2025年机器人智能制造技术研究试卷及答案

2025年机器人智能制造技术研究试卷及答案1.【单项选择】在机器人数字孪生系统中，实现毫秒级同步的关键技术是A.OPCUAPub/SuboverTSNB.MQTTover5GC.DDSoverWiFi6D.ModbusTCPoverEthernet答案：A2.【单项选择】某六自由度协作机器人采用双编码器方案（电机端17位，关节端19位），其绝对定位精度主要取决于A.电机端编码器分辨率B.关节端编码器分辨率C.减速器背隙D.关节端编码器+校准算法答案：D3.【单项选择】2025版ISO102181新增“智能可预测空间”条款，其核心指标是A.最大停止时间B.最小安全距离C.动态预测窗口≥50msD.静态障碍物高度答案：C4.【单项选择】在基于5G的云端控制架构中，为抑制抖动引入的“时间透镜”算法本质属于A.前馈补偿B.模型预测控制C.自适应鲁棒控制D.网络队列管理答案：B5.【单项选择】采用激光MAG复合焊对1.2mmDP780镀锌板进行T形接头焊接，若要求焊透且背面无飞溅，优先选用的激光功率区间是A.500–800WB.1000–1500WC.2000–2500WD.3000–3500W答案：B6.【单项选择】下列哪项不是AMR（自主移动机器人）2025版VDA5050通信协议新增消息A.orderUpdateB.instantActionC.agvPositionD.batteryDiagnostics2答案：C7.【单项选择】对七轴冗余机器人进行奇异点规避时，基于任务优先级的零空间投影方法需满足A.J·dq=0B.(IJJ)·dq≠0C.det(J·JT)>εD.rank(J)=6答案：B8.【单项选择】在数字线程（DigitalThread）中，保证机器人装配数据可追踪性的核心技术标准是A.ISO2900250B.IEC622644C.ASTME57D.GB/T379182019答案：A9.【单项选择】2025年主流协作机器人力控采样频率已提升至A.125HzB.500HzC.1kHzD.4kHz答案：D10.【单项选择】采用强化学习进行轨迹优化时，若状态空间包含关节加速度，则动作空间通常选择A.关节力矩B.关节速度C.末端位姿D.电机电流答案：A11.【单项选择】对SCARA机器人进行能耗最优轨迹规划，采用动态规划算法时导致“维数灾”的根本原因是A.状态变量耦合B.非线性约束C.状态空间维度指数增长D.目标函数非凸答案：C12.【单项选择】在数字孪生边缘部署中，2025年主流工业GPU的浮点算力（FP16）已达到A.10TFLOPSB.31TFLOPSC.65TFLOPSD.120TFLOPS答案：C13.【单项选择】对柔性振动盘送料系统进行参数自整定，其关键反馈量通常选用A.电机电流B.加速度计RMS值C.视觉识别率D.料盘温度答案：C14.【单项选择】2025年发布的机器人ROS3.0中间件默认采用的安全通信库是A.OpenSSL1.1B.libsodiumC.CycloneDDS+DDSSecurityD.ZeroMQ+Curve25519答案：C15.【单项选择】在基于数字孪生的故障预测中，若采用LSTM进行剩余寿命预测，则损失函数通常选择A.MSEB.CrossEntropyC.HuberD.Rankingloss答案：D16.【单项选择】对大型龙门式机器人进行热误差补偿时，2025年最有效的实时测温手段是A.红外热像仪B.热电偶阵列C.光纤光栅D.热敏电阻答案：C17.【单项选择】采用可变刚度执行器（VSA）的协作机器人，其刚度调节范围通常用哪项指标衡量A.扭矩角度斜率比B.谐振频率C.能耗比D.最大连续扭矩答案：A18.【单项选择】2025年欧盟CECPR法规对机器人焊接电源的谐波电流限值执行A.IEC6100032ClassAB.IEC61000312C.IEC6100033D.IEC6100047答案：B19.