2025年大學(xué)自動(dòng)化（數(shù)控節(jié)能研究）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）本卷共20小題，每小題2分，共40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。1.數(shù)控系統(tǒng)中，用于控制坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的核心部件是（）A.伺服驅(qū)動(dòng)器B.控制器C.編碼器D.電機(jī)2.以下哪種節(jié)能技術(shù)在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用可以有效降低能耗（）A.優(yōu)化刀具路徑B.提高主軸轉(zhuǎn)速C.增加切削深度D.加大進(jìn)給速度3.數(shù)控編程中，能減少空行程時(shí)間從而節(jié)能的指令是（）A.G00B.G01C.G02D.G034.節(jié)能型數(shù)控系統(tǒng)的軟件優(yōu)化主要體現(xiàn)在（）A.提高圖形顯示速度B.增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性C.智能控制能耗D.增加功能模塊5.對于數(shù)控車床，以下哪種傳動(dòng)方式在節(jié)能方面有優(yōu)勢（）A.皮帶傳動(dòng)B.齒輪傳動(dòng)C.滾珠絲杠傳動(dòng)D.直線電機(jī)傳動(dòng)6.數(shù)控加工中，通過合理選擇切削參數(shù)來節(jié)能，其中對能耗影響最大的參數(shù)是（）A.切削速度B.進(jìn)給量C.切削深度D.刀具材質(zhì)7.節(jié)能型數(shù)控設(shè)備的電氣系統(tǒng)優(yōu)化不包括（）A.采用高效電機(jī)B.增加電容補(bǔ)償C.改進(jìn)布線方式D.提高編程效率8.數(shù)控銑床的主軸電機(jī)采用哪種調(diào)速方式更有利于節(jié)能（）A.恒速控制B.恒功率調(diào)速C.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速D.變頻調(diào)速9.以下關(guān)于數(shù)控節(jié)能研究中，對機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能的描述錯(cuò)誤的是（）A.減輕機(jī)床重量可降低能耗B.優(yōu)化結(jié)構(gòu)可減少摩擦C.結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)能無關(guān)D.合理布局可提高能源利用效率10.數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)床能耗，并能根據(jù)加工情況自動(dòng)調(diào)整能耗的功能屬于（）A.故障診斷功能B.節(jié)能控制功能C.編程輔助功能D.顯示功能11.在數(shù)控節(jié)能研究中，對機(jī)床冷卻系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化的措施是（）A.加大冷卻液流量B.提高冷卻泵功率C.采用智能溫控系統(tǒng)D.減少冷卻液種類12.數(shù)控加工中心的刀庫換刀動(dòng)作節(jié)能優(yōu)化的方向是（）A.加快換刀速度B.增加刀庫容量C.優(yōu)化換刀路徑D.提高刀具壽命13.節(jié)能型數(shù)控設(shè)備的控制系統(tǒng)采用哪種算法可以更好地實(shí)現(xiàn)能耗優(yōu)化（）A.PID算法B.模糊控制算法C.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法D.以上都可以14.數(shù)控電火花加工機(jī)床節(jié)能的關(guān)鍵在于（）A.提高放電能量B.優(yōu)化脈沖參數(shù)C.增加電極損耗D.加大加工電流15.對于數(shù)控激光切割機(jī)床，節(jié)能措施不包括（）A.優(yōu)化激光功率控制B.提高切割速度C.減少輔助氣體消耗D.降低激光發(fā)生器效率16.數(shù)控磨床節(jié)能的有效途徑是（）A.增大磨削壓力B.提高砂輪轉(zhuǎn)速C.優(yōu)化磨削工藝參數(shù)D.增加磨削余量17.節(jié)能型數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，采用哪種芯片可降低功耗（）A.高性能CPU芯片B.低功耗單片機(jī)芯片C.大容量存儲芯片D.高速運(yùn)算芯片18.數(shù)控折彎機(jī)節(jié)能主要通過（）A.提高折彎力B.優(yōu)化折彎程序C.增加折彎次數(shù)D.加大油缸壓力19.以下哪種數(shù)控節(jié)能技術(shù)不屬于智能控制范疇（）A.自適應(yīng)控制B.專家系統(tǒng)控制C.傳統(tǒng)PID控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制20.