2026年機器人工程師電氣控制競賽試題及真題考試時長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：2026年機器人工程師電氣控制競賽試題及真題考核對象：機器人工程師及相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）：總分20分-單選題（總共10題，每題2分）：總分20分-多選題（總共10題，每題2分）：總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）：總分18分-論述題（總共2題，每題11分）：總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.伺服電機控制系統(tǒng)中的PID控制器參數(shù)整定通常采用試湊法，無需理論計算。2.PLC的掃描周期是指從讀取輸入到寫入輸出所需的時間。3.機器人關(guān)節(jié)電機的編碼器通常采用絕對值編碼器，無需進行零點校準(zhǔn)。4.電氣控制系統(tǒng)中的繼電器主要用于實現(xiàn)電路的遠(yuǎn)程控制。5.機器人運動學(xué)逆解是指根據(jù)末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)計算各關(guān)節(jié)角度的過程。6.電機驅(qū)動器的過流保護功能是通過檢測電機電流是否超過額定值來實現(xiàn)的。7.機器人控制系統(tǒng)中的傳感器主要用于檢測環(huán)境信息，無需進行數(shù)據(jù)濾波。8.電氣控制系統(tǒng)中的斷路器主要用于防止電路短路。9.機器人關(guān)節(jié)電機的減速器通常采用諧波減速器，以提高精度。10.PLC的梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，無需進行邏輯運算。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪種傳感器常用于檢測機器人末端執(zhí)行器的位置？（）A.溫度傳感器B.光纖傳感器C.編碼器D.壓力傳感器2.機器人關(guān)節(jié)電機的控制方式中，哪種適用于高精度控制？（）A.V/f控制B.FOC（磁場定向控制）C.PFC（功率因數(shù)校正）D.SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）3.電氣控制系統(tǒng)中的熔斷器主要用于保護電路免受哪種故障影響？（）A.過載B.短路C.過壓D.漏電4.機器人運動學(xué)正解是指根據(jù)各關(guān)節(jié)角度計算末端執(zhí)行器位置的過程，對嗎？（）A.正確B.錯誤5.電機驅(qū)動器的過壓保護功能是通過檢測電機電壓是否超過額定值來實現(xiàn)的，對嗎？（）A.正確B.錯誤6.PLC的指令系統(tǒng)中最常用的指令是哪種？（）A.數(shù)據(jù)傳送指令B.邏輯運算指令C.定時器指令D.計數(shù)器指令7.機器人關(guān)節(jié)電機的編碼器通常采用哪種類型？（）A.旋轉(zhuǎn)變壓器B.絕對值編碼器C.脈沖編碼器D.磁柵傳感器8.電氣控制系統(tǒng)中的接觸器主要用于實現(xiàn)電路的哪種控制？（）A.遠(yuǎn)程控制B.自動控制C.手動控制D.模擬控制9.機器人控制系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)濾波通常采用哪種方法？（）A.平均濾波B.中值濾波C.高通濾波D.低通濾波10.PLC的編程語言中，哪種語言適用于復(fù)雜邏輯控制？（）A.梯形圖B.指令表C.結(jié)構(gòu)化文本D.順序功能圖三、多選題（每題2分，共20分）1.機器人關(guān)節(jié)電機的控制方式中，哪些適用于高精度控制？（）A.V/f控制B.FOC（磁場定向控制）C.PFC（功率因數(shù)校正）D.SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）2.電氣控制系統(tǒng)中的保護裝置有哪些？（）A.熔斷器B.斷路器C.繼電器D.過流保護3.機器人運動學(xué)逆解的難點有哪些？（）A.多解問題B.計算復(fù)雜度C.實時性要求D.精度要求4.電機驅(qū)動器的保護功能有哪些？（）A.過流保護B.過壓保護C.過溫保護D.缺相保護5.PLC的編程語言有哪些？（）A.梯形圖B.指令表C.結(jié)構(gòu)化文本D.順序功能圖6.機器人控制系統(tǒng)中的傳感器有哪些類型？（）A.位置傳感器B.力傳感器C.觸覺傳感器D.視覺傳感器7.電氣控制系統(tǒng)中的電路元件有哪些？（）A.繼電器B.斷路器C.熔斷器D.接觸器8.機器人關(guān)節(jié)電機的編碼器有哪些類型？（）A.絕對值編碼器B.脈沖編碼器C.旋轉(zhuǎn)變壓器D.磁柵傳感器9.機器人控制系統(tǒng)中的控制算法有哪些？（）A.PID控制B.FOC控制C.LQR控制D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制10.PLC的編程軟件有哪些？（）A.TIAPortalB.STEP7C.LD700D.IEC61131-3四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：機器人關(guān)節(jié)電機控制問題某機器人關(guān)節(jié)電機采用編碼器反饋，電機型號為SGMG5000，額定功率為1.5kW，額定轉(zhuǎn)速為1500rpm。在調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，有時出現(xiàn)跳變現(xiàn)象。請分析可能的原因并提出解決方案。