2025年高職機(jī)電一體化（設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的序號(hào)填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動(dòng)部件的作用不包括以下哪一項(xiàng)？（）A.傳遞動(dòng)力B.改變運(yùn)動(dòng)形式C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.存儲(chǔ)能量2.以下哪種傳感器常用于檢測(cè)物體的位置？（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.位移傳感器D.速度傳感器3.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，控制器的核心是（）A.微處理器B.存儲(chǔ)器C.輸入接口D.輸出接口4.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.控制系統(tǒng)的精度C.負(fù)載的大小D.電源的穩(wěn)定性5.閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單B.成本低C.控制精度高D.響應(yīng)速度快6.在機(jī)電一體化設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制中，實(shí)現(xiàn)多軸同步運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)是（）A.傳感器技術(shù)B.通信技術(shù)C.運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)D.機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第II卷（非選擇題，共70分）二、填空題（每題4分，共20分）答題要求：請(qǐng)?jiān)诿款}的橫線上填上正確答案。1.機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械技術(shù)、______、______、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)和軟件技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)相互融合的產(chǎn)物。2.常見的工業(yè)機(jī)器人編程語(yǔ)言有______、______等。3.伺服系統(tǒng)主要由______、______和______組成。4.傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)包括______、______、______等。5.機(jī)電一體化設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制中，常用的通信協(xié)議有______、______等。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問題，條理清晰，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔。1.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成及各部分的作用。2.說明步進(jìn)電機(jī)的工作原理。3.分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程及優(yōu)點(diǎn)。四、綜合分析題（20分）材料：某機(jī)電一體化設(shè)備包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，分別為X軸、Y軸和Z軸，要求實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制，完成一個(gè)復(fù)雜的加工任務(wù)。已知X軸由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，Y軸由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，Z軸由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。控制系統(tǒng)采用PLC作為控制器，通過傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)各軸的位置和速度信息。答題要求：根據(jù)上述材料，回答以下問題，每題10分。1.請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制的基本思路和步驟。2.分析在聯(lián)動(dòng)控制過程中，如何確保各軸之間的同步性和協(xié)調(diào)性。五、設(shè)計(jì)題（20分）材料：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)電一體化控制系統(tǒng)，用于控制一臺(tái)自動(dòng)送料機(jī)。送料機(jī)由輸送帶和料斗組成，要求能夠根據(jù)設(shè)定的速度自動(dòng)輸送物料，并且在物料到達(dá)指定位置時(shí)能夠自動(dòng)停止?？刂葡到y(tǒng)可采用PLC作為控制器，傳感器用于檢測(cè)物料位置，電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)輸送帶。答題要求：請(qǐng)畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并簡(jiǎn)要說明各部分的功能和工作過程。答案：一、1.D2.C3.A4.A5.C6.C二、1.電子技術(shù)、信息技術(shù)2.示教編程語(yǔ)言、文本編程語(yǔ)言3.控制器、功率放大器、執(zhí)行元件4.線性度、靈敏度、遲滯5.RS-232、CAN三、1.機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械本體、動(dòng)力系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口等部分組成。機(jī)械本體是系統(tǒng)的支撐基礎(chǔ)；動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力；執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)；傳感檢測(cè)系統(tǒng)獲取信息；控制系統(tǒng)進(jìn)行控制決策；接口用于各部分連接與信息交互。2.步進(jìn)電機(jī)的工作原理是：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到脈沖信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（步距角）。通過控制脈沖的數(shù)量、頻率及相序，可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及位移量。3.閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程是：控制器根據(jù)給定值與反饋值的偏差進(jìn)行控制，使被控量趨近于給定值。優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，能自動(dòng)補(bǔ)償擾動(dòng)影響，可實(shí)現(xiàn)高精度的運(yùn)動(dòng)控制和過程控制。四、1.基本思路：以PLC為核心，通過程序協(xié)調(diào)控制各軸電機(jī)。步驟：首先確定各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)，然后編寫PLC程序，根據(jù)傳感器反饋信息實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三軸按預(yù)定軌跡聯(lián)動(dòng)。2.可通過設(shè)置相同的運(yùn)動(dòng)速度指令、采用同步控制算法、利用主從控制方式等確保同步性和協(xié)調(diào)性。如主軸帶動(dòng)從軸同步運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各軸位置偏差并及時(shí)調(diào)整。五、原理圖：PLC輸出控制信號(hào)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)輸送帶電機(jī)。傳感器檢測(cè)物料位置信號(hào)反饋給PLC。當(dāng)物料到達(dá)指定位置