2025年大学机电（机电一体化系统设计）试题及答案

2025年大学机电（机电一体化系统设计）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：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.机电一体化系统中，以下哪个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.机电一体化系统的核心技术是？A.机械技术B.微电子技术C.计算机与信息处理技术D.自动控制技术3.步进电机的步距角精度主要取决于？A.电机的制造精度B.驱动电源的性能C.负载的大小D.控制系统的算法4.以下哪种传感器可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5.机电一体化系统设计中，可靠性设计主要考虑？A.系统的功能实现B.系统的性能指标C.系统在规定条件和时间内完成规定功能的能力D.系统的外观设计6.工业机器人的手部通常采用哪种传动方式？A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.连杆机构7.机电一体化系统中，用于将输入的各种指令信息转换为控制对象能接受的控制信号的装置是？A.控制器B.执行元件C.检测装置D.接口电路8.以下哪种控制系统不属于机电一体化系统的控制系统类型？A.开环控制系统B.闭环控制系统C.半闭环控制系统D.分布式控制系统9.机电一体化系统设计时，应优先选用哪种类型的电动机？A.直流电动机B.交流电动机C.步进电动机D.伺服电动机10.机电一体化产品的设计流程一般不包括以下哪个阶段？A.方案设计B.技术设计C.工艺设计D.概念设计第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。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、________和接口。2.________是机电一体化系统的关键技术之一，它使系统具有智能化、自动化的特点。3.传感器的静态特性指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性和________。4.工业机器人的控制系统一般由________控制系统、关节伺服控制系统和末端执行器控制系统组成。5.机电一体化系统设计中，优化设计的目的是使系统在满足预定功能要求的前提下，实现性能指标的________。三、简答题（共20分）答题要求：简要回答问题，每题10分。1.简述机电一体化系统中机械本体的作用及设计要求。2.说明机电一体化系统中常用的传感器有哪些类型，并举例说明其应用场景。四、分析题（共20分）答题要求：阅读材料，回答问题，每题10分。材料：某机电一体化设备采用了直流伺服电动机作为驱动元件，通过编码器进行位置反馈，构成闭环控制系统。在运行过程中，发现设备的定位精度不够，位置误差较大。1.请分析可能导致定位精度不够的原因有哪些？2.针对上述原因，提出相应的解决措施。五、设计题（共20分）答题要求：根据题目要求进行设计，每题20分。设计一个基于PLC控制的机电一体化系统，用于实现物料的自动搬运。要求包括系统的组成部分、工作流程、控制逻辑等内容。答案：一、选择题1.C2.C3.A4.C5.C6.D7.A8.D9.D10.D二、填空题1.检测与传感部分2.控制技术3.零点输出4.主5.最优化三、简答题1.机械本体的作用：支撑和连接其他部件，传递运动和动力，保证系统的稳定性和可靠性。设计要求：具有足够的强度、刚度和精度，重量轻，结构简单，便于加工、装配和维修。2.常用传感器类型及应用场景：位移传感器，如光栅尺用于测量机床工作台位移；压力传感器，如在液压系统中测量油压；温度传感器，如监测电机温度；速度传感器，如电磁感应式速度传感器用于测量物体运动速度。四、分析题1.可能原因：编码器精度不够；伺服电动机性能不佳；传动部件存在间隙、磨损等；控制系统参数设置不合理。2.解决措施：更换高精度编码器；检查或更换伺服电动机；修复或更换传动部件；重新调整控制系统参数。五、设计题系统组成：PLC、直流电动机、减速器、联轴器、传送带、传感器（光电传感器等）。工作流程：物料放置在起始位置，