2025年大学机电一体化技术（智能设备研发）试题及答案

2025年大学机电一体化技术（智能设备研发）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(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.传递能量B.传递运动C.转换能量形式D.提高系统稳定性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.光电编码器D.超声波传感器3.机电一体化系统设计中，可靠性设计的核心是（）A.提高系统的精度B.延长系统的使用寿命C.降低系统的故障率D.提高系统的效率4.步进电机的步距角精度主要取决于（）A.电机的相数B.电机的通电方式C.电机的制造工艺D.电机的驱动电源5.工业机器人的手臂通常采用哪种传动方式？（）A.齿轮传动B.链传动C.带传动D.连杆机构6.以下哪种控制器不属于数字控制器？（）A.单片机B.PLCC.工控机D.模拟调节器7.机电一体化系统中，检测环节的作用是（）A.对系统的输出进行测量和反馈B.对系统的输入进行处理C.对系统的干扰进行抑制D.对系统的能量进行转换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.机电一体化系统中，执行元件的作用是（）A.将电能转换为机械能B.将机械能转换为电能C.对系统的输入进行处理D.对系统的输出进行控制10.以下哪种电机属于直流电机？（）A.永磁同步电机B.磁阻电机C.无刷直流电机D.步进电机11.工业自动化生产线中，常用的控制系统是（）A.开环控制系统B.闭环控制系统C.半闭环控制系统D.复合控制系统12.机电一体化系统设计中，优化设计的目的是（）A.提高系统的性能B.降低系统的成本C.提高系统的可靠性D.以上都是13.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.分辨率14.机电一体化系统中，接口技术的作用是（）A.实现系统各部分之间的信息传递和匹配B.提高系统的精度C.降低系统的功耗D.提高系统的可靠性15.以下哪种传动方式具有过载保护功能？（）A.齿轮传动B.链传动C.带传动D.联轴器16.工业机器人的末端执行器通常采用哪种传动方式？（）A.液压传动B.气压传动C.电动传动D.以上都可以17.机电一体化系统中，软件设计的主要任务不包括（）A.编写控制程序B.设计用户界面C.开发系统软件D.绘制机械零件图18.PLC的编程语言不包括（）A.梯形图B.指令表C.功能块图D.C语言19.机电一体化系统中，机械结构设计的基本原则不包括（）A.满足功能要求B.提高系统的精度C.便于安装和维护D.降低系统的成本20.以下哪种传感器属于温度传感器？（）A.热电偶B.应变片C.霍尔元件D.压电陶瓷第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（每题2分，共10分）1.机电一体化系统主要由机械本体、______、______、______、______五部分组成。2.传感器的输出信号通常有______、______、______三种类型。3.机电一体化系统设计的基本原则包括______、______、______、______。4.工业机器人的主要技术参数包括______、______、______、______等。5.PLC的工作过程主要包括______、______、______三个阶段。三、简答题（每题10分，共30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.简述传感器的分类方法及各类传感器的特点。3.简述工业机器人的编程方式及各自的优缺点。四、分析题（每题10分，共20分）材料：某机电一体化系统采用直流电机作为执行元件，通过齿轮传动带动负载。已知直流电机的额定功率为100W，额定转速为1500r/min，齿轮传动的效率为90%，负载的转矩为5N·m。1.计算直流电机的额定转矩。2.分析该系统能否正常工作。五、设计题（10分）设计一个简单的机电一体化系统，用于控制水箱水位。要求：采用液位传感器检测水位，通过PLC控制水泵的启停，实现水位的自动控制。请画出系统原理图，并简述工作过程。答案：1.C2.D3.C4.C5.D6.D7.A8.C9.A10.C11.B12.D13.D14.A15.C16.D17.D18.D19.B20.A填空题答案：1.检测与传感器、信息处理与控制器、执行元件、动力源2.模拟量、数字量、开关量3.机电互补原则、功能优化原则、自动化、省力化原则、效益最大原则4.自由度、工作范围、额定负载、重复定位精度5.输入采样、程序执行、输出刷新简答题答案：1.作用：传递能量、运动和动力，实现减速、增速、变速等功能。设计要求：具有足够的强度和刚度，传动精度高，效率高，振动和噪声小，可靠性高，结构简单，便于安装和维护。2.分类方法：按工作原理分，按被测量分，按输出信号分。特点：电阻式传感器精度高、稳定性好；电感式传感器灵敏度高、响应速度快；电容式传感器分辨率高、抗干扰能力强；压电式传感器适用于动态测量；磁电式传感器结构简单、工作可靠；热电式传感器用于温度测量；光电式传感器精度高、响应速度快；霍尔式传感器可测量磁场强度等。3.编程方式：示教编程、离线编程。示教编程优点：直观、简单，操作人员可直接控制机器人运动；缺点：效率低，不适用于复杂任务。离线编程优点：可提高编程效率，便于修改和优化程序；缺点：需要专业知识和软件，调试较复杂。分析题答案：1.直流电机额定转矩计算公式为T=9550P/n，代入数据可得T=9550×0.1/1500≈0.64N·m。2.齿轮传动输出转矩T2=T1×η，T1为电机额定转矩0.64N·m，η为齿轮传动效