2025年高职（机械电子工程）伺服系统期末测试试题及答案

2025年高职（机械电子工程）伺服系统期末测试试题及答案

（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8小题，每小题5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.以下关于伺服系统的说法，正确的是（）A.开环伺服系统精度高B.闭环伺服系统结构简单C.半闭环伺服系统检测元件安装在电机轴端D.开环伺服系统适用于高精度机床2.伺服系统的性能指标中，反映系统快速响应能力的是（）A.调速范围B.定位精度C.响应速度D.重复定位精度3.直流伺服电动机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压B.改变励磁磁通C.改变电枢电阻D.改变磁极对数4.交流伺服电动机的控制方式有（）A.幅值控制B.相位控制C.幅相控制D.以上都是5.以下哪种传感器不属于位置检测元件（）A.光栅尺B.光电编码器C.测速发电机D.旋转变压器6.伺服系统中常用的PID控制器，其中I代表（）A.比例B.积分C.微分D.增益7.对于数控机床的进给伺服系统，其负载主要是（）A.切削力B.摩擦力C.惯性力D.以上都是8.伺服系统的稳定性是指（）A.系统在给定输入下能准确跟踪并输出B.系统在受到干扰后能恢复到原平衡状态C.系统在运行过程中不会出现振荡D.系统能快速响应输入信号第II卷（非选择题，共60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.伺服系统主要由______、______、______和______组成。2.交流伺服电动机的调速方法有______、______和______。3.位置检测元件按检测信号的类型可分为______和______。4.伺服系统的动态性能指标包括______、______、______等。5.闭环伺服系统的反馈信号取自______。三、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.简述开环伺服系统的特点。2.说明直流伺服电动机的工作原理。3.交流伺服电动机与直流伺服电动机相比有哪些优点？4.简述PID控制器在伺服系统中的作用。四、分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某数控机床的进给伺服系统采用半闭环控制方式，光电编码器安装在电机轴端。在运行过程中，发现机床的定位精度逐渐下降。问题：1.分析定位精度下降可能的原因。（7分）2.提出提高定位精度的措施。（8分）五、设计题（共15分）答题要求：设计一个简单的直流伺服电动机调速系统，要求能够实现调速范围为100-1000r/min，调速精度为±1%。请说明系统的组成部分及工作原理。答案：第I卷1.C2.C3.D4.D5.C6.B7.D8.B第II卷二、填空题1.控制器、功率放大器、执行元件、检测装置2.变频调速、变极调速、改变转差率调速3.数字式、模拟式4.上升时间、调整时间、超调量5.工作台三、简答题1.开环伺服系统结构简单、成本低、调试方便，但精度较低，适用于精度要求不高的场合。2.直流伺服电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理工作的。当电枢绕组中通入电流时，在磁场作用下产生电磁转矩，使电枢旋转。3.交流伺服电动机无电刷和换向器，维护方便；惯量小，动态响应好；调速范围宽；运行平稳，噪声小。4.PID控制器通过比例、积分、微分作用，对系统偏差进行调节，使系统输出更接近给定值，提高系统的控制精度和稳定性。四、分析题1.可能原因：光电编码器精度下降，电机磨损，传动部件间隙增大，控制系统参数变化等。2.措施：定期校准光电编码器；检查电机并更换磨损部件；调整传动部件间隙；重新调整控制系统参数。五、设计题系统组成：直流电源、调速控制器、直流伺服电动机、测速发电机、位置检测装