2025年大学机械设计制造及其自动化（机电实训教程）试题及答案

2025年大学机械设计制造及其自动化（机电实训教程）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：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在题后的括号内。1.在机电一体化系统中，以下哪个部件不属于机械本体的组成部分？（）A.机身B.导轨C.传感器D.工作台2.下列关于机电一体化系统中传动机构的说法，错误的是（）A.可用于减速增扭B.能提高系统的稳定性C.只起到传递动力的作用D.可实现运动形式的转换3.机电一体化系统中，用于检测执行机构的运动速度的传感器是（）A.位移传感器B.速度传感器C.加速度传感器D.力传感器4.以下哪种控制算法不属于机电一体化系统常用的控制算法？（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.模糊控制5.在机电一体化系统设计中，考虑系统的可靠性时，以下措施不正确的是（）A.增加备用部件B.提高系统的复杂性C.采用冗余设计D.进行可靠性测试6.机电一体化系统的核心技术是（）A.机械技术B.电子技术C.计算机控制技术D.传感器技术第II卷（非选择题，共70分）一、填空题（每题5分，共15分）答题要求：请在横线上填写正确答案。1.机电一体化系统的五大组成要素是机械本体、动力与驱动部分、执行机构、______和______。2.传感器的静态特性指标主要有______、______、重复性、迟滞、零点输出和满量程输出等。3.机电一体化系统设计的基本原则包括______、______、______和______。二、简答题（每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，答案应条理清晰、逻辑连贯。1.简述机电一体化系统中机械本体设计的主要要求。2.说明机电一体化系统中常用的控制策略及其特点。三、分析题（15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某机电一体化设备中，采用了直流电动机作为动力源，通过齿轮传动带动工作台运动。在运行过程中，发现工作台运动速度不稳定，且有较大的振动。问题：请分析可能导致工作台运动速度不稳定和振动的原因，并提出相应的解决措施。四、设计题（20分）答题要求：根据题目要求进行设计。设计一个简单的机电一体化系统，用于控制一个小型物料搬运装置。该装置要求能够实现物料的水平搬运，搬运速度可调节，并且能够在遇到障碍物时自动停止。请说明系统的组成部分、工作原理以及各部分的选型依据。答案1.C2.C3.B4.D5.B6.C填空题答案1.检测与传感部分、控制及信息处理部分2.精度、灵敏度3.机电互补原则、功能优化原则、自动化、省力化原则、效益最大原则简答题答案1.机械本体设计的主要要求包括：具有足够的强度和刚度，以保证系统的正常运行；具有良好的精度保持性，减少因磨损等原因导致的精度下降；结构简单、紧凑，便于安装和维护；重量轻，以降低系统的能耗；具有良好的动态性能，如响应速度快、振动小等。2.常用的控制策略及其特点：比例控制（P）：反应快，能迅速对偏差做出响应，但存在稳态误差；积分控制（I）：能消除稳态误差，但响应速度较慢，可能导致系统超调；微分控制（D）：能改善系统的动态性能，加快响应速度，减少超调，但对噪声敏感。分析题答案可能原因：电动机转速不稳定，可能是电源电压波动、电机故障等；齿轮传动存在间隙、磨损或润滑不良，导致传动精度下降；机械结构的刚度不足，引起振动。解决措施：检查电源，确保电压稳定；维修或更换电动机；调整或更换齿轮，保证良好的润滑；增加机械结构的支撑，提高刚度。设计题答案系统组成：直流电动机作为动力源，通过减速器降低转速并增大扭矩；联轴器连接电动机和减速器输出轴与丝杆；丝杆螺母副将旋转运动转换为直线运动，带动工作台；位移传感器检测工作台位置；控制器根据传感器信号控制电动机。工作原理：控制器接收位移传感器信号，与设定值比较，通过控制