2025年大學大二（智能科學與技術）機器人智能控制基礎測試題及答案

（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，請將正確答案填寫在括號內(nèi)）1.機器人智能控制中，以下哪種控制算法常用于處理復雜的非線性系統(tǒng)？（）A.比例控制B.模糊控制C.積分控制D.微分控制2.在機器人路徑規(guī)劃中，A算法的核心思想是（）A.基于啟發(fā)式搜索，通過評估函數(shù)找到最優(yōu)路徑B.隨機生成路徑并不斷優(yōu)化C.沿著最短距離直接到達目標D.先廣度優(yōu)先搜索再深度優(yōu)先搜索3.機器人視覺系統(tǒng)中，用于提取圖像特征的常用方法是（）A.直方圖均衡化B.邊緣檢測C.圖像濾波D.色彩空間轉換4.以下哪種傳感器常用于機器人感知自身姿態(tài)和運動狀態(tài)？（）A.激光雷達B.攝像頭C.陀螺儀D.超聲波傳感器5.智能機器人的控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.接收輸入信號并進行處理B.將控制信號輸出到執(zhí)行機構C.檢測輸出結果并與期望結果比較，調(diào)整控制策略D.對系統(tǒng)進行初始化設置6.在機器人運動學中，描述機器人末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)的參數(shù)是（）A.關節(jié)角度B.連桿長度C.齊次坐標D.速度和加速度7.機器人智能控制中，神經(jīng)網(wǎng)絡的主要作用是（）A.進行邏輯推理B.存儲數(shù)據(jù)C.模式識別和分類D.實現(xiàn)通信功能8.對于機器人的避障控制，以下哪種策略較為常用？（）A.預測避障B.隨機避障C.碰撞后再調(diào)整路徑D.等待障礙物消失第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（共10分）（總共5空，每空2分，請將答案填寫在橫線上）1.機器人智能控制的發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)典控制、______控制和智能控制三個階段。2.機器人路徑規(guī)劃算法中，Dijkstra算法是一種基于______的搜索算法。3.機器人視覺系統(tǒng)中，常用______模型來描述圖像中的物體。4.傳感器融合的方法主要有數(shù)據(jù)層融合、______融合和決策層融合。5.機器人運動控制中，PID控制的三個參數(shù)分別是比例系數(shù)、______系數(shù)和微分系數(shù)。三、簡答題（共20分）（總共4題，每題5分）1.簡述模糊控制的基本原理。2.機器人視覺系統(tǒng)主要包括哪些部分？3.說明機器人運動學中正向運動學和逆向運動學的區(qū)別。4.傳感器在機器人智能控制中有哪些重要作用？四、材料分析題（共15分）（總共3題，每題5分）材料：在一個工業(yè)生產(chǎn)場景中，有一臺搬運機器人負責將零件從A點搬運到B點。機器人配備了激光雷達傳感器用于環(huán)境感知，同時采用了基于模型預測控制的方法進行路徑規(guī)劃。1.請分析激光雷達傳感器在該場景中的作用。2.基于模型預測控制的路徑規(guī)劃方法有什么優(yōu)點？3.若機器人在搬運過程中遇到突發(fā)的障礙物，它可能會采取哪些措施來保證任務的完成？五、綜合應用題（共15分）（總共1題，15分）設計一個簡單的機器人智能控制系統(tǒng)，使其能夠實現(xiàn)自主避障并完成特定任務。請描述系統(tǒng)的主要組成部分、工作原理以及控制流程。答案：第I卷答案1.B2.A3.B4.C5.C6.C7.C8.A第II卷答案1.現(xiàn)代控制2.圖論3.幾何4.特征層5.積分三、簡答題答案1.模糊控制以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎，通過將輸入的精確量模糊化，利用模糊規(guī)則進行推理決策，再將模糊輸出量精確化，從而實現(xiàn)對復雜系統(tǒng)的控制。2.機器人視覺系統(tǒng)主要包括圖像采集設備（如攝像頭）、圖像預處理模塊、特征提取與分析模塊、目標識別與定位模塊以及圖像存儲與傳輸模塊等。3.正向運動學是已知機器人各關節(jié)角度，求解末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)；逆向運動學則是已知末端執(zhí)行器的位置和姿態(tài)，求解各關節(jié)角度。4.傳感器可使機器人感知外界環(huán)境信息，如障礙物位置、物體形狀等，為機器人的決策和控制提供依據(jù)，使其能適應環(huán)境變化，準確執(zhí)行任務。四、材料分析題答案1.激光雷達傳感器可實時獲取周圍環(huán)境的三維信息，檢測出障礙物的位置、形狀和距離等，為機器人規(guī)劃安全路徑提供數(shù)據(jù)支持，使其能提前避開障礙物。2.基于模型預測控制的路徑規(guī)劃方法能考慮系統(tǒng)的動態(tài)特性和未來的運動狀態(tài)，可優(yōu)化路徑，提高機器人運動的效率和準確性，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。3.機器人可能會重新規(guī)劃路徑，避開障礙物；或者暫停搬運任務，等待障礙物消除后再繼續(xù)；也可能調(diào)整搬運策略，如改變搬運順序或方式，以完成任務。五、綜合應用題答案系統(tǒng)主要組成部分：包括傳感器（如超聲波傳感器、紅外傳感器用于避障，攝像頭用于環(huán)境感知）、控制器（如單片機或工控機）、執(zhí)行機構（如電機驅動的關節(jié)）。工作原理：傳感器獲取環(huán)境信息，控制器根據(jù)預設算