2026年机电一体化技术职称考试试题及答案

2026年机电一体化技术职称考试试题及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1在PLC梯形图中，若常开触点I0.0与常闭触点I0.1串联后驱动线圈Q0.0，当I0.0=1、I0.1=0时，Q0.0的状态为A.0 B.1 C.先0后1 D.先1后0答案：B解析：常闭触点I0.1=0表示其触点导通，串联回路整体导通，线圈得电。1.2某伺服电机额定转矩10N·m，转速3000r/min，忽略损耗，其额定功率约为A.1.0kW B.2.1kW C.3.1kW D.4.2kW答案：C解析：P=T·n/9550=10×3000/9550≈3.14kW。1.3在STEP7中，组织块OB100的功能是A.循环扫描 B.启动扫描 C.中断服务 D.错误处理答案：B解析：OB100为暖启动组织块，CPU由STOP→RUN时执行一次。1.4采用增量式编码器时，Z信号的作用是A.计数方向 B.零点脉冲 C.倍频信号 D.故障报警答案：B解析：Z信号每转输出一次，用于回零或清除累积误差。1.5在SolidWorksMotion中，若将旋转马达的“运动”类型设为“速度”，其默认单位是A.rad/s B.°/s C.r/min D.mm/s答案：A解析：SolidWorks采用SI单位制，角速度默认rad/s。1.6某气缸缸径50mm，工作压力0.5MPa，理论推力约为A.98N B.196N C.491N D.982N答案：D解析：F=P·A=0.5×10⁶×π×(0.05/2)²≈982N。1.7在CANopen协议中，PDO映射参数存放在A.字典索引0x1000 B.字典索引0x1600/0x1A00 C.字典索引0x1800 D.字典索引0x6040答案：B解析：0x1600用于RPDO映射，0x1A00用于TPDO映射。1.8采用霍尔传感器检测电流时，为抑制温漂，通常选用A.开环型 B.闭环型 C.磁阻型 D.光电型答案：B解析：闭环霍尔在磁芯上加补偿线圈，温漂小、线性度高。1.9在Matlab/Simulink中，固定步长求解器ode4的算法基础是A.欧拉法 B.龙格-库塔二阶 C.龙格-库塔四阶 D.亚当斯预报校正法答案：C解析：ode4即经典RK4，截断误差O(h⁵)。1.10某变频器的载波频率由4kHz提高到8kHz，则A.电机噪声减小，损耗减小 B.电机噪声减小，损耗增大 C.电机噪声增大，损耗减小 D.电机噪声增大，损耗增大答案：B解析：载波频率↑→电流谐波↓→噪声↓，但IGBT开关损耗↑。1.11在机械臂DH参数中，θᵢ代表A.连杆长度 B.连杆扭角 C.关节角 D.连杆偏距答案：C解析：θᵢ为绕Zᵢ轴的旋转角，即关节变量。1.12采用光栅尺时，电子细分倍数越高，则A.分辨率提高，信号噪声比提高 B.分辨率提高，信号噪声比降低 C.分辨率降低，信号噪声比提高 D.分辨率降低，信号噪声比降低答案：B解析：细分↑→最小分辨位移↓，但噪声放大，抖动↑。1.13在S7-1500中，若使用“MC_MoveVelocity”指令，Velocity引脚数据类型为A.REAL B.DINT C.DWORD D.BOOL答案：A解析：速度给定需浮点型，单位mm/s或°/s。1.14某三相对称绕组通以iₐ=Iₘsinωt，iᵦ=Iₘsin(ωt−120°)，iᶜ=Iₘsin(ωt+120°)，合成基波磁势幅值与A.Iₘ成正比 B.Iₘ²成正比 C.√3Iₘ成正比 D.与极对数无关答案：A解析：F=1.35·N·Iₘ/p，幅值与Iₘ成正比。1.15在气压传动中，采用快速排气阀的主要目的是A.增大气缸推力 B.减小压缩空气消耗 C.提高气缸回程速度 D.降低系统压力答案：C解析：快速排气阀将缸内气体直接排向大气，回程无需经换向阀，速度↑。