2025年大學(xué)機(jī)電一體化技術(shù)（智能設(shè)備研發(fā)）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：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.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.傳遞能量B.傳遞運(yùn)動C.轉(zhuǎn)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.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可靠性設(shè)計(jì)的核心是（）A.提高系統(tǒng)的精度B.延長系統(tǒng)的使用壽命C.降低系統(tǒng)的故障率D.提高系統(tǒng)的效率4.步進(jìn)電機(jī)的步距角精度主要取決于（）A.電機(jī)的相數(shù)B.電機(jī)的通電方式C.電機(jī)的制造工藝D.電機(jī)的驅(qū)動電源5.工業(yè)機(jī)器人的手臂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)6.以下哪種控制器不屬于數(shù)字控制器？（）A.單片機(jī)B.PLCC.工控機(jī)D.模擬調(diào)節(jié)器7.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，檢測環(huán)節(jié)的作用是（）A.對系統(tǒng)的輸出進(jìn)行測量和反饋B.對系統(tǒng)的輸入進(jìn)行處理C.對系統(tǒng)的干擾進(jìn)行抑制D.對系統(tǒng)的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換8.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.線性度B.靈敏度C.響應(yīng)時間D.重復(fù)性9.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，執(zhí)行元件的作用是（）A.將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能B.將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能C.對系統(tǒng)的輸入進(jìn)行處理D.對系統(tǒng)的輸出進(jìn)行控制10.以下哪種電機(jī)屬于直流電機(jī)？（）A.永磁同步電機(jī)B.磁阻電機(jī)C.無刷直流電機(jī)D.步進(jìn)電機(jī)11.工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，常用的控制系統(tǒng)是（）A.開環(huán)控制系統(tǒng)B.閉環(huán)控制系統(tǒng)C.半閉環(huán)控制系統(tǒng)D.復(fù)合控制系統(tǒng)12.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是（）A.提高系統(tǒng)的性能B.降低系統(tǒng)的成本C.提高系統(tǒng)的可靠性D.以上都是13.傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)不包括（）A.上升時間B.響應(yīng)時間C.超調(diào)量D.分辨率14.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，接口技術(shù)的作用是（）A.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分之間的信息傳遞和匹配B.提高系統(tǒng)的精度C.降低系統(tǒng)的功耗D.提高系統(tǒng)的可靠性15.以下哪種傳動方式具有過載保護(hù)功能？（）A.齒輪傳動B.鏈傳動C.帶傳動D.聯(lián)軸器16.工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器通常采用哪種傳動方式？（）A.液壓傳動B.氣壓傳動C.電動傳動D.以上都可以17.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)不包括（）A.編寫控制程序B.設(shè)計(jì)用戶界面C.開發(fā)系統(tǒng)軟件D.繪制機(jī)械零件圖18.PLC的編程語言不包括（）A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.C語言19.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則不包括（）A.滿足功能要求B.提高系統(tǒng)的精度C.便于安裝和維護(hù)D.降低系統(tǒng)的成本20.以下哪種傳感器屬于溫度傳感器？（）A.熱電偶B.應(yīng)變片C.霍爾元件D.壓電陶瓷第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每題2分，共10分）1.機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由機(jī)械本體、______、______、______、______五部分組成。2.傳感器的輸出信號通常有______、______、______三種類型。3.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則包括______、______、______、______。4.工業(yè)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)包括______、______、______、______等。5.PLC的工作過程主要包括______、______、______三個階段。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述機(jī)電一體化系統(tǒng)中機(jī)械傳動部件的作用及設(shè)計(jì)要求。2.簡述傳感器的分類方法及各類傳感器的特點(diǎn)。3.簡述工業(yè)機(jī)器人的編程方式及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。四、分析題（每題10分，共20分）材料：某機(jī)電一體化系統(tǒng)采用直流電機(jī)作為執(zhí)行元件，通過齒輪傳動帶動負(fù)載。已知直流電機(jī)的額定功率為100W，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min，齒輪傳動的效率為90%，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩為5N·m。1.計(jì)算直流電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩。2.分析該系統(tǒng)能否正常工作。五、設(shè)計(jì)題（10分）設(shè)計(jì)一個簡單的機(jī)電一體化系統(tǒng)，用于控制水箱水位。要求：采用液位傳感器檢測水位，通過PLC控制水泵的啟停，實(shí)現(xiàn)水位的自動控制。請畫出系統(tǒng)原理圖，并簡述工作過程。答案：1.C2.D3.C4.C5.D6.D7.A8.C9.A10.C11.B12.D13.D14.A15.C16.D17.D18.D19.B20.A填空題答案：1.檢測與傳感器、信息處理與控制器、執(zhí)行元件、動力源2.模擬量、數(shù)字量、開關(guān)量3.機(jī)電互補(bǔ)原則、功能優(yōu)化原則、自動化、省力化原則、效益最大原則4.自由度、工作范圍、額定負(fù)載、重復(fù)定位精度5.輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新簡答題答案：1.作用：傳遞能量、運(yùn)動和動力，實(shí)現(xiàn)減速、增速、變速等功能。設(shè)計(jì)要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，傳動精度高，效率高，振動和噪聲小，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和維護(hù)。2.分類方法：按工作原理分，按被測量分，按輸出信號分。特點(diǎn)：電阻式傳感器精度高、穩(wěn)定性好；電感式傳感器靈敏度高、響應(yīng)速度快；電容式傳感器分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)；壓電式傳感器適用于動態(tài)測量；磁電式傳感器結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠；熱電式傳感器用于溫度測量；光電式傳感器精度高、響應(yīng)速度快；霍爾式傳感器可測量磁場強(qiáng)度等。3.編程方式：示教編程、離線編程。示教編程優(yōu)點(diǎn)：直觀、簡單，操作人員可直接控制機(jī)器人運(yùn)動；缺點(diǎn)：效率低，不適用于復(fù)雜任務(wù)。離線編程優(yōu)點(diǎn)：可提高編程效率，便于修改和優(yōu)化程序；缺點(diǎn)：需要專業(yè)知識和軟件，調(diào)試較復(fù)雜。分析題答案：1.直流電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為T=9550P/n，代入數(shù)據(jù)可得T=9550×0.1/1500≈0.64N·m。2.齒輪傳動輸出轉(zhuǎn)矩T2=T1×η，T1為電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩0.64N·m，η為齒輪傳動效