2025年高職（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）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.機(jī)電控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的主要作用是A.對輸入信號進(jìn)行處理B.將輸出信號送回輸入端與輸入信號比較C.產(chǎn)生控制信號D.放大輸入信號2.以下哪種傳感器不屬于位置傳感器A.光電編碼器B.超聲波傳感器C.磁電式傳感器D.光柵尺3.直流電動機(jī)調(diào)速方法中，能實現(xiàn)無級調(diào)速的是A.改變電樞回路電阻調(diào)速B.改變勵磁磁通調(diào)速C.改變電樞電壓調(diào)速D.串級調(diào)速4.步進(jìn)電動機(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.控制方式5.交流伺服電動機(jī)的調(diào)速方法通常采用A.改變極對數(shù)調(diào)速B.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速C.變頻調(diào)速D.調(diào)壓調(diào)速6.機(jī)電一體化系統(tǒng)中，機(jī)械傳動部件的作用不包括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7.可編程控制器（PLC）的編程語言中，哪種語言直觀易懂、形象生動A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本8.以下不屬于PLC輸入模塊類型的是A.直流輸入模塊B.交流輸入模塊C.晶體管輸出模塊D.交直流輸入模塊9.機(jī)電控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到外界干擾后A.能迅速恢復(fù)到原來狀態(tài)B.能保持原有平衡狀態(tài)或恢復(fù)到平衡狀態(tài)C.輸出信號能無限增大D.輸出信號保持不變10.PID控制器中，積分環(huán)節(jié)的作用是A.加快系統(tǒng)響應(yīng)速度B.消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差C.改善系統(tǒng)動態(tài)性能D.抑制系統(tǒng)噪聲11.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12.三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速與下列哪個因素有關(guān)A.電源電壓B.電機(jī)極對數(shù)C.負(fù)載大小D.電機(jī)功率13.以下哪種控制算法適用于具有較大慣性和滯后的系統(tǒng)A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.模糊控制14.機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計中，強調(diào)的設(shè)計思想是A.機(jī)械與電子分離設(shè)計B.以機(jī)械設(shè)計為主C.以電子設(shè)計為主D.機(jī)電一體化綜合設(shè)計15.工業(yè)機(jī)器人的手部通常采用哪種驅(qū)動方式A.液壓驅(qū)動B.氣壓驅(qū)動C.電動驅(qū)動D.以上都有16.以下哪種電機(jī)常用于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動A.直流伺服電動機(jī)B.步進(jìn)電動機(jī)C.交流伺服電動機(jī)D.三相異步電動機(jī)17.機(jī)電控制系統(tǒng)中，干擾的來源不包括A.電源干擾B.信號傳輸干擾C.設(shè)備自身發(fā)熱D.空間電磁干擾18.可編程控制器中，定時器的定時時間與下列哪個因素有關(guān)A.輸入信號頻率B.程序執(zhí)行速度C.定時器設(shè)定值和時鐘脈沖頻率D.輸出信號類型19.機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)是A.機(jī)械技術(shù)B.電子技術(shù)C.計算機(jī)控制技術(shù)D.傳感器技術(shù)20.以下哪種調(diào)速方法適用于直流電動機(jī)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速A.改變電樞回路電阻調(diào)速B.改變勵磁磁通調(diào)速C.改變電樞電壓調(diào)速D.弱磁調(diào)速第II卷（非選擇題共60分）一、填空題（每空1分，共10分）1.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)、________、________和接口等要素組成。2.傳感器的輸出信號一般需要進(jìn)行________、________等處理后才能被后續(xù)電路使用。