2025年大学机械电子工程（机电一体化技术）试题及答案

2025年大学机械电子工程（机电一体化技术）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30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3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。1.机电一体化系统中，机械传动部件不包括以下哪种？A.齿轮传动B.液压传动C.带传动D.链传动2.以下关于传感器的说法，错误的是？A.传感器是机电一体化系统的关键部件之一B.传感器能将非电量转换为电量C.传感器的精度对系统性能无影响D.不同类型传感器适用于不同测量场景3.机电一体化系统设计中，可靠性设计不涉及以下哪方面？A.元器件选择B.结构优化C.系统功能扩展D.冗余设计4.以下哪种控制算法不属于机电一体化系统常用的位置控制算法？A.比例控制B.模糊控制C.牛顿迭代法D.积分控制5.机电一体化产品的核心技术是？A.机械技术B.电子技术C.计算机控制技术D.以上都是6.工业机器人属于机电一体化产品中的哪一类应用？A.数控机床B.自动化生产线C.智能仪器仪表D.机器人7.机电一体化系统中，检测与转换技术主要用于？A.信号采集与处理B.能量转换C.运动控制D.动力传输8.以下关于PLC在机电一体化系统中的应用，说法正确的是？A.PLC只能实现简单的逻辑控制B.PLC可方便地与其他设备进行通信C.PLC不适合复杂系统控制D.PLC编程复杂，不易掌握9.机电一体化系统的接口技术不包括以下哪种？A.电气接口B.机械接口C.人机接口D.信息接口10.以下哪种技术不属于机电一体化系统中的先进制造技术？A.数控加工技术B.激光加工技术C.传统钳工技术D.快速成型技术第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共10小题，每小题2分。请将正确答案填写在横线上。11.机电一体化系统的五大组成要素是机械本体、动力与驱动部分、执行机构、______和______。12.传感器的静态特性指标主要有线性度、______、______、重复性和迟滞等。13.机电一体化系统设计的基本原则包括机电互补原则、______、______和______。14.常用的位置检测元件有______、______、______等。15.机电一体化系统中的控制技术主要包括______、______、______等。16.工业机器人的主要技术参数有______、______、______、______等。17.机电一体化产品的设计流程一般包括______、______、______、______和产品制造等阶段。18.机电一体化系统中，机械结构设计应满足______、______、______等要求。19.机电一体化系统的抗干扰技术主要有______、______、______等。20.现代机电一体化技术的发展趋势主要有智能化、______、______、______等。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。21.简述机电一体化系统中机械传动部件的作用。22.说明传感器在机电一体化系统中的重要性。23.简述机电一体化系统设计中总体方案设计的主要内容。24.举例说明机电一体化技术在汽车工业中的应用。四、分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某机电一体化设备在运行过程中出现位置控制精度下降的问题。经检测，发现传感器输出信号存在较大噪声，且控制系统的PID参数设置不合理。25.分析传感器输出信号噪声大对位置控制精度的影响。26.说明如何调整PID参数以提高位置控制精度。五、设计题（共15分）答题要求：设计一个简单的机电一体化系统，用于控制一个小型物料搬运机器人。要求机器人能够在平面内按照给定路径进行物料搬运，具备位置检测和速度控制功能。请简要描述系统的组成部分及工作原理。答案：1.B2.C3.C4.C5.D6.B7.A8.B9.C10.C11.检测与传感部分、控制与信息处理部分12.灵敏度、分辨率13.功能优化原则、自动化、智能化原则、可靠性原则14.光栅尺、光电编码器、旋转变压器15.开环控制、闭环控制、半闭环控制16.自由度、重复定位精度、工作范围、承载能力17.需求分析、概念设计、详细设计、总体评价18.精度、刚度、可靠性19.屏蔽技术、接地技术、滤波技术20.网络化、微型化、绿色化21.传递动力、改变运动速度和方向、实现运动的合成与分解、传递运动和动力、保证系统的稳定性和可靠性等。22.传感器是机电一体化系统获取信息的关键部件，能将外界非电量转换为电量，为系统提供准确的输入信号，是实现系统控制和监测的基础，对提高系统性能、可靠性和智能化水平至关重要。23.确定系统的功能要求、性能指标，选择合适的技术方案和组成结构，进行总体布局设计，包括机械结构、电气系统、控制系统等的布局，还要考虑系统的人机交互、操作便利性等方面。24.汽车发动机电子控制系统、汽车底盘电子控制系统（如电子助力转向、电子稳定程序等）、汽车车身电子控制系统（如智能钥匙、自动空调等）。25.传感器输出信号噪声大会导致检测到的位置信息不准确，从而使控制系统无法精确控制机器人的位置，造成位置控制精度下降，可能导致物料搬运偏差，影响工作效率和质量。26.首先要根据系统的响应特性和误差情况来调整。如果系统响应慢，可适当增大比例系数；若存在稳态误差，可增大积分系数；若系统振荡剧烈，可减小比例系数或增大微分系数。通过不断试验和调整，找到最佳的PID参数组合，以提高位置控制精度。27.系统组成部分：机械结构（包括机器人本体框架、手臂等）、驱动电机（提供动力）、传感器