2025年大学（机械电子工程）机电控制阶段测试题及答案

2025年大学（机械电子工程）机电控制阶段测试题及答案

（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：本卷共20小题，每小题2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。请将正确答案填涂在答题卡相应位置。1.机电控制系统中，反馈环节的主要作用是A.对输入信号进行处理B.对输出信号进行监测并反馈到输入端C.产生控制信号D.执行控制动作答案：B2.以下哪种控制方式不属于机电控制系统的基本控制方式A.开环控制B.闭环控制C.复合控制D.智能控制答案：D3.机电一体化系统中，机械本体的设计要求不包括A.高精度B.高刚度C.高可靠性D.智能化答案：D4.步进电机的步距角取决于A.电源电压B.电机相数、通电方式和转子齿数C.负载大小D.环境温度答案：B5.直流伺服电机的调速方法不包括A.改变电枢电压B.改变励磁磁通C.改变转子电阻D.改变电源频率答案：D6.交流异步电机调速方法中，性能最好的是A.变极调速B.变频调速C.调压调速D.转子串电阻调速答案：B7.传感器的静态特性指标不包括A.精度B.重复性C.响应特性D.线性度答案：C8.以下哪种传感器不属于温度传感器A.热电偶B.热电阻C.应变片D.热敏电阻答案：C9.机电控制系统中，控制器的核心部件是A.运算放大器B.微处理器C.功率放大器D.传感器答案：B10.PID控制器中，I代表的是A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.反馈控制答案：B11.机电一体化系统设计的基本原则不包括A.机电互补原则B.功能优化原则C.自动化原则D.效益最大原则答案：C12.工业机器人的主要组成部分不包括A.机械手臂B.控制器C.传感器D.动力源答案：D13.数控系统的核心是A.数控装置B.伺服系统C.机床本体D.检测装置答案：A14.以下哪种编程语言常用于PLC编程A.C语言B.BASIC语言C.梯形图语言D.Java语言答案：C15.机电控制系统的抗干扰措施不包括A.屏蔽技术B.接地技术C.滤波技术D.加密技术答案：D16.机电一体化产品的设计流程不包括A.需求分析B.方案设计C.产品制造D.市场调研答案：D17.以下哪种电机适用于高精度的伺服控制A.直流伺服电机B.交流异步电机C.步进电机D.开关磁阻电机答案：A18.传感器的输出信号通常是A.数字信号B.模拟信号C.脉冲信号D.开关信号答案：B19.机电控制系统中，执行元件的作用是A.接收控制信号并执行动作B.产生控制信号C.监测系统状态D.处理输入信号答案：A20.机电一体化系统的发展趋势不包括A.智能化B.微型化C.大型化D.网络化答案：C第II卷（非选择题共60分）一、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填写在相应的横线上。1.机电一体化系统是机械技术、______、______、自动控制技术、______和传感检测技术等多学科技术的有机结合。答案：微电子技术、信息技术、伺服驱动技术2.开环控制系统的特点是______，闭环控制系统的特点是______。答案：结构简单、成本低，但控制精度不高；能自动检测偏差并进行纠正，控制精度高3.机电一体化产品的五大组成要素是机械本体、______、______、______和接口。答案：动力与驱动部分、执行机构、控制器4.常用的位置传感器有______、______、______等。答案：光电编码器、光栅尺、磁栅尺5.机电控制系统的控制算法有______、______、______等。答案：PID控制、模糊控制、神经网络控制二、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述机电一体化系统的组成及各部分作用。答案：机电一体化系统由机械本体、动力与驱动部分、执行机构、控制器和接口组成。机械本体是系统的基础支撑；动力与驱动部分提供动力；执行机构完成具体工作任务；控制器对系统进行控制决策；接口实现各部分之间的信息传递与协调。2.说明直流伺服电机的调速原理及调速方法。答案：直流伺服电机调速原理基于直流电动机的转速公式。调速方法有改变电枢电压调速，通过改变电枢电压大小实现调速；改变励磁磁通调速，调节励磁电流改变磁通来调速；改变转子电阻调速，在转子回路串电阻调速。3.简述传感器的分类方法及常见类型。答案：传感器分类方法多样，按测量原理分有电阻式、电容式、电感式等；按被测量分有温度传感器、压力传感器、位移传感器等。常见类型有热电偶、热电阻等温度传感器，应变片等压力传感器，光电编码器等位移传感器。4.解释PID控制器的工作原理。答案：PID控制器由比例、积分、微分三部分组成。比例环节根据偏差大小成比例输出控制信号；积分环节对偏差进行积分，消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前给出控制作用，使系统响应更快、超调更小，共同实现对系统的精确控制。三、分析题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。请分析以下问题。某机电控制系统采用闭环控制方式，被控对象是一个温度控制系统。当系统运行时，发现温度波动较大，超调量也较大。请分析可能的原因，并提出改进措施。答案：可能原因：比例系数设置不当，过大或过小；积分时间常数不合适，积分作用过强或过弱；微分时间常数不合理，微分作用不恰当；传感器精度不够，反馈信号不准确；执行机构响应速度慢等。改进措施：调整比例系数，使系统响应适中；优化积分时间常数，消除稳态误差；合理设置微分时间常数，加快系统响应；更换高精度传感器；选用响应速度快的执行机构。四、设计题（共10分）答题要求：本大题共1小题，10分。请根据以下材料设计一个简单的机电控制系统。材料：有一个水箱，需要保持水位在一定高度。现提供一个水位传感器、一个水泵、一个控制器（可选用PLC）。题目：设计一个水位控制系统，要求当水位低于设定值时，水泵自动启动，当水位达到设定值时，水泵自动停止。答案：首先将水位传感器安装在水箱合适位置，用于检测水位信号。水位传感器输出的信号接入PLC的输入模块。在PLC程序中，设置一个设定值寄存器存储水位设定值。当水位传感器检测到水位低于设定值时，PLC的输出模块输出信号驱动水泵接触器，使水泵启动。当水位达到设定值时，传感器信号使PLC判断后输出信号切断水泵接触器电源，水泵停止。通过这样的设计实现水位的自动控制。五、综合题（共5分）答题要求：本大题共1小题，5分。请结合所学知识回答以下问题。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。请阐述机电一体化系统在智能制造中的重要作用，并举例说明其应用场景。答案：机电一体化系统在智能制造中作用重大。它是