2026年机器人工程师电气控制竞赛试题及真题

2026年机器人工程师电气控制竞赛试题及真题考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2026年机器人工程师电气控制竞赛试题及真题考核对象：机器人工程师及相关领域从业者题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）：总分20分-单选题（总共10题，每题2分）：总分20分-多选题（总共10题，每题2分）：总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）：总分18分-论述题（总共2题，每题11分）：总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.伺服电机控制系统中的PID控制器参数整定通常采用试凑法，无需理论计算。2.PLC的扫描周期是指从读取输入到写入输出所需的时间。3.机器人关节电机的编码器通常采用绝对值编码器，无需进行零点校准。4.电气控制系统中的继电器主要用于实现电路的远程控制。5.机器人运动学逆解是指根据末端执行器位置和姿态计算各关节角度的过程。6.电机驱动器的过流保护功能是通过检测电机电流是否超过额定值来实现的。7.机器人控制系统中的传感器主要用于检测环境信息，无需进行数据滤波。8.电气控制系统中的断路器主要用于防止电路短路。9.机器人关节电机的减速器通常采用谐波减速器，以提高精度。10.PLC的梯形图编程语言是一种图形化编程语言，无需进行逻辑运算。二、单选题（每题2分，共20分）1.下列哪种传感器常用于检测机器人末端执行器的位置？（）A.温度传感器B.光纤传感器C.编码器D.压力传感器2.机器人关节电机的控制方式中，哪种适用于高精度控制？（）A.V/f控制B.FOC（磁场定向控制）C.PFC（功率因数校正）D.SPWM（正弦波脉宽调制）3.电气控制系统中的熔断器主要用于保护电路免受哪种故障影响？（）A.过载B.短路C.过压D.漏电4.机器人运动学正解是指根据各关节角度计算末端执行器位置的过程，对吗？（）A.正确B.错误5.电机驱动器的过压保护功能是通过检测电机电压是否超过额定值来实现的，对吗？（）A.正确B.错误6.PLC的指令系统中最常用的指令是哪种？（）A.数据传送指令B.逻辑运算指令C.定时器指令D.计数器指令7.机器人关节电机的编码器通常采用哪种类型？（）A.旋转变压器B.绝对值编码器C.脉冲编码器D.磁栅传感器8.电气控制系统中的接触器主要用于实现电路的哪种控制？（）A.远程控制B.自动控制C.手动控制D.模拟控制9.机器人控制系统中的传感器数据滤波通常采用哪种方法？（）A.平均滤波B.中值滤波C.高通滤波D.低通滤波10.PLC的编程语言中，哪种语言适用于复杂逻辑控制？（）A.梯形图B.指令表C.结构化文本D.顺序功能图三、多选题（每题2分，共20分）1.机器人关节电机的控制方式中，哪些适用于高精度控制？（）A.V/f控制B.FOC（磁场定向控制）C.PFC（功率因数校正）D.SPWM（正弦波脉宽调制）2.电气控制系统中的保护装置有哪些？（）A.熔断器B.断路器C.继电器D.过流保护3.机器人运动学逆解的难点有哪些？（）A.多解问题B.计算复杂度C.实时性要求D.精度要求4.电机驱动器的保护功能有哪些？（）A.过流保护B.过压保护C.过温保护D.缺相保护5.PLC的编程语言有哪些？（）A.梯形图B.指令表C.结构化文本D.顺序功能图6.机器人控制系统中的传感器有哪些类型？（）A.位置传感器B.力传感器C.触觉传感器D.视觉传感器7.电气控制系统中的电路元件有哪些？（）A.继电器B.断路器C.熔断器D.接触器8.机器人关节电机的编码器有哪些类型？（）A.绝对值编码器B.脉冲编码器C.旋转变压器D.磁栅传感器9.机器人控制系统中的控制算法有哪些？（）A.PID控制B.FOC控制C.LQR控制D.神经网络控制10.PLC的编程软件有哪些？