1.16某直流无刷电机采用120°导通模式，逆变器每周期换相次数为A.3 B.6 C.12 D.24答案：B解析：每60°电角度换相一次，360°/60°=6。1.17在LabVIEW中，队列与通知器的主要区别是A.队列支持多元素FIFO，通知器只保留最新值 B.队列只保留最新值，通知器支持FIFO C.队列只能用于串口 D.通知器只能用于并口答案：A解析：队列为先进先出缓冲；通知器为单元素标签，读一次后清零。1.18某轴承额定动载荷C=30kN，当量动载荷P=6kN，寿命指数ε=3，则额定寿命约为A.15×10⁶转 B.125×10⁶转 C.250×10⁶转 D.500×10⁶转答案：B解析：L₁₀=(C/P)^ε×10⁶=(30/6)³×10⁶=125×10⁶转。1.19在EtherCAT帧中，WKC字段的作用是A.标识从站地址 B.记录工作计数器校验 C.定义数据长度 D.表示同步信号答案：B解析：WKC=期望工作计数器，主站依此判断从站是否正确处理。1.20采用PID控制器时，若积分时间Tᵢ→∞，则A.积分作用消失 B.微分作用消失 C.比例作用消失 D.系统振荡答案：A解析：Tᵢ→∞→Kᵢ=Kₚ/Tᵢ→0，积分项无贡献。1.21在机械系统中，若阻尼比ζ=0，则共振峰幅值理论上A.0 B.1 C.有限值 D.无穷大答案：D解析：ζ=0时品质因数Q→∞，振幅→∞。1.22某温度传感器输出0~10V对应−50~150°C，当测得电压3V时，温度为A.−5°C B.10°C C.25°C D.40°C答案：B解析：T=−50+(3−0)/(10−0)×200=10°C。1.23在SolidWorksSimulation中，对装配体进行网格划分，默认单元类型为A.一维杆 B.二维壳 C.三维实体四面体 D.六面体答案：C解析：自动网格采用10节点四面体实体单元。1.24某步进电机步距角1.8°，驱动器采用16细分，则每转脉冲数为A.200 B.400 C.1600 D.3200答案：D解析：360°/1.8°×16=3200。1.25在气压系统中，三联件安装顺序通常为A.过滤器-减压阀-油雾器 B.减压阀-过滤器-油雾器 C.油雾器-过滤器-减压阀 D.过滤器-油雾器-减压阀答案：A解析：先过滤，再稳压，最后润滑。1.26在S7-GRAPH中，顺序步的互锁条件写在A.动作框 B.转换条件 C.步的Interlock属性 D.监控条件答案：C解析：Interlock为步级互锁，不满足时该步动作被禁止。1.27某变频器采用V/f控制，当输出频率降至2Hz时，若转矩不足，应优先A.提高载波频率 B.加大转差补偿 C.提高电压提升量 D.降低电压提升量答案：C解析：低频转矩不足→定子阻抗压降占比大→适当提升V/f曲线起始电压。1.28在机械设计中，采用肋板的目的是A.降低重量 B.提高刚度质量比 C.减小惯性矩 D.降低固有频率答案：B解析：肋板可在不显著增重前提下提高截面惯性矩，刚度↑。1.29某光栅尺栅距20µm，四倍频后分辨率5µm，则电子细分倍数为A.2 B.4 C.8 D.16答案：B解析：20µm/4=5µm，即四倍频。1.30在RobotStudio中，若要实现两台机器人协同作业，需启用的模块是A.Multimove B.RobotWareMachineTending C.PowerPac D.SmartComponent答案：A解析：Multimove支持一台控制器同步管理多台机器人。2.多项选择题（每题2分，共20分）2.1下列关于伺服驱动“增益调整”描述正确的有A.速度环增益越高，响应越快 B.位置环增益过高易振荡 C.积分增益可消除静差 D.微分增益可抑制超调 E.增益与负载惯量比无关答案：ABCD解析：增益需与负载惯量比匹配，E错误。2.2在机电系统状态监测中，可反映滚动轴承疲劳失效的征象有A.外圈故障频率成分 B.内圈故障频率成分 C.滚动体故障频率成分 D.轴转频倍频 E.