2025年大学机器人控制技术（编程）试题及答案

2025年大学机器人控制技术（编程）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。请将正确答案填写在相应位置。1.机器人运动控制中，以下哪种算法常用于实现精确的位置控制？A.PID控制算法B.模糊控制算法C.神经网络控制算法D.遗传算法2.关于机器人编程语言，以下说法正确的是？A.机器人编程语言只能用于工业机器人B.不同品牌机器人的编程语言完全相同C.机器人编程语言可实现机器人的动作规划、任务执行等功能D.机器人编程语言不需要考虑语法规则3.在机器人路径规划中，A算法的核心是？A.计算节点的启发函数值B.扩展节点C.选择最优路径D.以上都是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.显示设备5.以下哪种传感器可用于检测机器人周围的距离信息？A.激光传感器B.温度传感器C.压力传感器D.声音传感器6.机器人控制系统的核心组成部分不包括？A.控制器B.传感器C.执行器D.电源7.对于机器人编程中的函数，以下描述错误的是？A.函数可提高代码的复用性B.函数必须有返回值C.函数可以带参数D.函数可以嵌套定义8.在机器人运动学中，描述机器人末端执行器位置和姿态的是？A.关节角度B.笛卡尔坐标C.欧拉角D.以上都可以第II卷（非选择题共60分）9.（10分）简述PID控制算法的原理及在机器人控制中的应用场景。10.（10分）请说明机器人路径规划的主要步骤以及常用的路径规划算法有哪些。11.（10分）机器人视觉系统主要包括哪些部分？各部分的作用是什么？12.（15分）阅读材料：在一个机器人项目中，需要机器人完成在一个复杂环境中的物料搬运任务。环境中有各种障碍物，并且物料的位置是随机的。问题：请设计一个机器人控制系统方案，包括硬件选型和软件编程思路，以实现高效准确的物料搬运任务。13.（15分）阅读材料：现有一个工业机器人，其任务是在流水线上对产品进行装配操作。产品的装配过程包括多个步骤，每个步骤需要精确的动作控制。问题：针对该工业机器人，编写一段代码实现其装配任务的自动化控制，要求代码中包含必要的逻辑判断和动作指令。答案：1.A2.C3.D4.C5.A6.D7.B8.D9.PID控制算法由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个部分组成。比例部分根据偏差大小输出控制量，加快系统响应；积分部分用于消除稳态误差；微分部分根据偏差变化率提前调整控制量，改善系统动态性能。在机器人控制中，常用于速度控制、位置控制等场景，如机器人关节的角度控制，可使机器人准确到达目标位置。10.机器人路径规划主要步骤包括环境建模、路径搜索、路径平滑。常用算法有Dijkstra算法、A算法、蚁群算法等。Dijkstra算法适用于求解静态环境中的最短路径；A算法结合了启发函数，搜索效率更高；蚁群算法通过模拟蚂蚁觅食行为进行路径搜索，适用于复杂环境。11.机器人视觉系统主要包括摄像头、图像采集卡、图像处理单元、图像传感器等。摄像头用于获取图像；图像采集卡将摄像头采集的模拟图像转换为数字图像；图像处理单元对图像进行特征提取、目标识别等处理；图像传感器用于检测图像的亮度、颜色等信息，为图像处理提供基础数据。12.硬件选型：选用带有激光雷达用于环境感知，获取障碍物位置；选用高精度编码器用于机器人关节角度检测，实现精确运动控制；选用合适的电机作为执行器。软件编程思路：利用激光雷达数据构建环境地图，采用A算法进行路径规划，结合PID控制算法实现机器人在路径上的精确运动，通过传感器反馈实时调整运动状态，确保准确搬运物料。13.```python假设机器人有三个关节，分别控制三个装配动作joint1_angle=0joint2_angle=0joint3_angle=0defmove_joint1(angle):globaljoint1_anglejoint1_angle=angle这里添加实际控制关节1电机转动到指定角度的代码defmove_joint2(angle):globaljoint2_anglejoint2_angle=angle这里添加实际控制关节2电机转动到指定角度的代码defmove_joint3(angle):globaljoint3_anglejoint3_angle=angle这里添加实际控制关节3电机转动到指定角度的代码defassemble_product():第一步动作move_joint1(45)