2025年中職機電一體化技術（一體化技術）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：請將每小題的正確答案填在括號內。（總共20題，每題2分）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.傳遞動力B.改變運動形式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.磁電式傳感器3.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)性能B.降低成本C.延長系統(tǒng)使用壽命D.增加系統(tǒng)功能4.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.負載大小D.控制系統(tǒng)的精度5.直流伺服電機的調速方法不包括（）A.改變電樞電壓B.改變勵磁電流C.改變負載轉矩D.改變電樞回路電阻6.機電一體化系統(tǒng)中，常用的執(zhí)行元件不包括（）A.電機B.液壓缸C.傳感器D.電磁閥7.以下哪種控制算法不屬于智能控制算法？（）A.模糊控制B.神經網絡控制C.PID控制D.遺傳算法8.工業(yè)機器人的手部結構主要用于（）A.抓取工件B.實現機器人的行走C.安裝傳感器D.連接機器人的各個關節(jié)9.機電一體化系統(tǒng)中，信號調理電路的作用是（）A.放大信號B.濾波信號C.轉換信號形式D.以上都是10.可編程控制器（PLC）的編程語言不包括（）A.梯形圖B.指令表C.匯編語言D.功能塊圖11.機電一體化系統(tǒng)設計的基本原則不包括（）A.機電互補原則B.功能優(yōu)化原則C.自動化原則D.效益最大、成本最低原則12.以下哪種傳感器可用于測量溫度？（）A.應變片B.超聲波傳感器C.熱電阻D.電容式傳感器13.伺服系統(tǒng)的性能指標不包括（）A.調速范圍B.定位精度C.響應速度D.電機功率14.機電一體化系統(tǒng)中，機械結構設計應滿足的基本要求不包括（）A.精度要求B.強度要求C.美觀要求D.剛度要求15.以下哪種電機適合用于高精度的位置控制？（）A.步進電機B.直流電機C.交流電機D.異步電機16.機電一體化系統(tǒng)中，接口技術的作用不包括（）A.實現各子系統(tǒng)之間的信息交換B.提高系統(tǒng)的可靠性C.增強系統(tǒng)的抗干擾能力D.改變系統(tǒng)的功能17.工業(yè)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.數控機床C.自動化倉庫D.傳感器18.以下哪種控制方式不屬于閉環(huán)控制？（）A.反饋控制B.前饋控制C.復合控制D.開環(huán)控制19.機電一體化產品的設計流程不包括（）A.需求分析B.概念設計C.詳細設計D.產品銷售20.傳感器的靜態(tài)特性指標不包括（）A.線性度B.靈敏度C.響應時間D.重復性第II卷（非選擇題，共60分）一、填空題（每空1分，共10分）1.機電一體化系統(tǒng)主要由機械本體、動力系統(tǒng)、執(zhí)行機構、______、______五部分組成。2.傳感器的輸出信號通常很微弱，需要經過______、______等信號調理電路進行處理。3.工業(yè)機器人的運動自由度是指機器人______的運動參數。4.可編程控制器的編程語言中，______是最常用的一種，它類似于電氣控制系統(tǒng)中的______。5.機電一體化系統(tǒng)設計中，優(yōu)化設計的方法主要有______、______等。二、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述機電一體化系統(tǒng)中機械傳動部件的作用及設計要求。2.說明直流伺服電機的調速原理及常用的調速方法。三、分析題（15分）某機電一體化系統(tǒng)采用步進電機作為執(zhí)行元件，已知步進電機的步距角為1.8°，脈沖當量為0.01mm，要求系統(tǒng)的定位精度為±0.05mm。試分析該系統(tǒng)能否滿足定位精度要求，并說明理由。四、綜合應用題（15分）材料：某自動化生產線上需要設計一個物料搬運系統(tǒng)，要求能夠將物料從A點準確地搬運到B點。已知物料的重量為5kg，搬運距離為2m，搬運速度為0.5m/s，定位精度為±0.02mm?，F有一臺工業(yè)機器人可供選用，其負載能力為10kg，重復定位精度為±0.01mm，最大運動速度為1m/s。問題：請設計一個基于該工業(yè)機器人的物料搬運系統(tǒng)，說明系統(tǒng)的組成部分及工作過程。五、設計題（20分）材料：設計一個用于控制電機轉速的機電一體化系統(tǒng)，要求系統(tǒng)能夠根據外部輸入信號（如電位器輸出信號）實時調整電機的轉速，電機的額定轉速為1500r/min，調速范圍為500-1500r/min。問題：請設計該系統(tǒng)的總體方案，包括系統(tǒng)的組成部分、工作原理及控制策略，并畫出系統(tǒng)的原理框圖。答案：1.D2.C3.C4.A5.C6.C7.C8.A9.D10.C11.C12.C13.D14.C15.A16.D17.A18.D19.D20.C填空題答案：1.檢測與傳感器、控制及信息處理單元2.放大、濾波3.末端執(zhí)行器4.梯形圖、電氣原理圖5.優(yōu)化設計方法、優(yōu)化設計軟件簡答題答案：1.作用：傳遞動力、改變運動形式（如減速、增速、變速、改變運動方向等）、實現運動的精確傳遞和轉換等。設計要求：具有足夠的強度和剛度、傳動精度高、轉動慣量小、阻尼合理、摩擦小、效率高、結構簡單緊湊、便于安裝調整和維護等。2.調速原理：通過改變電機的電樞電壓、電樞回路電阻或勵磁電流等參數來改變電機的轉速。常用調速方法：改變電樞電壓調速，可實現無級調速，調速范圍寬，穩(wěn)定性好；改變電樞回路電阻調速，調速范圍小，能耗大；改變勵磁電流調速，適用于恒功率負載調速。分析題答案：步進電機步距角為1.8°，脈沖當量為0.01mm，要達到±0.05mm的定位精度，允許的最大步距誤差對應的角度為±(0.05÷0.01)×1.8°=±9°。而步進電機本身步距角精度有限，實際運行中步距誤差可能更大，所以僅靠步進電機難以滿足±0.05mm的定位精度要求。綜合應用題答案：系統(tǒng)組成：工業(yè)機器人、物料抓取裝置（吸盤或夾具等）、物料輸送軌道（從A到B點）、控制系統(tǒng)。工作過程：控制系統(tǒng)根據物料位置信息控制機器人移動到A點，抓取裝置抓取物料，機器人按照規(guī)劃路徑將物料搬運到B點，放下物料后返回初始位置等待下一次任務。設計題答案：系統(tǒng)組成：電位器、信號調理電路、控制器（如PLC）、功率放大器、電機。工作原理：電位器輸出電壓信號代表轉速設定值，經信號調理電路處