2025 年高职机电一体化技术（维修技术）期末考核卷

2025年高职机电一体化技术（维修技术）期末考核卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括（）A.传递动力B.改变运动形式C.提高系统精度D.存储能量2.以下哪种传感器不属于位置传感器（）A.光栅尺B.光电编码器C.热电偶D.磁电式传感器3.机电一体化系统设计中，可靠性设计的核心是（）A.提高系统的稳定性B.降低系统的故障率C.增强系统的抗干扰能力D.优化系统的结构4.直流伺服电动机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压B.改变电枢回路电阻C.改变磁通D.改变极对数5.步进电动机的步距角精度主要取决于（）A.电机的制造精度B.驱动电源的性能C.负载的大小D.控制系统的精度6.机电一体化系统中，常用的通信接口不包括（）A.RS-232B.USBC.CAND.VGA7.以下哪种控制器不属于数字控制器（）A.单片机B.PLCC.工控机D.模拟电路控制器8.机电一体化系统的动态特性不包括（）A.响应特性B.稳定性C.精度D.抗干扰能力9.机电一体化系统设计中，总体方案设计的第一步是（）A.功能分析B.原理方案设计C.结构设计D.性能指标确定10.以下哪种故障诊断方法不属于基于信号处理的方法（）A.时域分析法B.频域分析法C.逻辑推理法D.小波分析法二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填写在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.机电一体化系统的组成部分包括（）A.机械本体B.动力与驱动部分C.执行机构D.控制及信息处理部分E.传感器2.以下哪些属于传感器的静态特性（）A.线性度B.灵敏度C.迟滞D.重复性E.固有频率3.直流电动机调速时，采用改变电枢电压调速的特点有（）A.调速范围宽B.调速平滑性好C.效率高D.适用于恒转矩负载调速E.适用于恒功率负载调速4.机电一体化系统设计中，优化设计的内容包括（）A.性能优化B.结构优化C.工艺优化D.控制算法优化E.材料优化5.故障诊断的基本方法有（）A.基于信号处理的方法B.基于模型的方法C.基于知识的方法D.基于数据挖掘的方法E.基于传感器的方法三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）1.机电一体化系统中，机械部分的精度越高越好。（）2.传感器的灵敏度越高，其测量范围越大。（）3.直流伺服电动机的调速范围与调速精度成正比。（）4.步进电动机的步距角越小，其控制精度越高。（）5.机电一体化系统的通信接口主要用于实现系统内部各部件之间的信息交换。（）6.数字控制器比模拟控制器具有更高的控制精度和灵活性。（）7.机电一体化系统的动态特性主要取决于系统的结构和参数。（）8.机电一体化系统设计中，总体方案设计完成后就可以进行详细设计。（）9.故障诊断的目的是为了及时发现系统故障并采取相应的措施进行修复。（）10.基于信号处理的故障诊断方法主要是通过对传感器采集到的信号进行分析来判断系统是否存在故障。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述机电一体化系统中机械传动部件的作用及设计要求。2.说明传感器在机电一体化系统中的作用，并举例说明几种常见传感器的工作原理。3.阐述机电一体化系统设计的一般步骤。五、综合应用题（总共1题，20分）某机电一体化设备采用直流伺服电动机驱动，要求调速范围为10:1，调速精度为±0.1%，负载为恒转矩负载。已知电动机的额定功率为1kW，额定转速为1500r/min，电枢电阻为0.5Ω。请设计一种调速方案，并计算所需的调速装置参数。答案：一、单项选择题1.D2.C3.B4.D5.A6.D7.D8.C9.A10.C二、多项选择题1.ABCDE2.ABCD3.ABCD4.ABCDE5.ABC三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.×9.√10.√四、简答题1.作用：传递动力、改变运动形式、实现运动的转换与传递等。设计要求：具有足够的强度和刚度、传动精度高、平稳性好、效率高、寿命长、结构简单紧凑等。2.作用：获取系统运行状态信息，为控制决策提供依据。如光电编码器利用光电效应将角位移转换为电脉冲信号；光栅尺通过光的干涉原理测量位移；霍尔传感器利用霍尔效应检测磁场变化来测量位置等。3.一般步骤：需求分析、功能分析、原理方案设计、总体设计、详细设计、产品制造与调试、性能测试与优化。五、综合应用题调速方案可采用改变电枢电压调速。电动机额定转速nN=1500r/min，调速范围D=10，最低转速nmin=nN/D=150r/min。调速精度为±0.1%，即转速波动Δn=nmin×0.1%=0.15r/min。根据直流电动机调速公式n=(U-IaRa)/CeΦ，对于恒转矩负载，Ia不变。先计算CeΦ，由P=UIa可得Ia=P/(UnN)=1000/(220×1500)=0.003A。CeΦ=(UnN-IaRa)/nN=(220-0.003×0.５)/1500=0.1467。要满足调速范围和精度要求，电压调节范围：Umax=CeΦ