2025年大四（机械电子工程）机电一体化系统设计期末试题

2025年大四（机械电子工程）机电一体化系统设计期末试题

（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，请将正确答案填在括号内。(总共10题，每题3分)1.机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括以下哪一项？（）A.传递动力B.改变运动形式C.提高系统稳定性D.存储能量2.以下哪种传感器常用于测量物体的位移？（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电编码器D.加速度传感器3.机电一体化系统的核心是（）。A.机械本体B.电子控制系统C.动力系统D.执行机构4.步进电机的步距角精度主要取决于（）。A.电机的制造工艺B.控制系统的精度C.负载的大小D.电源的稳定性5.在机电一体化系统设计中，可靠性设计的目的是（）。A.提高系统的性能B.降低系统的成本C.延长系统的使用寿命D.增加系统的功能6.以下哪种控制算法常用于位置控制？（）A.PID控制B.模糊控制C.PID控制D.神经网络控制7.机电一体化系统中，能量转换部件的作用是（）。A.将机械能转换为电能B.将电能转换为机械能C.实现能量的转换和传递D.存储能量8.工业机器人的手臂属于机电一体化系统中的（）。A.机械本体B.电子控制系统C.动力系统D.执行机构9.以下哪种通信方式常用于工业现场的设备联网？（）A.蓝牙B.Wi-FiC.RS-485D.ZigBee10.机电一体化系统设计中，优化设计的目的是（）。A.提高系统的性能B.降低系统成本C.提高系统的可靠性D.以上都是第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述机电一体化系统的组成部分及其相互关系。12.（15分）在机电一体化系统设计中，如何选择合适的传感器和执行机构？13.（15分）分析PID控制算法在机电一体化系统中的应用原理和优缺点。材料：某机电一体化系统采用直流电机作为动力源，通过减速器带动负载运动。系统要求实现对负载的速度和位置精确控制。14.（15分）根据上述材料，设计一个简单的控制系统，说明控制方案、控制算法以及主要部件的选型。材料：随着智能制造的发展，机电一体化系统在工业生产中的应用越来越广泛。某企业计划引入一套新的机电一体化生产线，提高生产效率和产品质量。15.（15分）请结合材料，谈谈机电一体化系统在智能制造中的作用，并分析该企业引入新生产线可能面临的挑战和应对措施。答案：1.D2.C3.B4.A5.C6.A7.C8.D9.C10.D11.机电一体化系统由机械本体、电子控制系统、动力系统、执行机构、传感器和接口等部分组成。机械本体是系统的基础，提供支撑和运动部件；电子控制系统是核心，实现对系统的控制和协调；动力系统提供能量；执行机构完成具体的工作任务；传感器检测系统的运行状态和环境信息；接口用于各部分之间的连接和通信。各部分相互配合，协同工作，实现系统的功能。12.选择传感器时，需考虑测量精度、量程、响应速度、工作环境等因素，根据具体测量需求选择合适类型的传感器。选择执行机构时，要考虑负载特性、运动要求、控制方式等，确保其能够准确执行控制指令，满足系统的工作要求。13.PID控制算法通过比例、积分、微分三个环节对偏差进行调节。优点是原理简单、易于实现、控制效果较好；缺点是参数整定较复杂，对非线性、时变系统适应性有限。14.控制方案：采用闭环控制系统，通过速度和位置传感器检测实际值与设定值比较，利用PID控制算法调节直流电机转速。控制算法：采用PID控制算法。主要部件选型：直流电机选用合适功率和转速的；减速器根据负载和转速要求选择；传感器选用速度和位置传感器；控制器选用具有PID控制功能的。15.机电一体化系统在智能制造中可实现生产过程自动