2025年大学大四（机械设计制造及其自动化）机电一体化系统设计试题及答案

2025年大学大四（机械设计制造及其自动化）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。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.机电一体化系统中，机械传动部件不包括以下哪种？（）A.齿轮传动B.带传动C.传感器D.链传动2.以下哪项不属于机电一体化系统的五大组成要素？（）A.机械本体B.动力与驱动部分C.控制部分D.操作系统3.机电一体化系统设计中，提高系统可靠性的常用方法不包括（）A.冗余设计B.容错设计C.降额设计D.优化设计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.驱动电源C.负载大小D.控制方式5.机电一体化系统中，用于检测位置的传感器是（）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6.以下哪种控制算法不属于智能控制算法？（）A.模糊控制B.神经网络控制C.PID控制D.遗传算法7.机电一体化系统设计时，要考虑系统的动态特性，其中不包括（）A.响应特性B.稳定性C.精度D.抗干扰能力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.执行机构C.控制单元D.动力源9.机电一体化系统中，实现能量转换的部件是（）A.传感器B.控制器C.执行器D.动力源10.以下关于机电一体化系统的说法，错误的是（）A.具有多种技术功能复合的特点B.各组成部分之间相互独立工作C.可实现自动化、智能化控制D.在工业生产等领域应用广泛第II卷（非选择题共70分）11.（总共1题，每题10分，答题要求：简述机电一体化系统的设计原则。）12.（总共1题，每题15分，答题要求：分析机电一体化系统中传感器的作用，并举例说明几种常见传感器及其应用场景。）13.（总共1题，每题15分，答题要求：阐述机电一体化系统中机械传动部件的作用，并说明齿轮传动和带传动在机电一体化系统中的特点及应用场合。）14.材料：某机电一体化系统用于自动化生产线，要求能够精确控制产品的加工位置和速度。现有一个步进电机作为驱动部件，控制系统采用PLC。在运行过程中，发现产品加工位置出现偏差。（总共2题，每题10分，答题要求：根据上述材料，分析产品加工位置出现偏差可能的原因。针对原因提出相应的解决措施。）15.材料：在设计一个智能仓储物流的机电一体化系统时，需要考虑货物的存储、搬运和分拣等功能。系统要实现高效、准确的物流运作。（总共2题，每题10分，答题要求：请阐述该智能仓储物流机电一体化系统中可能涉及的关键技术。说明如何提高该系统的可靠性和稳定性。）答案：1.C2.D3.D4.A5.C6.C7.C8.B9.D10.B11.机电一体化系统的设计原则包括：机电互补原则，充分发挥机械技术和电子技术各自的特长，实现优势互补；功能优化原则，对系统的功能进行优化组合，以获得最佳性能；自动化、智能化原则，使系统具备自动化、智能化的控制能力；可靠性原则，确保系统在规定条件和时间内可靠运行；开放性原则，便于系统的扩展和升级等。12.传感器在机电一体化系统中的作用是获取系统运行过程中的各种信息，如位置、速度、温度、压力等，并将其转换为电信号或其他便于处理的信号，以便控制器进行分析和决策。常见传感器如光电编码器用于检测旋转物体的位置和速度，广泛应用于电机转速测量、机器人关节位置检测等；压力传感器用于测量压力，可用于液压系统压力监测等。13.机械传动部件在机电一体化系统中的作用是传递动力和运动，实现转速、转矩的变换，以及改变运动形式等。齿轮传动的特点是传动比准确、效率高、结构紧凑，适用于要求传动比精确、传递功率较大的场合，如机床的进给系统等；带传动具有传动平稳、能缓冲吸振、过载时打滑可保护其他部件等特点，常用于中心距较大、要求传动平稳的场合，如输送带传动等。14.产品加工位置出现偏差可能原因：步进电机步距角精度不够；控制系统参数设置不当；传动部件存在间隙或磨损等。解决措施：更换高精度步进电机；重新调整控制系统参数；检查并维修或更换磨损的传动部件。15.该智能仓储物流机电一体化系统可能涉及的关键技术有：自动化仓储技术，实现货物的自动存储和检索；机器人技术，用于货物的搬运；传感器技术，实时监测货物