2025年高職（機電一體化技術(shù)）工業(yè)控制應用試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（總共10題，每題3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)）1.機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動部件的作用不包括以下哪一項？（）A.傳遞動力B.改變運動形式C.提高系統(tǒng)精度D.存儲能量2.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3.工業(yè)控制中常用的編程語言是（）A.C語言B.PythonC.梯形圖D.Java4.步進電機的步距角取決于（）A.電機的相數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)B.電機的轉(zhuǎn)速C.負載大小D.電源電壓5.閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是（）A.控制器B.傳感器C.執(zhí)行機構(gòu)D.反饋環(huán)節(jié)6.以下哪種調(diào)速方法不屬于直流電動機調(diào)速方法？（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變磁極對數(shù)調(diào)速C.改變電樞回路電阻調(diào)速D.變頻調(diào)速7.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言中，最直觀、易懂的是（）A.語句表B.功能塊圖C.梯形圖D.結(jié)構(gòu)文本8.交流伺服電動機的調(diào)速方法主要是（）A.改變電源頻率B.改變磁極對數(shù)C.改變轉(zhuǎn)差率D.以上都是9.工業(yè)機器人的手部通常采用（）來實現(xiàn)抓握功能。A.連桿機構(gòu)B.齒輪機構(gòu)C.的機構(gòu)D.吸盤或夾鉗機構(gòu)10.以下哪種控制系統(tǒng)能夠根據(jù)輸入信號的變化自動調(diào)整輸出，使系統(tǒng)輸出量盡可能接近期望值？（）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.復合控制系統(tǒng)第II卷1.（總共3題，每題10分）簡述機電一體化系統(tǒng)的組成部分及其作用。簡述工業(yè)控制中常用的傳感器類型及應用場景。簡述可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言及其特點。2.（總共2題題，每題10分）分析直流電動機調(diào)速的幾種方法及其優(yōu)缺點。說明交流伺服電動機的工作原理及調(diào)速特點。3.（總共2題，每題10分）設計一個簡單的PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)控制。畫出機電一體化系統(tǒng)中典型的位置控制系統(tǒng)框圖，并說明各部分的作用。4.材料：某自動化生產(chǎn)線需要對產(chǎn)品進行計數(shù)和質(zhì)量檢測。已知產(chǎn)品通過傳送帶勻速移動，每經(jīng)過一個光電傳感器會產(chǎn)生一個脈沖信號。質(zhì)量檢測通過一個激光位移傳感器測量產(chǎn)品的高度，當高度偏差超過一定范圍時判定為不合格產(chǎn)品。（總共2題，每題10分）請設計一個基于PLC的計數(shù)和質(zhì)量檢測程序，說明程序的主要邏輯和步驟。若要提高計數(shù)的準確性，可采取哪些措施？5.材料：在一個工業(yè)控制系統(tǒng)中，有一臺三相異步電動機需要實現(xiàn)調(diào)速控制。要求能夠根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。已知電動機的額定功率為10kW，額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。（總共2題，每題10分）請選擇一種合適的調(diào)速方法，并說明理由。設計一個調(diào)速控制系統(tǒng)的方案，包括主要組成部分和工作原理。答案：1.D2.C3.C4.A5.D6.D7.C8.A9.D10.B簡述機電一體化系統(tǒng)的組成部分及其作用：機電一體化系統(tǒng)主要由機械本體、動力系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、控制器和接口等部分組成。機械本體用于支撐和連接各部件；動力系統(tǒng)提供能量；執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)各種運動；傳感器檢測系統(tǒng)的運行狀態(tài)等信息；控制器對系統(tǒng)進行控制和調(diào)節(jié)；接口用于各部分之間的信息傳遞和連接。簡述工業(yè)控制中常用的傳感器類型及應用場景：常用傳感器有光電傳感器，用于檢測物體的有無、位置等，像生產(chǎn)線上產(chǎn)品的計數(shù)；溫度傳感器，監(jiān)測設備溫度，如電機溫度監(jiān)測；壓力傳感器，測量壓力，如液壓系統(tǒng)壓力檢測；位移傳感器，檢測位置變化，如機床工作臺的位移測量等。簡述可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言及其特點：梯形圖直觀易懂，類似電氣控制原理圖，適合電氣技術(shù)人員；語句表用助記符編程，適合熟悉匯編語言的人員；功能塊圖以圖形化表示功能模塊，便于復雜邏輯設計；結(jié)構(gòu)文本用高級語言描述，適合有計算機編程基礎的人員。分析直流電動機調(diào)速的幾種方法及其優(yōu)缺點：改變電樞電壓調(diào)速范圍寬、平滑性好，但需要專用電源設備；改變電樞回路電阻調(diào)速簡單，但效率低、調(diào)速范圍??；改變磁極對數(shù)調(diào)速是有級調(diào)速，調(diào)速平滑性差。說明交流伺服電動機的工作原理及調(diào)速特點：工作原理是定子繞組通入三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子繞組感應電流，在磁場作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。調(diào)速特點是調(diào)速范圍寬、精度高、響應快，能實現(xiàn)精確的速度控制。設計一個簡單的PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)控制：輸入部分有正反轉(zhuǎn)按鈕和停止按鈕，輸出接電機正反轉(zhuǎn)接觸器。梯形圖中，正轉(zhuǎn)按鈕按下，正轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，電機正轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)按鈕按下，反轉(zhuǎn)接觸器線圈得電，電機反轉(zhuǎn)；停止按鈕按下，正反轉(zhuǎn)接觸器線圈失電，電機停止。畫出機電一體化系統(tǒng)中典型的位置控制系統(tǒng)框圖，并說明各部分的作用：位置控制系統(tǒng)框圖包括給定環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)、控制器、功率放大環(huán)節(jié)、執(zhí)行機構(gòu)、檢測環(huán)節(jié)和反饋環(huán)節(jié)。給定環(huán)節(jié)給出位置指令；比較環(huán)節(jié)比較指令與實際位置偏差；控制器根據(jù)偏差控制；功率放大環(huán)節(jié)放大控制信號；執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動運動部件；檢測環(huán)節(jié)測量實際位置；反饋環(huán)節(jié)將實際位置反饋到比較環(huán)節(jié)。請設計一個基于PLC的計數(shù)和質(zhì)量檢測程序，說明程序的主要邏輯和步驟：程序邏輯為光電傳感器脈沖信號計數(shù)，激光位移傳感器測量高度與設定值比較。步驟：初始化計數(shù)和高度變量；檢測光電傳感器脈沖，計數(shù)加1；檢測激光位移傳感器高度，判斷是否合格；根據(jù)判斷結(jié)果進行相應處理，如顯示計數(shù)結(jié)果、剔除不合格產(chǎn)品等。若要提高計數(shù)的準確性，可采取哪些措施：采用高精度的光電傳感器；對脈沖信號進行濾波處理，去除干擾信號；增加信號校驗機制，如多次檢測脈沖信號是否一致。請選擇一種合適的調(diào)速方法，并說明理由：可選擇變頻調(diào)速。理由是變頻調(diào)速調(diào)速范圍寬、效率高、調(diào)速平滑，能滿足在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的要求，且能根據(jù)生產(chǎn)工藝靈活調(diào)整速度，相比其他調(diào)速方法更適合該應用場景。設計一個調(diào)速控制系統(tǒng)方