2025年大学机器人工程（机器人系统设计）试题及答案

2025年大学机器人工程（机器人系统设计）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：本卷共6题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下关于机器人运动学的说法，错误的是（）A.运动学主要研究机器人各关节的运动参数B.可通过运动学分析机器人末端执行器的位置和姿态C.运动学方程可以精确描述机器人在复杂环境下的实际运动D.运动学是机器人系统设计的重要基础2.机器人控制系统中，负责将传感器信号转换为数字信号的部分是（）A.处理器B.控制器C.传感器接口D.执行机构3.以下哪种算法常用于机器人路径规划中的全局路径规划（）A.A算法B.PID控制算法C.神经网络算法D.卡尔曼滤波算法4.机器人视觉系统中，用于提取图像特征的是（）A.摄像头B.图像传感器C.图像处理算法D.显示器5.机器人的动力学分析主要关注（）A.机器人的能量消耗B.机器人各部件的受力情况C.机器人的运动速度D.机器人的工作效率6.以下属于机器人编程语言特点的是（）A.语法简单，容易学习B.与具体硬件紧密相关C.具有良好的可读性和可维护性D.只适用于特定类型的机器人第II卷（非选择题共70分）（总共4题，每题10分，答题要求）答题要求：请简要回答下列问题。7.简述机器人系统设计中传感器的主要作用，并列举三种常见的传感器及其应用场景。8.说明机器人运动控制中开环控制和闭环控制的区别，并举例说明它们在机器人系统中的应用。9.机器人路径规划有哪些主要类型？各有什么特点？10.阐述机器人编程语言的基本功能和设计原则。（总共2题，每题20分，答题要求）答题要求：结合所给材料，回答问题，要求观点明确，论述合理。材料：在一个工业生产车间中，有一台用于零件装配的机器人。该机器人需要精确地将不同形状和尺寸的零件装配到指定位置。在装配过程中，机器人需要实时感知零件的位置和姿态，并根据预先设定的程序进行操作。11.请分析该机器人在零件装配过程中可能会用到哪些传感器和控制算法，并说明理由。12.为了提高机器人的装配效率和质量，你认为可以从哪些方面对机器人系统进行优化？答案：1.C2.C3.A4.C5.B6.C7.传感器主要作用是获取机器人周围环境信息，为机器人决策提供依据。常见传感器如激光雷达，用于环境建模和避障；摄像头，用于视觉识别和定位；力传感器，用于感知接触力，应用于装配等操作。8.开环控制不考虑输出结果反馈，结构简单但精度低，如简单的步进电机控制。闭环控制根据输出反馈调整输入，精度高，如机器人关节的PID控制。9.主要类型有全局路径规划和局部路径规划。全局路径规划是在已知环境地图下规划从起点到终点的路径，特点是考虑全局信息。局部路径规划是在运行过程中根据实时环境调整路径，特点是灵活应对动态变化。10.基本功能包括运动控制、逻辑运算、输入输出控制等。设计原则有简单易学、通用性强、与硬件无关性等。11.可能用到视觉传感器（摄像头）来精确识别零件位置和姿态，便于准确抓取和装配；激光雷达用于构建工作环境地图，规划机器人运动路径。控制算法可能用到基于视觉的位姿估计算法，精确计算零件位置；路径规划算法如A算法，规划机器人到达装配位置的最优路径。12.优化方面：升级传感器精度和性能，提高对零件的感