2025年大学机械电子工程（机电工程理论）试题及答案

2025年大学机械电子工程（机电工程理论）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。w1.机电一体化系统中，以下哪种技术主要用于实现信息的采集和转换？（）A.机械技术B.传感器技术C.计算机与信息技术D.自动控制技术w2.某机电系统的传动比为5，输入转速为1000r/min，则输出转速为（）A.200r/minB.5000r/minC.1000r/minD.500r/minw3.以下哪种电机不属于直流电机的类型？（）A.永磁直流电机B.磁阻直流电机C.步进电机D.他励直流电机w4.机电一体化系统设计中，可靠性设计的核心是（）A.提高系统的精度B.降低系统的成本C.提高系统的稳定性D.减少系统故障发生的概率w5.在工业机器人的编程中，用于描述机器人运动轨迹的指令是（）A.关节运动指令B.直线运动指令C.圆弧运动指令D.以上都是w6.机电一体化产品的设计流程中，概念设计阶段的主要任务是（）A.确定产品的功能和性能要求B.进行产品的详细设计C.对产品进行性能测试D.制定产品的生产工艺第II卷（非选择题共70分）w7.简答题（共20分）答题要求：简要回答以下问题，每题10分。（1）简述机电一体化系统的组成要素及其相互关系。（2）说明传感器在机电一体化系统中的作用。w8.分析题（共20分）答题要求：分析以下机电系统案例，回答问题，每题10分。某自动化生产线采用了机电一体化技术，其中包括一台三相异步电动机作为动力源，通过减速器带动传送带运行。在传送带上方安装了一个光电传感器，用于检测传送带上物体的位置。当物体到达指定位置时，控制系统会触发一个电磁阀，使气缸动作，将物体推送到下一工序。（1）分析该系统中电动机、减速器、传送带、光电传感器、电磁阀和气缸分别属于机电一体化系统的哪些组成要素？（2）简述该系统的工作原理。w9.设计题（共15分）答题要求：根据给定的任务，进行机电一体化系统的设计，要求写出设计思路和主要步骤。设计一个用于控制仓库大门的机电一体化系统，要求大门能够自动开启和关闭，并且能够检测大门的位置状态。当有人靠近大门时，大门自动打开；当人离开后，大门自动关闭。w10.材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题，每题5分。材料：随着制造业的快速发展，机电一体化技术在工业生产中的应用越来越广泛。某企业为了提高生产效率和产品质量，引进了一套先进的机电一体化生产线。该生产线采用了PLC控制系统、工业机器人、传感器等先进技术，实现了生产过程的自动化和智能化。在使用过程中，企业发现生产线的某些环节存在一些问题，如机器人的运动精度不够、传感器的可靠性较低等。（除了文中提到的问题，你认为该生产线还可能存在哪些机电一体化方面的问题？（2）针对机器人运动精度不够的问题，你有哪些解决措施？（3）如何提高传感器的可靠性？答案：w1.B；w2.A；w3.C；w4.D；w5.D；w6.A；w7.（1）机电一体化系统由机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感器、控制器等要素组成。机械本体为系统提供支撑和基础；动力与驱动部分提供动力；执行机构完成具体工作任务；传感器采集信息；控制器对信息进行处理并控制各部分协调工作。它们相互关联，共同实现系统功能。（2）传感器在机电一体化系统中用于检测各种物理量、化学量等信息，将其转换为电信号等便于处理的形式，为系统的控制和决策提供依据，是实现系统自动化、智能化的关键部件。w8.（1）电动机属于动力与驱动部分；减速器属于机械传动部件；传送带属于执行机构；光电传感器属于传感器；电磁阀属于控制器的执行元件；气缸属于执行机构。（2）工作原理：三相异步电动机带动减速器，减速器带动传送带运行。光电传感器检测传送带上物体位置，当物体到达指定位置时，控制系统接收信号，触发电磁阀，电磁阀控制气缸动作，将物体推送到下一工序。w9.设计思路：采用电机驱动大门转动，安装位置传感器检测大门位置，利用控制器根据传感器信号控制电机正反转实现大门开闭，同时加入红外感应装置检测人员靠近。主要步骤：确定大门尺寸和重量等参数选择合适电机；设计传动机构连接电机和大门；安装位置传感器和红外感应装置；设计控制器程序实现逻辑控制。w10.（1）可能存在系统兼容性问题，各设备之间通信不畅；电气干扰导致控制信号错误；机械部件磨损影响整体性能等。（2）检查机器人机械结构是否有松动或磨损，校准机器人坐标系；优化机器人运动控制算法，提高运动规划