括號內。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.傳遞能量B.傳遞運動C.轉換能量形式D.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性2.以下哪種傳感器不屬于位置傳感器（）A.光柵尺B.磁電式傳感器C.光電編碼器D.超聲波傳感器3.步進電機的步距角精度主要取決于（）A.電機的制造精度B.驅動電源的性能C.負載的大小D.控制系統(tǒng)的算法4.直流伺服電動機的調速方法不包括（）A.改變電樞電壓B.改變電樞回路電阻C.改變勵磁磁通D.改變電機極對數5.機電一體化系統(tǒng)設計中，可靠性設計的目的是（）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.提高系統(tǒng)的智能化程度6.以下哪種控制器不屬于數字控制器（）A.單片機B.PLCC.模擬集成電路D.DSP7.工業(yè)機器人的手部通常由以下哪些部分組成（）A.手指、手腕和基座B.手指、手掌和手腕C.手掌、手腕和手臂D.手指、手臂和基座8.自動化生產線中，用于物料搬運的設備通常是（）A.工業(yè)機器人B.輸送帶C.數控機床D.自動化倉儲設備9.機電一體化系統(tǒng)中，接口技術的作用不包括（）A.實現信號的轉換B.提高系統(tǒng)的可靠性C.增強系統(tǒng)的抗干擾能力D.降低系統(tǒng)的成本10.以下哪種技術不屬于智能制造的關鍵技術（）A.物聯網技術B.大數據技術C.云計算技術D.傳統(tǒng)制造技術第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請將正確答案填在題中的橫線上。1.機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素是機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、______和______。2.傳感器的靜態(tài)特性指標主要有線性度、______、______和重復性等。3.直流電動機的調速方法有______調速、______調速和弱磁調速。4.工業(yè)機器人的編程方式主要有______編程和______編程兩種。5.自動化控制系統(tǒng)按其結構可分為______控制系統(tǒng)和______控制系統(tǒng)。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共3小題，每小題6分。簡要回答問題。1.簡述機電一體化系統(tǒng)的主要特點。2.說明傳感器的分類方法有哪些。3.簡述工業(yè)機器人的編程步驟。四、綜合分析題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。閱讀材料，回答問題。材料：某機電一體化系統(tǒng)采用直流伺服電動機作為驅動元件，通過齒輪傳動帶動負載運動。已知直流伺服電動機的額定功率為1kW，額定轉速為1500r/min，負載轉矩為5N·m。齒輪傳動的傳動比為5。1.計算直流伺服電動機的輸出轉矩。2.分析該機電一體化系統(tǒng)在運行過程中可能出現的問題及解決措施。五、設計題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。根據題目要求進行設計。設計一個簡單的機電一體化控制系統(tǒng)，用于控制一臺三相異步電動機的正反轉和調速。要求畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并說明各組成部分的作用。答案：1.D2.D3.A4.D5.C6.C7.B8.A9.D10.D1.檢測與傳感部分、控制及信息處理部分2.靈敏度、遲滯3.調壓、調磁4.示教、離線5.開環(huán)、閉環(huán)1.機電一體化系統(tǒng)的主要特點有：整體性、相關性、層次性、動態(tài)性、智能性和交叉性。2.傳感器的分類方法有：按被測量分類、按工作原理分類、按信號轉換特征分類、按敏感元件與被測對象的關系分類、按能量關系分類等。3.工業(yè)機器人的編程步驟一般為：任務分析、程序設計、程序輸入、程序調試、程序優(yōu)化。1.直流伺服電動機的輸出轉矩：根據傳動比關系，負載轉矩折算到電動機軸上的轉矩為$T_{L}'=\frac{T_{L}}{i}=\frac{5}{5}=1N·m$。電動機的額定轉矩$T_{N}=\frac{9550P_{N}}{n_{N}}=\frac{9550\times1}{1500}\approx6.37N·m$。所以電動機的輸出轉矩應大于負載轉矩折算值，能滿足系統(tǒng)運行要求。2.該機電一體化系統(tǒng)在運行過程中可能出現的問題及解決措施：可能出現的問題有傳動間隙導致的運動誤差、電動機過載等。解決措施：對于傳動間隙，可采用消除間隙的機構或軟件補償；對于電動機過載，可增加過載保護裝置，如熱繼電器等，同時合理設計系統(tǒng)參數，避免長時間過載運行?？刂葡到y(tǒng)原理圖：采用PLC作為控制器，通過按鈕控制電動機的正反轉，通過電位器調節(jié)電動機的轉速。PLC接收按鈕和電位器的信號，經