高频包络解调谱峰答案：ABCE解析：轴转频倍频多与不平衡有关，非轴承疲劳特征。2.3关于EtherCAT分布式时钟（DC），下列说法正确的有A.所有从站时钟同步于参考时钟 B.同步精度<1µs C.需硬件支持 D.主站发送EMCY报文实现同步 E.支持同步输出模式（SOE）答案：ABCE解析：同步由寄存器0x0900~0x0910实现，非EMCY。2.4在SolidWorks中，可实现参数化驱动的功能有A.方程式 B.配置发布器 C.设计表 D.链接数值 E.动态仿真答案：ABCD解析：动态仿真为运动验证，不属于参数化驱动。2.5下列关于步进电机共振现象描述正确的有A.共振区一般在低速 B.微步驱动可减弱共振 C.增加阻尼器可抑制共振 D.提高驱动电压可消除共振 E.采用闭环控制可避开共振答案：ABCE解析：提高电压仅提高动态转矩，不能消除共振。2.6在PLC程序中，可导致“双线圈”隐患的编程习惯有A.同一线圈在多个网络中重复赋值 B.在主程序与中断程序中同时赋值 C.使用置位/复位指令 D.采用跳转指令跳过线圈 E.使用FB的多重背景答案：ABD解析：置位/复位、FB多重背景不会导致双线圈。2.7关于工业相机景深，下列因素中影响景深的参数有A.光圈值F B.焦距f C.拍摄距离u D.像素尺寸 E.容许弥散圆直径答案：ABCE解析：像素尺寸影响分辨率，与景深无直接关系。2.8在ANSYSWorkbench中进行模态分析时，需输入的材料属性有A.弹性模量 B.泊松比 C.密度 D.屈服强度 E.热膨胀系数答案：ABC解析：模态仅需线性弹性参数，无需屈服、热膨胀。2.9下列关于气动伺服阀与比例阀区别的描述，正确的有A.伺服阀采用喷嘴挡板结构 B.伺服阀零位泄漏量大于比例阀 C.伺服阀频响高于比例阀 D.比例阀需采用PID控制器 E.伺服阀价格通常更高答案：ACE解析：伺服阀零位泄漏大，B错误；比例阀也可开环控制，D错误。2.10在工业现场，导致变频器“接地短路”报警的可能原因有A.电机绕组对地击穿 B.电缆绝缘破损 C.变频器IGBT损坏 D.编码器线屏蔽不良 E.输出侧接触器触点烧蚀答案：ABC解析：编码器线与功率地无关；接触器在输出侧不会直接造成对地短路。3.判断题（每题1分，共10分）3.1在S7-1500中，优化块（OptimizedDB）支持符号寻址且无需设置“保持”属性即可断电保持。答案：错误解析：优化块默认全部保持，但需在CPU属性中启用“保持存储器”。3.2采用绝对式编码器时，设备重新上电无需回零即可确定机械位置。答案：正确解析：绝对式编码器记录唯一角度码值，断电记忆。3.3在气压系统中，油雾器必须安装在所有气动元件的最上游。答案：错误解析：部分元件如无油润滑气缸，需取消油雾器。3.4对于同一机械系统，增加质量会同时降低固有频率。答案：正确解析：ωₙ=√(k/m)，m↑→ωₙ↓。3.5在Matlab中，命令“step(tf(1,[11]))”可得到一阶系统的单位脉冲响应。答案：错误解析：step指令给出单位阶跃响应，脉冲响应用impulse。3.6变频器的“滑差补偿”功能可提高电机速度控制精度。答案：正确解析：通过检测电流估算转差，修正输出频率。3.7在RobotStudio虚拟示教器中，可将真实控制器的备份文件直接还原到虚拟系统。答案：正确解析：RobotStudio支持“系统还原”功能，兼容.rsf备份。3.8光栅尺的“参考点”信号每圈只出现一次，用于建立绝对坐标系。答案：错误解析：光栅尺为直线测量，参考点按固定间距分布，非“每圈”。3.9在SolidWorksSimulation中，可对接合面设置“无穿透”接触类型来模拟螺栓预紧。答案：错误解析：无穿透仅防止穿透，螺栓预紧需“螺栓接头”或“预紧力”。3.10采用PID控制器时，微分作用对高频噪声具有放大效应。答案：正确解析：微分算子s对高频增益线性增加，易放大噪声。4.