【单项选择】在基于点云深度学习的无序抓取中，若采用6DVNet，其旋转表示输出为A.欧拉角B.四元数C.轴角D.旋转矩阵答案：B20.【单项选择】对机器人关节采用SiCMOSFET驱动器，相比IGBT方案，开关损耗可降低约A.10%B.30%C.50%D.70%答案：D21.【多项选择】下列哪些技术可有效降低协作机器人人机交互中的心理安全感阈值A.可变刚度执行器B.近端视觉警示投影C.声音提示频谱调制D.提高表面温度答案：A、B、C22.【多项选择】在基于5G的远程操控中，导致“倒滑”现象的主要因素包括A.上行链路丢包B.下行时延突变C.控制增益过高D.视频编码I帧丢失答案：A、B、C23.【多项选择】对移动机器人激光SLAM而言，下列属于回环检测的度量方式A.ScantoMap的ESF描述子距离B.里程计协方差矩阵迹C.词袋模型Bow得分D.全局描述子ScanContext距离答案：A、C、D24.【多项选择】2025年主流机器人控制器已支持的TSN（时间敏感网络）特性包括A.802.1Qbv时间感知整形B.802.1Qcc集中配置C.802.1CB冗余路径D.802.1AS2020时钟同步答案：A、B、C、D25.【多项选择】在基于深度强化学习的机器人装配中，奖励函数可包含A.装配力超调量B.接触点滑动距离C.任务完成时间D.电机温度答案：A、B、C26.【多项选择】下列哪些算法可用于机器人打磨过程中的表面缺陷在线检测A.基于FasterRCNN的裂纹检测B.基于GAN的异常重建C.激光三角测量高度差D.基于3DFractal维数答案：A、B、C、D27.【多项选择】对七轴机器人进行动力学参数辨识，需测量的信号包括A.关节位置B.关节速度C.关节加速度D.电机电流答案：A、B、C、D28.【多项选择】在数字孪生数据治理中，符合ISO232472的元数据必须包含A.时间戳B.坐标系C.不确定性D.责任主体答案：A、B、C、D29.【多项选择】2025年发布的机器人安全皮肤采用的光学原理有A.飞行时间ToFB.光幕中断C.分布式光纤微弯D.视觉光流答案：A、B、C30.【多项选择】对柔性供料系统振动参数自整定，可采用的优化目标函数有A.零件分布熵最小B.视觉识别率最大C.电机能耗最小D.噪声声压级最小答案：A、B、C、D31.【填空】已知某六自由度机器人末端执行器期望轨迹为xd(t)=0.1sin(2πt)m，yd(t)=0.1cos(2πt)m，zd(t)=0.05tm，t∈[0,2]s。若采用梯形速度规划，加速度限值a=2m/s²，则单轴最大加速度出现在t=____s。答案：0.532.【填空】采用激光对1mm厚304不锈钢进行切割，若选用1µm光纤激光，切割速度为30m/min，则理论切缝宽度约为____mm（经验公式w=0.15+0.02P/v，P=2kW，v单位m/min）。答案：0.16333.【填空】某SCARA机器人大臂长度L1=400mm，小臂L2=300mm，关节1最大速度ω1=3rad/s，关节2最大速度ω2=4rad/s，则末端最大合成速度为____m/s。答案：2.534.【填空】在基于EtherCAT的分布式I/O中，若同步周期为250µs，总线时钟漂移为±20ppm，则1小时内最大累积误差为____µs。答案：1.835.【填空】对某协作机器人关节减速比i=100，电机额定扭矩Tm=1.2N·m，效率η=0.7，则关节端连续输出扭矩为____N·m。答案：8436.【填空】2025年欧盟对机器人回收率的最低要求是____%（WEEE）。答案：8537.【填空】若采用RGBD相机进行料框抓取，深度图分辨率640×480，点云间隔1mm，则单帧数据量约为____MB（float32）。答案：4.91538.【填空】某移动机器人采用双轮差动，轮距0.4m，轮子半径0.1m，若要求最小转弯半径0.5m，则两轮速度比vL/vR=____。