2025年大學(xué)機(jī)械電子工程（機(jī)電控制）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）（總共8題，每題5分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填在題后的括號內(nèi)）w1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動部件的作用不包括以下哪一項(xiàng)（）A.傳遞轉(zhuǎn)矩B.改變運(yùn)動形式C.提高系統(tǒng)精度D.存儲能量w2.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w3.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮系統(tǒng)的可靠性時，以下措施錯誤的是（）A.增加備用部件B.提高系統(tǒng)復(fù)雜度C.采用冗余設(shè)計(jì)D.進(jìn)行可靠性測試w4.步進(jìn)電機(jī)的步距角精度主要取決于（）A.電機(jī)的制造精度B.驅(qū)動電源的性能C.負(fù)載大小D.控制系統(tǒng)的精度w5.直流伺服電機(jī)調(diào)速方法中，調(diào)速范圍最寬的是（）A.電樞回路串電阻調(diào)速B.改變電樞電壓調(diào)速C.弱磁調(diào)速D.恒功率調(diào)速w6.可編程控制器（PLC）的編程語言中，哪種語言類似于繼電器控制電路圖（）A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.順序功能圖w7.以下關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中接口的說法，正確的是（）A.只負(fù)責(zé)信號的傳遞B.不影響系統(tǒng)性能C.是系統(tǒng)各部分之間的連接紐帶D.不需要考慮電氣隔離w8.工業(yè)機(jī)器人的手部通常采用哪種傳動方式（）A.齒輪傳動B.鏈傳動C.帶傳動D.連桿機(jī)構(gòu)傳動第II卷（非選擇題，共60分）w9.簡答題（15分）簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成部分及其相互關(guān)系。w10.分析題（15分）分析一個簡單的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，傳感器、控制器和執(zhí)行器的作用及工作過程。w11.設(shè)計(jì)題（15分）設(shè)計(jì)一個基于PLC的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，要求畫出控制系統(tǒng)原理圖，并簡要說明工作原理。w12.綜合題（15分）材料：在一個自動化生產(chǎn)線上，需要對產(chǎn)品進(jìn)行搬運(yùn)和加工。已知有一臺工業(yè)機(jī)器人負(fù)責(zé)搬運(yùn)產(chǎn)品，一臺數(shù)控機(jī)床負(fù)責(zé)產(chǎn)品加工。工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度為±0.1mm，最大負(fù)載為10kg，工作半徑為1.5m。數(shù)控機(jī)床的加工精度為±0.05mm，最大加工尺寸為500mm×300mm×200mm。問題：請分析該自動化生產(chǎn)線中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，并說明如何提高系統(tǒng)的整體性能。w13.計(jì)算題（15分）已知某步進(jìn)電機(jī)的步距角為1.8°，轉(zhuǎn)子齒數(shù)為40，求該步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)。答案：w1.Dw2.Cw3.Bw4.Aw5.Bw6.Aw7.Cw8.Dw9.機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器部分、控制器部分以及接口部分組成。機(jī)械本體是系統(tǒng)的支撐基礎(chǔ)；動力與驅(qū)動部分為系統(tǒng)提供動力；執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成具體工作任務(wù)；傳感器檢測各種狀態(tài)信息并反饋給控制器；控制器根據(jù)傳感器信息進(jìn)行分析處理并發(fā)出控制指令；接口則實(shí)現(xiàn)各部分之間信號、能量等的連接與轉(zhuǎn)換，它們相互配合，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特定功能。w10.傳感器用于檢測系統(tǒng)的各種狀態(tài)信息，如位置、速度、溫度等，并將其轉(zhuǎn)換為電信號傳送給控制器。控制器接收傳感器信號后，進(jìn)行分析處理，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制策略，發(fā)出控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)控制指令執(zhí)行相應(yīng)動作，如電機(jī)的轉(zhuǎn)動、閥門的開閉等，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。例如在溫度控制系統(tǒng)中，溫度傳感器檢測溫度，控制器根據(jù)設(shè)定溫度與檢測溫度的差值控制加熱或制冷設(shè)備。w11.控制系統(tǒng)原理圖：PLC的輸入端口連接啟動按鈕、停止按鈕、正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)等，輸出端口連接接觸器線圈。工作原理：當(dāng)按下啟動按鈕，PLC根據(jù)正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)信號，通過程序控制輸出端口給相應(yīng)接觸器線圈通電，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。當(dāng)按下停止按鈕，PLC切斷輸出，電機(jī)停止運(yùn)行。w12.該自動化生產(chǎn)線中，工業(yè)機(jī)器人利用機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)精確的產(chǎn)品搬運(yùn)，其重復(fù)定位精度高保證了搬運(yùn)的準(zhǔn)確性。數(shù)控機(jī)床通過機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度加工。提高系統(tǒng)整體性能可從以下方面著手：優(yōu)化機(jī)器人和機(jī)床的控制算法，提高運(yùn)動控制精度；加強(qiáng)傳感器精度，更準(zhǔn)確反饋信息；對機(jī)器人和機(jī)床進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，確保機(jī)械部件精度和電氣性能穩(wěn)定。w13.根據(jù)步進(jìn)電機(jī)