案例2：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計某工業(yè)機器人電氣控制系統(tǒng)需要設(shè)計一個簡單的安全回路，要求在急停按鈕按下時，機器人所有關(guān)節(jié)電機立即停止運行。請設(shè)計該安全回路，并說明設(shè)計原理。案例3：傳感器數(shù)據(jù)濾波問題某機器人視覺系統(tǒng)采用CCD相機，采集到的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，影響圖像識別精度。請?zhí)岢鲋辽賰煞N數(shù)據(jù)濾波方法，并說明其原理。五、論述題（每題11分，共22分）論述1：機器人關(guān)節(jié)電機的控制方式請論述機器人關(guān)節(jié)電機的幾種主要控制方式，并比較其優(yōu)缺點。論述2：PLC在機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用請論述PLC在機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用場景，并說明其優(yōu)勢。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.錯誤。PID控制器參數(shù)整定通常采用理論計算和試湊法結(jié)合的方式。2.正確。PLC的掃描周期是指從讀取輸入到寫入輸出所需的時間。3.錯誤。絕對值編碼器也需要進行零點校準(zhǔn)。4.正確。繼電器主要用于實現(xiàn)電路的遠(yuǎn)程控制。5.正確。機器人運動學(xué)逆解是指根據(jù)末端執(zhí)行器位置和姿態(tài)計算各關(guān)節(jié)角度的過程。6.正確。電機驅(qū)動器的過流保護功能是通過檢測電機電流是否超過額定值來實現(xiàn)的。7.錯誤。機器人控制系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)濾波通常采用濾波算法。8.正確。電氣控制系統(tǒng)中的斷路器主要用于防止電路短路。9.錯誤。機器人關(guān)節(jié)電機的減速器通常采用RV減速器，以提高精度。10.錯誤。PLC的梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，需要進行邏輯運算。二、單選題1.C.編碼器2.B.FOC（磁場定向控制）3.B.短路4.A.正確5.A.正確6.A.數(shù)據(jù)傳送指令7.B.絕對值編碼器8.A.遠(yuǎn)程控制9.D.低通濾波10.C.結(jié)構(gòu)化文本三、多選題1.B.FOC（磁場定向控制）,D.SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）2.A.熔斷器,B.斷路器,D.過流保護3.A.多解問題,B.計算復(fù)雜度,C.實時性要求,D.精度要求4.A.過流保護,B.過壓保護,C.過溫保護,D.缺相保護5.A.梯形圖,B.指令表,C.結(jié)構(gòu)化文本,D.順序功能圖6.A.位置傳感器,B.力傳感器,C.觸覺傳感器,D.視覺傳感器7.A.繼電器,B.斷路器,C.熔斷器,D.接觸器8.A.絕對值編碼器,B.脈沖編碼器,C.旋轉(zhuǎn)變壓器,D.磁柵傳感器9.A.PID控制,B.FOC控制,C.LQR控制,D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制10.A.TIAPortal,B.STEP7,C.LD700,D.IEC61131-3四、案例分析案例1：機器人關(guān)節(jié)電機控制問題可能原因：1.編碼器信號干擾2.電機驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)3.電機機械故障解決方案：1.檢查編碼器信號線路，增加屏蔽措施2.調(diào)整電機驅(qū)動器參數(shù)，如PID參數(shù)3.檢查電機機械部分，如軸承磨損案例2：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計安全回路設(shè)計：1.使用急停按鈕作為輸入信號2.通過PLC控制電機驅(qū)動器的使能端3.當(dāng)急停按鈕按下時，PLC輸出信號使能端斷開，電機停止運行設(shè)計原理：急停按鈕按下時，PLC檢測到信號，立即切斷電機驅(qū)動器的使能信號，實現(xiàn)電機停止運行，確保安全。案例3：傳感器數(shù)據(jù)濾波問題數(shù)據(jù)濾波方法：1.低通濾波：去除高頻噪聲2.中值濾波：去除脈沖噪聲原理：低通濾波通過設(shè)置截止頻率，去除高頻噪聲，保留低頻信號。中值濾波通過取中間值，去除脈沖噪聲，保留穩(wěn)定信號。五、論述題論述1：機器人關(guān)節(jié)電機的控制方式機器人關(guān)節(jié)電機的控制方式主要有：1.V/f控制：通過改變電壓和頻率控制電機轉(zhuǎn)速，適用于簡單控制場景。優(yōu)點：簡單易實現(xiàn)，成本低。缺點：精度低，動態(tài)響應(yīng)差。2.FOC（磁場定向控制）：通過控制電機的磁場和電流，實現(xiàn)高精度控制。優(yōu)點：精度高，動態(tài)響應(yīng)好。缺點：控制復(fù)雜，成本高。3.PFC（功率因數(shù)校正）：通過改善功率因數(shù)，提高電機效率。優(yōu)點：提高效率，減少損耗。缺點：控制復(fù)雜，成本高。4.SPWM（正弦波脈寬調(diào)制）：通過調(diào)制脈沖寬度，實現(xiàn)電機平滑控制。優(yōu)點：控制平滑，效率高。缺點：控制復(fù)雜，成本高。論述2：PLC在機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用PLC在機