3.直流電動機(jī)的調(diào)速方法有改變電樞回路電阻調(diào)速、________、________。4.可編程控制器的編程語言主要有梯形圖、________、________、結(jié)構(gòu)化文本等。5.工業(yè)機(jī)器人一般由操作機(jī)、________、________、控制系統(tǒng)等部分組成。二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述機(jī)電控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用。2.說明傳感器的分類方法有哪些。3.交流伺服電動機(jī)與直流伺服電動機(jī)相比，有哪些優(yōu)缺點？4.簡述可編程控制器的工作原理。三、分析題（10分）某機(jī)電控制系統(tǒng)采用PID控制器，當(dāng)系統(tǒng)受到階躍輸入信號后，輸出響應(yīng)曲線出現(xiàn)較大超調(diào)量且長時間不能穩(wěn)定。請分析可能的原因，并提出改進(jìn)措施。四、綜合應(yīng)用題（15分）材料：某自動化生產(chǎn)線需要對產(chǎn)品進(jìn)行計數(shù)和位置檢測。已知產(chǎn)品通過輸送帶勻速移動，速度為v=0.5m/s。要求設(shè)計一個機(jī)電控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對產(chǎn)品的準(zhǔn)確計數(shù)和位置檢測。問題：1.請選擇合適的傳感器來實現(xiàn)產(chǎn)品計數(shù)和位置檢測，并說明理由。（5分）2.設(shè)計一個簡單的控制電路，能夠根據(jù)傳感器信號實現(xiàn)產(chǎn)品計數(shù)和位置顯示。（5分）3.若要提高計數(shù)精度，可采取哪些措施？（5分）五、設(shè)計題（5分）設(shè)計一個基于PLC的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，要求：按下正轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)正轉(zhuǎn)；按下反轉(zhuǎn)按鈕，電機(jī)反轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電機(jī)停止。畫出梯形圖。答案：第I卷答案：1.B2.B3.C4.A5.C6.D7.A8.C9.B10.B11.C12.B13.D14.D15.D16.C17.C18.C19.C20.A第II卷答案：一、1.檢測與傳感部分、控制及信息處理單元2.放大、濾波3.改變勵磁磁通調(diào)速、改變電樞電壓調(diào)速4.指令表、功能塊圖5.驅(qū)動系統(tǒng)、末端執(zhí)行器二、1.機(jī)電控制系統(tǒng)由機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測與傳感部分控制及信息處理單元和接口等組成。機(jī)械本體支撐和安裝其他部件；動力與驅(qū)動部分提供動力；執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成具體工作；檢測與傳感部分獲取信息；控制及信息處理單元處理信息并發(fā)出控制指令；接口實現(xiàn)各部分連接與通信。2.按工作原理分，有物理型、化學(xué)型、生物型；按被測量性質(zhì)分，有位移、速度、溫度等傳感器；按輸出信號類型分，有模擬量、數(shù)字量傳感器；按測量方式分，有直接測量、間接測量傳感器等。3.交流伺服電動機(jī)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便、價格低、無電刷和換向器；缺點：低速性能不如直流伺服電動機(jī)。直流伺服電動機(jī)優(yōu)點：調(diào)速范圍寬、調(diào)速性能好；缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)困難、有換向火花。4.PLC采用循環(huán)掃描工作方式，包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段。輸入采樣階段讀取輸入信號狀態(tài)存入輸入映像寄存器；程序執(zhí)行階段按程序邏輯運算處理；輸出刷新階段將輸出映像寄存器內(nèi)容傳送給輸出端子。三、可能原因：比例系數(shù)過大，積分時間常數(shù)過小。改進(jìn)措施：減小比例系數(shù)，增大積分時間常數(shù)，適當(dāng)調(diào)整微分時間常數(shù)（若有）。四、1.產(chǎn)品計數(shù)可用光電傳感器，產(chǎn)品經(jīng)過遮擋光線產(chǎn)生脈沖信號用于計數(shù)；位置檢測可用光柵尺，能精確測量產(chǎn)品位置。2.光電傳感器信號經(jīng)放大整形后接入計數(shù)器計數(shù)，光柵尺信號經(jīng)處理后送顯示器顯示位置。3.提高傳感器安裝精度，采用高速高精度計數(shù)器，對信號進(jìn)