2025年高职（机电一体化技术）工业控制应用试题及答案

2025年高职（机电一体化技术）工业控制应用试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在题后的括号内）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.光电编码器B.光栅尺C.热电偶D.磁电式传感器3.工业控制中常用的编程语言是（）A.C语言B.PythonC.梯形图D.Java4.步进电机的步距角取决于（）A.电机的相数和转子齿数B.电机的转速C.负载大小D.电源电压5.闭环控制系统的核心是（）A.控制器B.传感器C.执行机构D.反馈环节6.以下哪种调速方法不属于直流电动机调速方法？（）A.改变电枢电压调速B.改变磁极对数调速C.改变电枢回路电阻调速D.变频调速7.可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言中，最直观、易懂的是（）A.语句表B.功能块图C.梯形图D.结构文本8.交流伺服电动机的调速方法主要是（）A.改变电源频率B.改变磁极对数C.改变转差率D.以上都是9.工业机器人的手部通常采用（）来实现抓握功能。A.连杆机构B.齿轮机构C.的机构D.吸盘或夹钳机构10.以下哪种控制系统能够根据输入信号的变化自动调整输出，使系统输出量尽可能接近期望值？（）A.开环控制系统B.闭环控制系统C.半闭环控制系统D.复合控制系统第II卷1.（总共3题，每题10分）简述机电一体化系统的组成部分及其作用。简述工业控制中常用的传感器类型及应用场景。简述可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言及其特点。2.（总共2题题，每题10分）分析直流电动机调速的几种方法及其优缺点。说明交流伺服电动机的工作原理及调速特点。3.（总共2题，每题10分）设计一个简单的PLC控制系统，实现电机的正反转控制。画出机电一体化系统中典型的位置控制系统框图，并说明各部分的作用。4.材料：某自动化生产线需要对产品进行计数和质量检测。已知产品通过传送带匀速移动，每经过一个光电传感器会产生一个脉冲信号。质量检测通过一个激光位移传感器测量产品的高度，当高度偏差超过一定范围时判定为不合格产品。（总共2题，每题10分）请设计一个基于PLC的计数和质量检测程序，说明程序的主要逻辑和步骤。若要提高计数的准确性，可采取哪些措施？5.材料：在一个工业控制系统中，有一台三相异步电动机需要实现调速控制。要求能够根据生产工艺的需求，在一定范围内调节电动机的转速。已知电动机的额定功率为10kW，额定电压为380V，额定频率为50Hz。（总共2题，每题10分）请选择一种合适的调速方法，并说明理由。设计一个调速控制系统的方案，包括主要组成部分和工作原理。答案：1.D2.C3.C4.A5.D6.D7.C8.A9.D10.B简述机电一体化系统的组成部分及其作用：机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、执行机构、传感器、控制器和接口等部分组成。机械本体用于支撑和连接各部件；动力系统提供能量；执行机构实现各种运动；传感器检测系统的运行状态等信息；控制器对系统进行控制和调节；接口用于各部分之间的信息传递和连接。简述工业控制中常用的传感器类型及应用场景：常用传感器有光电传感器，用于检测物体的有无、位置等，像生产线上产品的计数；温度传感器，监测设备温度，如电机温度监测；压力传感器，测量压力，如液压系统压力检测；位移传感器，检测位置变化，如机床工作台的位移测量等。简述可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言及其特点：梯形图直观易懂，类似电气控制原理图，适合电气技术人员；语句表用助记符编程，适合熟悉汇编语言的人员；功能块图以图形化表示功能模块，便于复杂逻辑设计；结构文本用高级语言描述，适合有计算机编程基础的人员。分析直流电动机调速的几种方法及其优缺点：改变电枢电压调速范围宽、平滑性好，但需要专用电源设备；改变电枢回路电阻调速简单，但效率低、调速范围小；改变磁极对数调速是有级调速，调速平滑性差。说明交流伺服电动机的工作原理及调速特点：工作原理是定子绕组通入三相交流电产生旋转磁场，转子绕组感应电流，在磁场作用下产生电磁转矩使转子转动。调速特点是调速范围宽、精度高、响应快，能实现精确的速度控制。设计一个简单的PLC控制系统，实现电机的正反转控制：输入部分有正反转按钮和停止按钮，输出接电机正反转接触器。梯形图中，正转按钮按下，正转接触器线圈得电，电机正转；反转按钮按下，反转接触器线圈得电，电机反转；停止按钮按下，正反转接触器线圈失电，电机停止。画出机电一体化系统中典型的位置控制系统框图，并说明各部分的作用：位置控制系统框图包括给定环节、比较环节、控制器、功率放大环节、执行机构、检测环节和反馈环节。给定环节给出位置指令；比较环节比较指令与实际位置偏差；控制器根据偏差控制；功率放大环节放大控制信号；执行机构驱动运动部件；检测环节测量实际位置；反馈环节将实际位置反馈到比较环节。请设计一个基于PLC的计数和质量检测程序，说明程序的主要逻辑和步骤：程序逻辑为光电传感器脉冲信号计数，激光位移传感器测量高度与设定值比较。步骤：初始化计数和高度变量；检测光电传感器脉冲，计数加1；检测激光位移传感器高度，判断是否合格；根据判断结果进行相应处理，如显示计数结果、剔除不合格产品等。若要提高计数的准确性，可采取哪些措施：采用高精度的光电传感器；对脉冲信号进行滤波处理，去除干扰信号；增加信号校验机制，如多次检测脉冲信号是否一致。请选择一种合适的调速方法，并说明理由：可选择变频调速。理由是变频调速调速范围宽、效率高、调速平滑，能满足在一定范围内调节电动机转速的要求，且能根据生产工艺灵活调整速度，相比其他调速方法更适合该应用场景。设计一个调速控制系统方