（）A.TIAPortalB.STEP7C.LD700D.IEC61131-3四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：机器人关节电机控制问题某机器人关节电机采用编码器反馈，电机型号为SGMG5000，额定功率为1.5kW，额定转速为1500rpm。在调试过程中，发现电机转速不稳定，有时出现跳变现象。请分析可能的原因并提出解决方案。案例2：电气控制系统设计某工业机器人电气控制系统需要设计一个简单的安全回路，要求在急停按钮按下时，机器人所有关节电机立即停止运行。请设计该安全回路，并说明设计原理。案例3：传感器数据滤波问题某机器人视觉系统采用CCD相机，采集到的图像数据存在噪声，影响图像识别精度。请提出至少两种数据滤波方法，并说明其原理。五、论述题（每题11分，共22分）论述1：机器人关节电机的控制方式请论述机器人关节电机的几种主要控制方式，并比较其优缺点。论述2：PLC在机器人控制系统中的应用请论述PLC在机器人控制系统中的应用场景，并说明其优势。---标准答案及解析一、判断题1.错误。PID控制器参数整定通常采用理论计算和试凑法结合的方式。2.正确。PLC的扫描周期是指从读取输入到写入输出所需的时间。3.错误。绝对值编码器也需要进行零点校准。4.正确。继电器主要用于实现电路的远程控制。5.正确。机器人运动学逆解是指根据末端执行器位置和姿态计算各关节角度的过程。6.正确。电机驱动器的过流保护功能是通过检测电机电流是否超过额定值来实现的。7.错误。机器人控制系统中的传感器数据滤波通常采用滤波算法。8.正确。电气控制系统中的断路器主要用于防止电路短路。9.错误。机器人关节电机的减速器通常采用RV减速器，以提高精度。10.错误。PLC的梯形图编程语言是一种图形化编程语言，需要进行逻辑运算。二、单选题1.C.编码器2.B.FOC（磁场定向控制）3.B.短路4.A.正确5.A.正确6.A.数据传送指令7.B.绝对值编码器8.A.远程控制9.D.低通滤波10.C.结构化文本三、多选题1.B.FOC（磁场定向控制）,D.SPWM（正弦波脉宽调制）2.A.熔断器,B.断路器,D.过流保护3.A.多解问题,B.计算复杂度,C.实时性要求,D.精度要求4.A.过流保护,B.过压保护,C.过温保护,D.缺相保护5.A.梯形图,B.指令表,C.结构化文本,D.顺序功能图6.A.位置传感器,B.力传感器,C.触觉传感器,D.视觉传感器7.A.继电器,B.断路器,C.熔断器,D.接触器8.A.绝对值编码器,B.脉冲编码器,C.旋转变压器,D.磁栅传感器9.A.PID控制,B.FOC控制,C.LQR控制,D.神经网络控制10.A.TIAPortal,B.STEP7,C.LD700,D.IEC61131-3四、案例分析案例1：机器人关节电机控制问题可能原因：1.编码器信号干扰2.电机驱动器参数设置不当3.电机机械故障解决方案：1.检查编码器信号线路，增加屏蔽措施2.调整电机驱动器参数，如PID参数3.检查电机机械部分，如轴承磨损案例2：电气控制系统设计安全回路设计：1.使用急停按钮作为输入信号2.通过PLC控制电机驱动器的使能端3.当急停按钮按下时，PLC输出信号使能端断开，电机停止运行设计原理：急停按钮按下时，PLC检测到信号，立即切断电机驱动器的使能信号，实现电机停止运行，确保安全。案例3：传感器数据滤波问题数据滤波方法：1.低通滤波：去除高频噪声2.中值滤波：去除脉冲噪声原理：低通滤波通过设置截止频率，去除高频噪声，保留低频信号。中值滤波通过取中间值，去除脉冲噪声，保留稳定信号。五、论述题论述1：机器人关节电机的控制方式机器人关节电机的控制方式主要有：1.V/f控制：通过改变电压和频率控制电机转速，适用于简单控制场景。优点：简单易实现，成本低。缺点：精度低，动态响应差。2.FOC（磁场定向控制）：通过控制电机的磁场和电流，实现高精度控制。优点：精度高，动态响应好。缺点：控制复杂，成本高。3.PFC（功率因数校正）：通过改善功率因数，提高电机效率。优点：提高效率，减少损耗。缺点：控制复杂，成本高。4.SPWM（正弦波脉宽调制）：通过调制脉冲宽度，实现电机平滑控制。优点：控制平滑，效率高。缺点：控制复杂，成本高。论述2：PLC在机器人控制系统中的应用PLC在机