2025年中职机电一体化技术（一体化技术）试题及答案

2025年中职机电一体化技术（一体化技术）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：请将每小题的正确答案填在括号内。（总共20题，每题2分）1.机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括以下哪一项？（）A.传递动力B.改变运动形式C.提高系统稳定性D.存储能量2.以下哪种传感器不属于位置传感器？（）A.光电编码器B.光栅尺C.热电偶D.磁电式传感器3.机电一体化系统设计中，可靠性设计的目的是（）A.提高系统性能B.降低成本C.延长系统使用寿命D.增加系统功能4.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.负载大小D.控制系统的精度5.直流伺服电机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压B.改变励磁电流C.改变负载转矩D.改变电枢回路电阻6.机电一体化系统中，常用的执行元件不包括（）A.电机B.液压缸C.传感器D.电磁阀7.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8.工业机器人的手部结构主要用于（）A.抓取工件B.实现机器人的行走C.安装传感器D.连接机器人的各个关节9.机电一体化系统中，信号调理电路的作用是（）A.放大信号B.滤波信号C.转换信号形式D.以上都是10.可编程控制器（PLC）的编程语言不包括（）A.梯形图B.指令表C.汇编语言D.功能块图11.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、成本最低原则12.以下哪种传感器可用于测量温度？（）A.应变片B.超声波传感器C.热电阻D.电容式传感器13.伺服系统的性能指标不包括（）A.调速范围B.定位精度C.响应速度D.电机功率14.机电一体化系统中，机械结构设计应满足的基本要求不包括（）A.精度要求B.强度要求C.美观要求D.刚度要求15.以下哪种电机适合用于高精度的位置控制？（）A.步进电机B.直流电机C.交流电机D.异步电机16.机电一体化系统中，接口技术的作用不包括（）A.实现各子系统之间的信息交换B.提高系统的可靠性C.增强系统的抗干扰能力D.改变系统的功能17.工业自动化生产线中，用于物料搬运的设备通常是（）A.工业机器人B.数控机床C.自动化仓库D.传感器18.以下哪种控制方式不属于闭环控制？（）A.反馈控制B.前馈控制C.复合控制D.开环控制19.机电一体化产品的设计流程不包括（）A.需求分析B.概念设计C.详细设计D.产品销售20.传感器的静态特性指标不包括（）A.线性度B.灵敏度C.响应时间D.重复性第II卷（非选择题，共60分）一、填空题（每空1分，共10分）1.机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、执行机构、______、______五部分组成。2.传感器的输出信号通常很微弱，需要经过______、______等信号调理电路进行处理。3.工业机器人的运动自由度是指机器人______的运动参数。4.可编程控制器的编程语言中，______是最常用的一种，它类似于电气控制系统中的______。5.机电一体化系统设计中，优化设计的方法主要有______、______等。二、简答题（每题10分，共20分）1.简述机电一体化系统中机械传动部件的作用及设计要求。2.说明直流伺服电机的调速原理及常用的调速方法。三、分析题（15分）某机电一体化系统采用步进电机作为执行元件，已知步进电机的步距角为1.8°，脉冲当量为0.01mm，要求系统的定位精度为±0.05mm。试分析该系统能否满足定位精度要求，并说明理由。四、综合应用题（15分）材料：某自动化生产线上需要设计一个物料搬运系统，要求能够将物料从A点准确地搬运到B点。已知物料的重量为5kg，搬运距离为2m，搬运速度为0.5m/s，定位精度为±0.02mm。现有一台工业机器人可供选用，其负载能力为10kg，重复定位精度为±0.01mm，最大运动速度为1m/s。问题：请设计一个基于该工业机器人的物料搬运系统，说明系统的组成部分及工作过程。五、设计题（20分）材料：设计一个用于控制电机转速的机电一体化系统，要求系统能够根据外部输入信号（如电位器输出信号）实时调整电机的转速，电机的额定转速为1500r/min，调速范围为500-1500r/min。问题：请设计该系统的总体方案，包括系统的组成部分、工作原理及控制策略，并画出系统的原理框图。答案：1.D2.C3.C4.A5.C6.C7.C8.A9.D10.C11.C12.C13.D14.C15.A16.D17.A18.D19.D20.C填空题答案：1.检测与传感器、控制及信息处理单元2.放大、滤波3.末端执行器4.梯形图、电气原理图5.优化设计方法、优化设计软件简答题答案：1.作用：传递动力、改变运动形式（如减速、增速、变速、改变运动方向等）、实现运动的精确传递和转换等。设计要求：具有足够的强度和刚度、传动精度高、转动惯量小、阻尼合理、摩擦小、效率高、结构简单紧凑、便于安装调整和维护等。2.调速原理：通过改变电机的电枢电压、电枢回路电阻或励磁电流等参数来改变电机的转速。常用调速方法：改变电枢电压调速，可实现无级调速，调速范围宽，稳定性好；改变电枢回路电阻调速，调速范围小，能耗大；改变励磁电流调速，适用于恒功率负载调速。分析题答案：步进电机步距角为1.8°，脉冲当量为0.01mm，要达到±0.05mm的定位精度，允许的最大步距误差对应的角度为±(0.05÷0.01)×1.8°=±9°。而步进电机本身步距角精度有限，实际运行中步距误差可能更大，所以仅靠步进电机难以满足±0.05mm的定位精度要求。综合应用题答案：系统组成：工业机器人、物料抓取装置（吸盘或夹具等）、物料输送轨道（从A到B点）、控制系统。工作过程：控制系统根据物料位置信息控制机器人移动到A点，抓取装置抓取物料，机器人按照规划路径将物料搬运到B点，放下物料后返回初始位置等待下一次任务。设计题答案：系统组成：电位器、信号调理电路、控制器（如PLC）、功率放大器、电机。工作原理：电位器输出电压信号代表转速设定值，经信号调理电路处