在數(shù)控節(jié)能研究中，對機(jī)床照明系統(tǒng)節(jié)能的方法是（）A.增加照明亮度B.采用節(jié)能燈具C.延長照明時(shí)間D.提高燈具功率第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡述數(shù)控節(jié)能研究中，優(yōu)化主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的主要方法。22.（10分）分析數(shù)控加工中，刀具路徑規(guī)劃對節(jié)能的影響及優(yōu)化措施。23.（10分）闡述數(shù)控系統(tǒng)軟件層面實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的原理和策略要點(diǎn)。24.（15分）閱讀材料：某企業(yè)現(xiàn)有一批數(shù)控車床，能耗較大。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，部分車床的電機(jī)存在效率低下、功率因數(shù)低等問題。同時(shí)，在加工工藝上，刀具路徑規(guī)劃不合理，存在較多空行程。請根據(jù)材料分析該企業(yè)數(shù)控車床節(jié)能的改進(jìn)方向，并說明理由。25.（15分）閱讀材料：隨著制造業(yè)對節(jié)能要求的提高，數(shù)控節(jié)能技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。一種新型的數(shù)控節(jié)能系統(tǒng)采用了智能控制算法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測機(jī)床各部件的能耗，并根據(jù)加工任務(wù)自動(dòng)調(diào)整能耗分配。該系統(tǒng)還對機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，減輕了重量，減少了摩擦。請根據(jù)材料分析新型數(shù)控節(jié)能系統(tǒng)的優(yōu)勢及對制造業(yè)節(jié)能的意義。答案1.A2.A3.A4.C5.D6.A7.D8.D9.C10.B11.C12.C13.D14.B15.D16.C17.B18.B19.C20.B21.優(yōu)化主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的主要方法包括：采用高效節(jié)能電機(jī)，提高電機(jī)效率；采用變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)加工需求實(shí)時(shí)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速，避免不必要的高能耗；優(yōu)化主軸傳動(dòng)鏈，減少傳動(dòng)損耗；對主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。22.刀具路徑規(guī)劃對節(jié)能影響較大。不合理的路徑會導(dǎo)致空行程增加，浪費(fèi)能源。優(yōu)化措施包括：合理安排加工順序，減少刀具的頻繁啟停和空行程移動(dòng)；利用數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)編程功能，生成最短且高效的刀具路徑；結(jié)合零件形狀和加工要求，采用合適的走刀方式，如環(huán)切、行切等，提高加工效率同時(shí)降低能耗。23.數(shù)控系統(tǒng)軟件層面實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的原理是通過對機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，利用智能算法調(diào)整機(jī)床各部件的運(yùn)行參數(shù)，以達(dá)到降低能耗的目的。策略要點(diǎn)包括：建立能耗模型，準(zhǔn)確預(yù)測能耗；實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)、主軸負(fù)載等參數(shù)；根據(jù)加工任務(wù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等；具備節(jié)能優(yōu)化的智能決策功能，在保證加工質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)能耗最小化。24.改進(jìn)方向及理由：首先，更換高效電機(jī)，提高電機(jī)效率，降低電能損耗，因?yàn)楝F(xiàn)有電機(jī)效率低下。其次，優(yōu)化刀具路徑規(guī)劃，減少空行程，提高加工效率，降低不必要的能耗，當(dāng)前刀具路徑存在較多空行程。再者，對電機(jī)進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，提高電能利用率，解決功率因數(shù)低的問題。通過這些改進(jìn)可有效降低數(shù)控車床的能耗。25.新型數(shù)控節(jié)能系統(tǒng)優(yōu)勢：采用智能