2025年大學機器人工程（機器人系統(tǒng)設計）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30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。在每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.以下關于機器人運動學的說法，錯誤的是（）A.運動學主要研究機器人各關節(jié)的運動參數B.可通過運動學分析機器人末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)C.運動學方程可以精確描述機器人在復雜環(huán)境下的實際運動D.運動學是機器人系統(tǒng)設計的重要基礎2.機器人控制系統(tǒng)中，負責將傳感器信號轉換為數字信號的部分是（）A.處理器B.控制器C.傳感器接口D.執(zhí)行機構3.以下哪種算法常用于機器人路徑規(guī)劃中的全局路徑規(guī)劃（）A.A算法B.PID控制算法C.神經網絡算法D.卡爾曼濾波算法4.機器人視覺系統(tǒng)中，用于提取圖像特征的是（）A.攝像頭B.圖像傳感器C.圖像處理算法D.顯示器5.機器人的動力學分析主要關注（）A.機器人的能量消耗B.機器人各部件的受力情況C.機器人的運動速度D.機器人的工作效率6.以下屬于機器人編程語言特點的是（）A.語法簡單，容易學習B.與具體硬件緊密相關C.具有良好的可讀性和可維護性D.只適用于特定類型的機器人第II卷（非選擇題共70分）（總共4題，每題10分，答題要求）答題要求：請簡要回答下列問題。7.簡述機器人系統(tǒng)設計中傳感器的主要作用，并列舉三種常見的傳感器及其應用場景。8.說明機器人運動控制中開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別，并舉例說明它們在機器人系統(tǒng)中的應用。9.機器人路徑規(guī)劃有哪些主要類型？各有什么特點？10.闡述機器人編程語言的基本功能和設計原則。（總共2題，每題20分，答題要求）答題要求：結合所給材料，回答問題，要求觀點明確，論述合理。材料：在一個工業(yè)生產車間中，有一臺用于零件裝配的機器人。該機器人需要精確地將不同形狀和尺寸的零件裝配到指定位置。在裝配過程中，機器人需要實時感知零件的位置和姿態(tài)，并根據預先設定的程序進行操作。11.請分析該機器人在零件裝配過程中可能會用到哪些傳感器和控制算法，并說明理由。12.為了提高機器人的裝配效率和質量，你認為可以從哪些方面對機器人系統(tǒng)進行優(yōu)化？答案：1.C2.C3.A4.C5.B6.C7.傳感器主要作用是獲取機器人周圍環(huán)境信息，為機器人決策提供依據。常見傳感器如激光雷達，用于環(huán)境建模和避障；攝像頭，用于視覺識別和定位；力傳感器，用于感知接觸力，應用于裝配等操作。8.開環(huán)控制不考慮輸出結果反饋，結構簡單但精度低，如簡單的步進電機控制。閉環(huán)控制根據輸出反饋調整輸入，精度高，如機器人關節(jié)的PID控制。9.主要類型有全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。全局路徑規(guī)劃是在已知環(huán)境地圖下規(guī)劃從起點到終點的路徑，特點是考慮全局信息。局部路徑規(guī)劃是在運行過程中根據實時環(huán)境調整路徑，特點是靈活應對動態(tài)變化。10.基本功能包括運動控制、邏輯運算、輸入輸出控制等。設計原則有簡單易學、通用性強、與硬件無關性等。11.可能用到視覺傳感器（攝像頭）來精確識別零件位置和姿態(tài)，便于準確抓取和裝配；激光雷達用于構建工作環(huán)境地圖，規(guī)劃機器人運動路徑?？刂扑惴赡苡玫交谝曈X的位姿估計算法，精確計算零件位置；路徑規(guī)劃算法如A算法，規(guī)劃機器人到達裝配位置的最優(yōu)路徑。12.優(yōu)化方面：升級傳感器精度和性能，提高對零件的感