简答题（每题10分，共40分）4.1某伺服系统采用位置环+速度环+电流环三级闭环，请说明各级环路的检测元件、带宽设置原则及相互关系。答案：电流环：检测元件为霍尔电流传感器，带宽最高，一般1~2kHz，用于快速抑制电流波动，提供转矩响应。速度环：检测元件为增量式编码器或测速机，带宽居中，一般100~300Hz，用于抑制速度扰动，其给定来自位置环输出。位置环：检测元件为编码器或光栅尺，带宽最低，一般10~50Hz，用于保证定位精度，其输出直接作为速度环的速度给定。三环嵌套原则：内环带宽≥5~10倍外环带宽，确保内环快速跟随外环指令，避免耦合振荡。4.2简述在TIAPortal中实现伺服电机“电子齿轮”功能的步骤，并给出关键指令。答案：1.在工艺对象中添加“定位轴”并选择伺服驱动。2.在“基本参数”中设置“模数”与“螺距”实现单位换算。3.启用“主动/从动”功能，将从轴工艺对象设为主轴的齿轮从站。4.在程序中调用“MC_GearIn”指令，引脚RatioNumerator与RatioDenominator设定齿轮比。5.触发Execute=TRUE后，从轴以电子齿轮比跟随主轴同步旋转。6.如需脱离，调用“MC_GearOut”。关键指令：MC_GearIn、MC_GearOut、MC_Halt。4.3列举三种常见的机械振动故障特征频率，并给出计算公式。答案：1.不平衡：特征频率=轴转频ƒᵣ=n/60，n为转速r/min。2.轴承外圈故障：ƒₒ=ƒᵣ·N/2·(1−d/D·cosα)，N为滚动体数，d为滚动体直径，D为节圆直径，α为接触角。3.齿轮啮合故障：ƒₘ=ƒᵣ·z，z为齿轮齿数。通过FFT频谱图中对应频率处出现谱峰，可判断故障类型。4.4说明在SolidWorksMotion中进行“基于事件的运动分析”时，如何设置凸轮开关的触发条件并输出从动件位移曲线。答案：1.装配体中插入凸轮及从动件，添加“凸轮配合”并选择轮廓曲线。2.在MotionStudy中选择“基于事件”类型，时间域自动离散为事件序列。3.添加“力”或“马达”驱动凸轮旋转，设置角速度。4.在从动件上添加“位移结果”传感器，方向沿运动轴线。5.在事件列表中插入“传感器触发”，条件设为“位移>某阈值”，并关联到下一动作（如马达停止）。6.运行仿真后，在结果图表中勾选“位移/时间”，即可导出从动件位移曲线至CSV文件。5.综合计算题（每题20分，共40分）5.1某滚珠丝杠机构需将伺服电机旋转运动转换为直线运动，已知：丝杠导程P=10mm，电机额定转速n=3000r/min，额定功率P=1.5kW，系统总惯量J=0.002kg·m²（含电机转子+丝杠+负载折算），负载质量m=200kg，摩擦系数μ=0.01，重力加速度g=9.81m/s²，要求定位精度±0.01mm，全行程200mm，加速时间tₐ=0.1s，匀速时间tᵤ=0.3s，减速时间t𝒹=0.1s。求解：（1）电机所需峰值转矩Tₚ；（2）编码器线数N（四倍频后满足定位精度）；（3）校验电机功率是否满足。答案：（1）直线运动参数：最大速度vₘₐₓ=200mm/(0.3+0.1)=0.5m/s加速度a=vₘₐₓ/tₐ=5m/s²惯性力Fₐ=m·a=200×5=1000N摩擦力F𝒻=μ·m·g=0.01×200×9.81=19.6N总峰值力Fₚ=Fₐ+F𝒻=1019.6N折算到电机转矩：Tₚ=Fₚ·P/(2π·η)，取机械效率η=0.9Tₚ=1019.6×0.01/(2π×0.9)=1.81N·m（2）定位精度±0.01mm→脉冲当量δ≤0.01mm丝杠每转10mm，需脉冲数=10/0.01=1000ppr四倍频后线数N=1000/4=250线（3）校验功率：峰值角加速度ε=2π·n/(60·tₐ)=2π×3000/(60×0.1)=3141.6rad/s²加速转矩T𝒿=J·ε=0.002×3141.6=6.28N·m总峰值转矩Tₘₐₓ=Tₚ+T𝒿=1.81+6.28=8.09N·m峰值功