2025年大学第一学年（机械电子工程）机电控制工程基础试题及答案

2025年大学第一学年（机械电子工程）机电控制工程基础试题及答案

（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.提高系统精度D.存储能量2.以下哪种传感器不属于位置传感器？（）A.光栅尺B.磁电式传感器C.电位器D.光电编码器3.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4.直流伺服电动机的调速方法不包括（）A.改变电枢电压调速B.改变励磁磁通调速C.改变电枢电阻调速D.改变负载转矩调速5.步进电动机的步距角精度主要取决于（）A.控制绕组的匝数B.转子的齿数C.电源的频率D.驱动电路的性能6.以下哪种控制器不属于数字控制器？（）A.单片机B.PLCC.模拟控制器D.DSP7.机电一体化系统中，接口的作用不包括（）A.变换B.放大C.传递D.存储8.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9.交流伺服电动机的调速方法主要有（）A.变频调速B.变极调速C.改变转差率调速D.以上都是10.以下哪种传动方式具有传动效率高、结构紧凑等优点？（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动11.机电一体化系统中，能量转换部件的作用是（）A.将机械能转换为电能B.将电能转换为机械能C.实现能量的转换和传递D.存储能量12.以下哪种传感器常用于测量温度？（）A.应变片B.热电偶C.霍尔传感器D.超声波传感器13.机电一体化系统设计中，总体方案设计的主要内容不包括（）A.确定系统的功能要求B.选择系统的组成部件C.进行系统的结构设计D.制定系统调试方案14.直流电动机的调速特性是指（）A.电动机的转速与转矩之间的关系B.电动机的转速与电枢电压之间的关系C.电动机的转速与励磁磁通之间的关系D.电动机的转速与负载功率之间的关系15.步进电动机的运行特性不包括（）A.步距误差B.最大静转矩C.启动频率D.调速范围16.以下哪种控制器适用于复杂的工业控制场合？（）A.单片机B.PLCC.模拟控制器D.DSP17.机电一体化系统中，检测部件的作用是（）A.检测系统的输入信号B.检测系统的输出信号C.检测系统的运行状态D.以上都是18.传感器的动态特性指标不包括（）A.上升时间B.响应时间C.超调量D.线性度19.交流异步电动机的调速方法主要有（）A.调压调速B.调频调速C.变极调速D.以上都是20.以下哪种传动方式适用于两轴中心距较大的场合？（）A.带传动B.链传动C.齿轮传动D.蜗杆传动第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述机电一体化系统的组成要素及其相互关系。22.（10分）说明传感器的分类方法，并举例说明几种常见传感器的工作原理。23.（10分）直流伺服电动机的调速方法有哪些？并分析其优缺点。24.（15分）阅读以下材料，回答问题：材料：某机电一体化系统采用PLC作为控制器，对一台三相异步电动机进行调速控制。系统要求电动机能够根据生产工艺的需要，在0～1500r/min范围内实现平滑调速。已知电动机的额定功率为10kW，额定转速为1450r/min。问题：（1）请设计一种基于PLC的调速控制方案，说明调速原理和控制方法。（2）计算该调速系统的调速范围和调速分辨率。25.（15分）阅读以下材料，回答问题：材料：某机电一体化设备用于加工零件，其机械传动部分采用滚珠丝杠副和同步带传动。在运行过程中，发现设备的定位精度下降，加工质量不稳定。问题：（1）分析可能导致定位精度下降和加工质量不稳定的原因。（2）提出改进措施，以提高设备的定位精度和加工质量。答案：1.D2.B3.C4.D5.B6.C7.D8.C9.D10.C11.C12.B13.D14.A15.B16.B17.D18.D19.D20.A21.机电一体化系统由机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分组成。机械本体为系统提供支撑和基础；动力与驱动部分提供动力；执行机构完成具体工作任务；传感测试部分检测系统运行状态等信息；控制及信息处理部分根据检测信息进行控制决策。各部分相互关联、相互作用，共同实现系统的功能。22.传感器可按工作原理、被测量、输出信号类型等分类。如电阻应变片利用应变引起电阻变化测量应变；热电偶基于热电效应将温度转换为电动势测量温度；霍尔传感器利用霍尔效应检测磁场等。23.直流伺服电动机调速方法有：改变电枢电压调速，优点是调速范围宽、稳定性好，缺点是需要专用电源；改变励磁磁通调速，优点是控制方便，缺点是调速范围有限；改变电枢电阻调速，优点是简单，缺点是效率低、调速范围小。24.（1）调速原理：通过改变三相异步电动机的电源频率实现调速。控制方法：利用PLC的模拟量输出模块输出可变频率的信号，控制变频器，从而改变电动机电源频率。（2）调速范围：0～1500r/min；调速分辨率：1500/（2^16）≈0.0