2025年大学工业机器人技术（机器人运动控制）试题及答案

2025年大学工业机器人技术（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。请将正确答案的序号填在括号内。1.工业机器人运动控制中，以下哪种控制方式能够实现高精度的位置控制？（）A.开环控制B.闭环控制C.半闭环控制D.复合控制2.机器人关节运动的速度控制主要通过调节（）来实现。A.电机电流B.电机电压C.电机转速D.电机扭矩3.在工业机器人运动学中，用于描述机器人末端执行器位置和姿态的是（）。A.关节坐标系B.直角坐标系C.工具坐标系D.基坐标系4.机器人运动控制中，轨迹规划的主要任务是（）。A.确定机器人关节的运动顺序B.计算机器人末端执行器的运动轨迹C.控制机器人的运动速度D.检测机器人的运动状态5.以下哪种传感器常用于工业机器人运动控制中的位置反馈？（）A.激光传感器B.视觉传感器C.编码器D.力传感器6.工业机器人运动控制中，PID控制器的三个参数分别是（）。A.比例、积分、微分B.比例、积分、增益C.比例、微分、增益D.积分、微分、增益第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5个空，每空4分。请将正确答案填在横线上。1.工业机器人运动控制中，常用的运动方式有______、______和______。2.机器人运动学中的正运动学求解是已知______求______。3.在机器人轨迹规划中，常用的轨迹规划方法有______、______和______。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。简要回答问题，要求条理清晰，语言准确。1.简述工业机器人运动控制中开环控制和闭环控制的特点及应用场景。2.说明机器人运动学中关节坐标系和直角坐标系的区别与联系。四、材料分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在某工业生产线上，使用了一台工业机器人进行零部件的装配工作。该机器人采用了先进的运动控制技术，能够快速、准确地完成装配任务。在装配过程中，机器人需要根据预先设定的轨迹，将零部件准确地放置到指定位置。然而，在实际运行过程中，发现机器人偶尔会出现位置偏差，导致装配质量不稳定。问题：请分析可能导致机器人出现位置偏差的原因，并提出相应的解决措施。（150字左右）留出3行空白作答区域五、综合应用题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：有一个工业机器人需要在一个平面内完成一系列的点到点运动任务。已知机器人的初始位置为(0,0)，目标位置依次为(5,5)、(10,10)、(15,15)。机器人的最大运动速度为10m/s，加速度为5m/s²。问题：请设计一个合理的运动轨迹规划方案，使机器人能够以最短的时间完成这些点到点的运动任务，并计算出所需的总时间。（150字左右）留出3行空白作答区域答案：一、1.B2.C3.C4.B5.C6.A二、1.点位运动、连续路径运动、插补运动2.关节变量、末端执行器位姿3.关节空间轨迹规划、笛卡尔空间轨迹规划、混合轨迹规划三、1.开环控制结构简单、成本低，但精度不高，适用于一些对精度要求不高的简单运动控制场景；闭环控制精度高，能自动补偿误差，但结构复杂、成本高，常用于高精度运动控制，如精密加工等。2.关节坐标系以机器人关节为基准描述运动，便于控制关节运动；直角坐标系以笛卡尔坐标描述末端执行器位置姿态，直观反映在空间中的位置，二者通过运动学变换相互关联。四、原因可能有：传感器精度不够、运动控制算法不完善；机械结构存在间隙或松动。解决措施：更换高精度传感器；优化运动控制算法；检查并紧固机械结构。五、采用直线插补方式依次运动到各点。加速阶段：t1=v/a=10/5=2s，运动距离s1=0.5×a×t1²=10m；减速