2025年大学本科四年级（机械工程）工程机械自动化测试题及答案

2025年大学本科四年级（机械工程）工程机械自动化测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)w1.以下哪种传感器不属于工程机械自动化中常用的位置传感器？（）A.光电编码器B.超声波传感器C.磁电式传感器D.霍尔传感器w2.工程机械自动化控制系统中，用于实现信号放大和变换的元件是（）。A.控制器B.放大器C.传感器D.执行器w3.下列关于可编程逻辑控制器（PLC）的说法，错误的是（）。A.可靠性高B.编程简单C.只能处理数字量D.具有丰富的I/O接口w4.在自动化生产线上，能够实现物料搬运和定位功能的机器人属于（）。A.工业机器人B.服务机器人C.特种机器人D.智能机器人w5.工程机械自动化中，用于检测物体表面温度的传感器是（）。A.热电偶B.热电阻C.红外热成像仪D.以上都是w6.自动化控制系统的核心是（）。A.传感器B.控制器C.执行器D.被控对象w7.以下哪种控制算法不属于经典控制算法？（）A.比例控制B.积分控制C.模糊控制D.微分控制w8.工程机械自动化中，用于实现电机调速的装置是（）。A.变频器B.继电器C.接触器D.熔断器w9.智能控制系统能够自动适应环境变化并优化控制策略，主要依靠（）。A.传感器B.知识库C.推理机D.以上都是w10.在工程机械自动化中，用于检测液体液位的传感器是（）。A.电容式液位传感器B.光纤液位传感器C.超声波液位传感器D.以上都是第II卷（非选择题共70分）w11.（10分）简述工程机械自动化的定义及主要包含的几个方面。w12.（15分）请说明传感器在工程机械自动化中的作用，并列举至少三种常见的传感器及其应用场景。w13.（15分）某工程机械自动化系统采用PID控制算法，已知比例系数Kp=2，积分时间常数Ti=0.5，微分时间常数Td=0.1。当系统输入为单位阶跃信号时，试计算该系统的输出响应。（要求写出计算过程）w14.（15分）材料：在某大型工程机械自动化生产线上，出现了产品质量不稳定的问题。经检测发现，部分关键工序的执行精度出现偏差。已知该生产线采用了PLC控制系统和多种传感器进行监测与控制。问题：请分析可能导致产品质量不稳定的原因，并提出相应的解决措施。w15.（15分）材料：随着工程机械自动化程度的不断提高，智能控制系统在其中的应用越来越广泛。智能控制系统能够根据工程机械的工作状态、环境条件等因素自动调整控制策略，提高工作效率和可靠性。问题：请阐述智能控制系统在工程机械自动化中的优势，并举例说明其具体应用场景。答案：w1.Bw2.Bw3.Cw4.Aw5.Dw6.Bw7.Cw8.Aw9.Dw10.Dw11.工程机械自动化是指利用先进的电子技术、计算机技术、传感器技术等，使工程机械具备自动感知、自动决策、自动执行等功能，以提高工程机械的工作效率、可靠性和智能化水平。主要包含自动化的动力系统、工作装置控制系统、行驶控制系统、信息采集与处理系统等方面。w12.传感器在工程机械自动化中的作用是获取各种物理量、化学量等信息，并将其转换为电信号，为控制系统提供输入数据。常见传感器如：光电编码器用于测量转速和位置，应用于工程机械的发动机转速测量、工作装置位置定位等；压力传感器用于检测液压系统压力，确保液压系统正常工作；温度传感器用于监测发动机、液压油等温度，防止设备过热。w13.对于单位阶跃信号输入，设输入信号r(t)=1(t)。首先，PID控制算法的输出u(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Tdde(t)/dt]，其中e(t)=r(t)-y(t)。在初始时刻，e(0)=1。积分项：∫e(t)dt=t（从0开始积分），当t=0时，积分项为0。微分项：de(t)/dt=0（因为初始时刻输入为阶跃，变化率为0）。所以u(0)=Kp×e(0)=2×1=2。随着时间推移，具体输出响应需根据系统动态特性进一步计算，这里仅给出初始时刻计算结果。w14.可能原因：传感器精度下降，导致监测数据不准确，影响控制精度；PLC程序存在逻辑错误，对传感器数据处理不当；执行机构磨损或故障，无法准确执行控制指令。解决措施：定期校准传感器，确保精度；检查PLC程序，修正逻辑错误；检修或更换磨损的执行机构。w15.优势：能自动适应环境变化