2025年大学（机电一体化技术）嵌入式系统与机电控制阶段试题及答案

2025年大学（机电一体化技术）嵌入式系统与机电控制阶段试题及答案

（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。1.以下关于嵌入式系统的说法，错误的是（）A.嵌入式系统通常是专用的，针对特定应用设计B.它一般具有低功耗、高可靠性等特点C.嵌入式系统不包含操作系统D.常见于智能家居、工业控制等领域2.机电控制中，反馈控制的核心是（）A.检测偏差并纠正偏差B.直接控制被控对象C.按照预设程序运行D.对干扰进行补偿3.嵌入式系统的硬件组成不包括（）A.微处理器B.存储器C.操作系统内核D.输入输出接口4.以下哪种机电控制算法常用于位置控制（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.自适应控制5.嵌入式系统开发中，交叉编译是指（）A.在目标硬件上编译程序B.在宿主机上编译生成目标硬件可执行的代码C.同时在宿主机和目标硬件上编译D.先在宿主机上编译，再在目标硬件上编译6.机电一体化系统中，传感器的作用是（）A.接收控制指令B.执行控制动作C.检测被控对象的状态信息D.提供动力第II卷（非选择题共70分）7.（10分）简述嵌入式系统的特点以及与通用计算机系统的区别。8.（15分）在机电控制中，简述开环控制和闭环控制的原理及优缺点。9.（15分）假设你要设计一个简单的嵌入式温度控制系统，画出系统框图并简要说明各部分的功能。10.（15分）阅读材料：在某机电一体化生产线上，发现产品质量出现波动。经过分析，发现是由于电机转速不稳定导致的。已知电机转速与控制系统的输入电压有关，且存在一定的干扰因素。问题：请提出一种可能的解决方案来稳定电机转速，并说明采用该方案的理由。11.（15分）阅读材料：某嵌入式系统用于智能门锁控制。用户通过指纹识别模块输入指纹信息，系统进行识别验证。若验证成功，门锁电机动作打开门锁；若验证失败，系统发出警报。同时，该系统还具备远程控制功能，可通过手机APP进行操作。问题：请描述该嵌入式智能门锁控制系统的工作流程，并说明各部分之间是如何协同工作的。答案：1.C2.A3.C4.A5.B6.C7.嵌入式系统特点：专用性强，针对特定应用设计；资源受限，对成本、功耗、体积等要求高；可靠性高，通常24小时不间断运行；实时性好，能快速响应外部事件。与通用计算机系统区别：通用计算机系统功能通用，可运行多种软件；嵌入式系统功能固定，软件和硬件紧密结合，更注重效率和稳定性。8.开环控制原理：控制器根据给定值直接控制被控对象，不考虑被控对象的输出。优点是结构简单、成本低、易于实现；缺点是控制精度低，对干扰无补偿能力。闭环控制原理：通过检测被控对象的输出，与给定值比较得到偏差，控制器根据偏差进行控制。优点是控制精度高，能有效克服干扰；缺点是结构复杂、成本高、调试困难。9.系统框图：温度传感器-信号调理电路-微处理器-控制算法模块-功率驱动电路-加热或制冷设备。温度传感器检测环境温度并转换为电信号；信号调理电路对传感器信号进行放大、滤波等处理；微处理器运行控制算法，根据温度偏差计算控制量；控制算法模块实现如PID等控制算法；功率驱动电路将控制信号放大，驱动加热或制冷设备调节温度。10.解决方案：采用PID控制算法来稳定电机转速。理由：PID控制算法能够根据电机转速的偏差，及时调整输入电压，具有良好的控制精度和抗干扰能力。通过比例、积分、微分三个环节的协同作用，可以快速响应转速变化，消除偏差，使电机转速稳定在设定值附近，从而提高产品质量。11.工作流程：用户输入指纹信息，指纹识别模块进行识别并将结果反馈给系统；系统判断识别结果，若成功则发送指令给门锁电机打开门锁，若失败则发出警报；同时，手机APP可远程发送控制指令，系统接收并执行相应操作。协同工作方式：指纹