答案：0.33339.【填空】对机器人焊接电源进行功率因数校正，若输入220V/16A，输出功率3.5kW，则功率因数至少为____。答案：0.9940.【填空】在基于深度图像的焊缝跟踪中，若结构光平面与工件法向夹角为30°，则深度分辨率下降系数为____。答案：1.15541.【简答·封闭】简述2025年协作机器人“安全皮肤”三层架构中每层的功能，限80字。答案：光学传感层：高速检测侵入；信号处理层：滤波解耦；执行层：触发急停与降速。42.【简答·封闭】列举机器人数字孪生中实现“毫秒级闭环”需满足的三项网络指标。答案：时延<1ms、抖动<100ns、丢包率<10⁻⁵。43.【简答·封闭】说明采用SiCMOSFET后，机器人驱动器需重新评估的两项EMC项目。答案：dv/dt导致共模电流增大、高频辐射发射超标。44.【简答·封闭】写出基于视觉的AMR语义定位中“对象级回环”相比“点云回环”的两项优势。答案：存储量小、对动态物体鲁棒。45.【简答·开放】论述在2025年智能工厂中，如何利用5GTSN实现机器人云端实时控制，并给出两项工程实施要点，150字以上。答案：通过5GTSN将控制周期压缩至1ms，利用802.1Qbv时隙保障上行反馈与下行指令的确定性；云端部署MPC算法，边缘侧执行零拷贝驱动。实施要点：1.网络切片需预留guardband10%以防无线突发；2.控制器时钟须与gPTPgrandmaster同步误差<50ns，否则需在线补偿时延。46.【简答·开放】针对新能源汽车电池盒焊缝质量在线预测，提出一种融合声发射与电流信号的深度学习方案，说明输入特征、网络结构与评价指标，200字以上。答案：输入特征：声发射RMS、频谱质心、焊接电流短时傅里叶谱；网络：双流1DCNN+注意力融合，输出剩余不良概率；评价：F1score、MAEofdefectsize。47.【计算】某六自由度机器人末端负载m=5kg，重心偏移r=0.1m，重力g=9.81m/s²，若要求关节4静态扭矩不超过30N·m，求允许的最大臂展L（忽略其他连杆质量）。答案：T=mgr=5×9.81×0.1=4.905N·m，因T≤30，故L不限；若考虑L为力臂，则最大L=30/4.905×0.1=0.612m。48.【计算】对移动机器人进行路径规划，已知A算法启发函数h(n)=0.7×欧氏距离，若实际最短路径长度120m，求扩展节点数上限（理论）。答案：无直接公式，但h可接受，扩展数≤(1+1/0.7)×最优节点数≈2.43×最优，若最优节点600，则上限1460。49.【计算】采用阻抗控制进行打磨，期望刚度Kd=2000N/m，阻尼Bd=100N·s/m，采样周期Ts=1ms，若外力Fe=10N，求稳态位置偏差。答案：Δx=Fe/Kd=10/2000=0.005m=5mm。50.【计算】某机器人伺服电机额定转速3000r/min，额定扭矩1.5N·m，减速比i=50，效率0.8，求关节端输出功率。答案：Pout=2π×(3000/60)×1.5×0.8×50=18.85kW。51.【综合·分析】阅读以下场景：某白车身工厂部署30台协作机器人，通过5GTSN与云端MPC实现0.5ms闭环控制。现场发现随机出现“倒滑”现象：机器人在制动后反向滑动约2mm，导致定位超差。已知：上行丢包率0.02%，RTT均值0.8ms、突发1.4ms，控制器增益Kp=8000N/m，Kd=160N·s/m，质量等效m=50kg。（1）建立含网络时延的小信号模型，写出特征方程；（2）利用劳斯判据判断系统稳定时最大允许增益；（3）提出两项工程改进措施并量化效果。答案：（1）模型：mẍ+Kdẋ+Kpx(tL)=0，L=1.4ms，特征方程：ms²+Kds+Kpe⁻ᴸˢ=0；（2）一阶Pade近似e⁻ᴸˢ≈(10.0007s)/(1+0.0007s)，闭环特征：50s²(1+0.0007s)+160s(1+0