2025 年高职机械（机电一体化技术）期中卷

2025年高职机械（机电一体化技术）期中卷

（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.存储能量D.传递运动2.以下哪种传感器不属于位置传感器（）A.光电编码器B.光栅尺C.热电偶D.磁电式传感器3.步进电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4.机电一体化系统中，常用的执行元件不包括（）A.直流电动机B.交流伺服电动机C.液压马达D.传感器5.以下关于PLC的说法，错误的是（）A.可靠性高B.编程简单C.功能单一D.抗干扰能力强6.机电一体化系统设计中，总体设计的第一步是（）A.功能分析B.原理方案设计C.结构设计D.性能指标确定7.以下哪种控制算法不属于智能控制（）A.模糊控制B.神经网络控制C.PID控制D.遗传算法控制8.工业机器人的手部通常由（）组成。A.手指和手腕B.手指和手臂C.手腕和手臂D.手指、手腕和手臂9.机电一体化系统中，检测与转换技术的作用是（）A.感知外界信息B.传递动力C.执行控制指令D.存储数据10.以下关于传感器的静态特性，说法错误的是（）A.线性度是指传感器输出与输入之间的线性程度B.灵敏度越高，传感器对被测量的变化越敏感C.迟滞现象是指传感器正反行程输出特性不重合的现象D.重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度二、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.检测与转换单元C.电子控制单元D.执行单元E.动力源2.以下属于传感器动态特性指标的有（）A.响应时间B.上升时间C.超调量D.灵敏度E.线性度3.步进电机的特点有（）A.控制精度高B.转速与脉冲频率成正比C.能够直接接受数字量D.断电后有自锁能力E.价格昂贵4.机电一体化系统设计的基本原则有（）A.机电互补原则B.功能优化原则C.自动化、智能化原则D.效益最大原则E.开放性原则5.工业机器人的编程方式有（）A.示教编程B.离线编程C.在线编程D.图形编程E.语音编程三、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，机械部分与电子部分是相互独立的。（）2.传感器的精度越高，其可靠性也一定越高。（）3.直流电动机具有良好的调速性能，广泛应用于机电一体化系统中。（）4.PLC只能实现逻辑控制，不能进行数值运算。（）5.机电一体化系统设计中，应尽量采用标准化、模块化设计。（）6.模糊控制是一种基于数学模型的精确控制方法。（）7.工业机器人的自由度越多，其灵活性越好。（）8.机电一体化系统中，检测与转换技术是实现自动控制的关键环节之一。（）9.步进电机的步距角越小，其控制精度越低。（）10.机电一体化产品的性能只取决于其电子控制部分的性能。（）四、简答题（总共3题,每题10分，简要回答下列问题）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.说明传感器的静态特性和动态特性分别包括哪些指标，并简要解释其含义。3.简述工业机器人的编程步骤及注意事项。五、综合应用题（总共1题，20分，根据题目要求进行分析和解答）某机电一体化系统采用直流电动机作为执行元件，要求实现速度和位置的精确控制。已知直流电动机的额定功率为1kW，额定转速为1500r/min，电枢电阻为1Ω，转动惯量为0.01kg·m²。系统要求速度控制精度达到±0.5%，位置控制精度达到±0.1°。现采用PID控制算法，设计该系统的速度和位置控制系统，并说明设计思路和参数选择方法。答案：一、单项选择题1.C2.C3.A4.D5.C6.D7.C8.A9.A10.D二、多项选择题1.ABCDE2.ABC3.ABCD4.ABCDE5.AB三、判断题（1）×（2）×（3）√（（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）×（10）×四、简答题1.作用：传递动力和运动，改变运动形式，实现减速、增速、变速等功能，还可起支撑、导向等作用。设计要求：具有合适的传动比，保证系统的运动精度和稳定性；足够的强度和刚度，能承受负载并可靠工作；传动效率高，减少能量损失；结构紧凑，体积小、重量轻；良好的润滑和耐磨性，延长使用寿命。2.静态特性指标：线性度，指输出与输入之间线性程度；灵敏度，输出变化量与输入变化量之比；迟滞，正反行程输出特性不重合现象；重复性，多次输入同一值输出特性一致性程度；零点输出，输入为零时输出值；满量程输出，输入为满量程时输出值。动态特性指标：响应时间，从输入变化到输出达到规定值时间；上升时间，输出从初始值上升到规定值时间；超调量，输出超过稳态值最大偏差与稳态值之比；阻尼比，影响系统响应特性。3.编程步骤：分析任务，确定机器人动作顺序和要求；建立坐标系，确定机器人各关节运动范围和方向；编写程序指令，控制机器人各关节运动；调试程序，检查机器人动作是否符合要求，进行修正。注意事项：确保程序逻辑正确，避免出现死循环或错误动作；注意机器人运动速度和加速度，避免碰撞或损坏；合理设置机器人的工作参数，如位置精度、速度等；对程序进行备份，防止丢失或损坏。五、综合应用题设计思路：采用PID控制算法对直流电动机的速度和位置进行控制。通过速度传感器和位置传感器获取实际值，与给定值比较得到偏差，经PID控制器计算输出控制信号，调节电动机的电枢电压，