2026年大学大二（机器人工程）机器人控制技术阶段测试题及答案

2025年大学大二（机器人工程）机器人控制技术阶段测试题及答案

（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：本大题共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。请将正确答案的序号填在括号内。1.机器人控制系统中，用于实现机器人各关节运动控制的核心部件是（）A.控制器B.驱动器C.传感器D.减速器2.以下哪种控制算法常用于机器人的轨迹跟踪控制（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.以上都是3.机器人运动学中，描述机器人末端执行器位置和姿态的齐次坐标变换矩阵的维数是（）A.2×2B.3×3C.4×4D.5×54.在机器人控制系统中，用于检测机器人关节位置的传感器是（）A.力传感器B.位置传感器C.视觉传感器D.听觉传感器5.机器人动力学建模的目的是（）A.分析机器人的运动性能B.设计机器人的控制算法C.预测机器人的运动轨迹D.以上都是6.以下哪种编程语言常用于机器人编程（）A.C++B.PythonC.JavaD.以上都是7.机器人控制系统中，用于实现机器人与外界环境交互的接口是（）A.人机接口B.通信接口C.传感器接口D.以上都是8.机器人运动规划的主要任务是（）A.确定机器人的运动轨迹B.避免机器人与障碍物碰撞C.优化机器人的运动路径D.以上都是9.在机器人控制系统中，用于实现机器人自主决策的技术是（）A.人工智能B.机器学习C.深度学习D.以上都是10.机器人控制技术的发展趋势不包括（）A.智能化B.网络化C.小型化D.复杂化第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述机器人控制系统的组成及各部分的作用。12.（15分）阐述PID控制算法的原理，并说明其在机器人控制中的应用场景。13.（15分）已知机器人末端执行器的位置和姿态，如何通过运动学逆解计算出各关节的角度？请简要说明计算步骤。14.（15分）阅读以下材料：随着机器人技术的不断发展，机器人在工业生产中的应用越来越广泛。某工厂引入了一批机器人用于产品组装，这些机器人能够快速、准确地完成组装任务，提高了生产效率和产品质量。然而，在实际运行过程中，发现部分机器人在组装过程中出现了与零部件碰撞的情况，导致产品损坏和机器人故障。请分析可能导致机器人碰撞的原因，并提出相应的解决措施。15.（15分）材料：在机器人足球比赛中，机器人需要根据场上的实时情况做出决策，如传球、射门等。这就要求机器人具备良好的感知能力和决策能力。请结合机器人控制技术的相关知识，谈谈如何提高机器人在足球比赛中的表现。答案：1.B2.D3.C4.B5.D6.D7.D8.D9.D10.D11.机器人控制系统主要由控制器、驱动器、传感器、执行机构等组成。控制器是系统的核心，负责处理传感器信号，生成控制指令；驱动器根据控制指令驱动执行机构运动；传感器用于检测机器人的状态和外界环境信息；执行机构则是机器人的运动部件，如关节、手臂等。12.PID控制算法由比例（P）、积分（I）、微分（D）三个部分组成。比例环节根据偏差的大小产生控制作用，偏差越大，控制作用越强；积分环节用于消除系统的稳态误差；微分环节则根据偏差的变化率提前产生控制作用，以提高系统的响应速度。在机器人控制中，PID控制常用于机器人的位置控制、速度控制等场景。13.首先，根据机器人的运动学模型建立末端执行器位置和姿态与关节角度之间的关系方程。然后，通过已知的末端执行器位置和姿态，代入方程中求解关节角度。具体计算步骤包括：确定机器人的运动学模型；根据已知条件列出方程；求解方程得到关节角度。14.可能导致机器人碰撞的原因有：传感器故障，无法准确检测到障碍物；运动规划不合理，没有充分考虑机器人的运动空间；机器人的速度过快，来不及躲避障碍物等。解决措施包括：定期检查和维护传感器，确保其正常工作；优化运动规划算法，增加安全裕度；设置合理的机器人运动速度，避免过快运动。15.要提高机器人在足球比赛中的表现，可以从以下几个方面入手：提高机器人的感知能力，如使用更先进的传感器，能够更准确地获