2025年高职工业机器人技术（机器人运动控制）试题及答案

2025年高职工业机器人技术（机器人运动控制）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40分）答题要求：以下每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。(总共8题，每题5分)1.工业机器人运动控制中，用于描述机器人末端执行器在空间中的位置和姿态的是A.关节空间坐标B.直角坐标C.工具坐标D.基坐标2.机器人运动学中，运动副的作用是A.限制机器人的运动B.实现机器人的动力传递C.连接机器人的各个部件D.以上都是3.以下哪种控制算法常用于工业机器人的轨迹跟踪控制A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.以上都有可能4.工业机器人在进行复杂曲线运动时，通常采用的插补方法是A.直线插补B.圆弧插补C.样条插补D.螺旋插补5.机器人运动控制中，为了提高运动精度，常采用的反馈装置是A.编码器B.陀螺仪C.加速度计D.以上都是6.工业机器人的运动速度控制中，常用的调速方法是A.改变电机转速B.改变减速器传动比C.改变控制器参数D.以上都可以7.机器人运动学中，自由度的概念是指A.机器人能够独立运动的坐标轴数量B.机器人能够完成的动作种类数量C.机器人能够达到的工作空间大小D.机器人能够承载的最大负载重量8.工业机器人在进行搬运作业时，为了保证物品的平稳搬运，通常采用的运动控制策略是A.速度控制B.加速度控制C.力控制D.位置控制第II卷（非选择题，共60分）9.简答题：简述工业机器人运动控制的基本原理。(10分)10.简答题：在工业机器人运动学中，如何计算机器人末端执行器的位置和姿态？(10分)11.分析题：请分析PID控制算法在工业机器人运动控制中的优缺点。(15分)12.材料分析题：材料：某工业机器人在进行焊接作业时，出现焊缝不连续、焊接质量不稳定的问题。经检查发现，机器人的运动轨迹存在偏差。已知该机器人采用的是直角坐标运动控制方式，焊接工艺要求机器人末端执行器的运动速度保持在2m/min左右，焊接路径为一条直线。问题：请分析可能导致机器人运动轨迹偏差的原因，并提出相应的解决措施。(15分)13.设计题：设计一个工业机器人的运动控制方案，要求能够实现机器人在三维空间中的直线运动和圆弧运动，并且能够对运动速度和加速度进行控制。(10分)答案：1.B2.D3.D4.C5.D6.A7.A8.C9.工业机器人运动控制基本原理：通过控制器接收外部指令，根据机器人运动学模型，计算出各关节的运动参数，驱动电机带动机器人关节运动，从而实现末端执行器的期望运动。同时利用传感器获取机器人运动状态信息，反馈给控制器进行调整，以保证运动的准确性和稳定性。10.在工业机器人运动学中，通过建立机器人连杆坐标系，利用齐次坐标变换矩阵，将各关节的运动参数进行变换和合成，最终计算出末端执行器相对于基坐标系的位置和姿态。具体计算过程涉及到连杆长度、关节角度等参数的运用。11.PID控制算法在工业机器人运动控制中的优点：结构简单，容易实现；具有较强的鲁棒性，能适应一定的干扰和参数变化。缺点：对于复杂的非线性系统，控制效果可能不佳；参数整定较为依赖经验，难以达到最优控制。12.可能导致机器人运动轨迹偏差的原因：直角坐标运动控制方式下，各轴运动的同步性问题；电机性能不一致，导致速度和加速度控制不准确；传动部件存在间隙或磨损。解决措施：优化运动控制算法，提高各轴运动同步性；对电机进行性能检测和调整；检查和更换磨损的传动部件。13.运动控制方案：采用直角坐标运动控制方式，通过控制器发出直线运动和圆弧运动指令。利用编码器实时监测各轴运