2025年中职（机电技术应用）机电技能大赛模拟测试题及答案.doc

2025年中职（机电技术应用）机电技能大赛模拟测试题及答案

（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：本卷共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. 机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括（ ）
A. 传递动力 B. 改变运动形式 C. 提高系统稳定性 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. 电感式接近开关
3. 步进电机的步距角精度主要取决于（ ）
A. 电机的制造精度 B. 驱动电源的性能 C. 负载的大小 D. 控制系统的算法
4. 直流伺服电机的调速方法不包括（ ）
A. 改变电枢电压 B. 改变励磁电流 C. 改变电机极对数 D. 改变电枢回路电阻
5. 可编程控制器（PLC）的编程语言中，哪种语言最接近人类的自然语言（ ）
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 结构化文本
6. 机电一体化系统设计中，可靠性设计的目的是（ ）
A. 提高系统的性能 B. 降低系统的成本 C. 延长系统的使用寿命 D. 增加系统的功能
7. 以下哪种控制算法不属于智能控制算法（ ）
A. 模糊控制 B. 神经网络控制 C. 比例积分微分控制 D. 遗传算法
8. 工业机器人的手部通常由（ ）组成。
A. 手指和手腕 B. 手指和手臂 C. 手腕和手臂 D. 手指、手腕和手臂
9. 自动化生产线中，用于物料搬运的设备不包括（ ）
A. 输送带 B. 机器人 C. 数控机床 D. 叉车
10. 机电一体化系统的核心是（ ）
A. 机械本体 B. 电子控制系统 C. 动力部分 D. 执行机构

第II卷（非选择题，共70分）
11. （总共3题，每题10分，答题要求：请简要回答下列问题）
（1）简述机电一体化系统的组成要素。
（2）说明传感器在机电一体化系统中的作用。
（3）简述可编程控制器（PLC）的工作原理。
12. （总共2题，每题10分，答题要求：分析下列问题）
（1）分析直流伺服电机调速过程中，改变电枢电压调速的优缺点。
（2）分析工业机器人在自动化生产中的应用优势和面临的挑战。
13. （总共2题，每题10分，答题要求：计算下列问题）
（1）已知某步进电机的步距角为1.8°，电机转子齿数为40，求该电机的拍数。
（2）某机电一体化系统中，负载的转动惯量为J = 0.1kg·m²，系统要求的角加速度为α = 5rad/s²，求所需的转矩T。
14. （总共1题，每题20分，答题要求：阅读以下材料，回答问题）
材料：某自动化生产线采用了PLC控制系统，用于控制多个电机和气缸的动作。生产线的工艺流程为：物料从进料口进入，经过输送带输送到加工工位，由机器人进行加工，然后通过输送带输送到出料口。PLC控制系统根据传感器检测到的物料位置和加工状态，控制电机和气缸的动作，实现生产线的自动化运行。
问题：
（1）请画出该自动化生产线的工艺流程示意图。
（2）分析PLC控制系统在该生产线中的作用。
（3）如果该生产线出现故障，如何利用PLC控制系统的故障诊断功能进行排查？
15. （总共1题，每题20分，答题要求：阅读以下材料，回答问题）
材料：某机电一体化产品是一款智能家电，采用了多种传感器和控制算法，实现了对家电运行状态的智能监测和控制。该产品具有节能、舒适、便捷等特点，受到了用户的广泛好评。
问题：
（1）请列举该智能家电中可能应用的传感器和控制算法。
（2）分析该智能家电的节能原理。
（3）说明该智能家电的舒适和便捷体现在哪些方面？

答案：1. D 2. C 3. A 4. C 5. D 6. C 7. C 8. A 9. C 10. B 11. （1）机电一体化系统由机械本体、电子控制系统、动力部分、执行机构、传感器和接口等要素组成。（2）传感器在机电一体化系统中的作用是获取系统运行过程中的各种信息，如位置、速度、温度、压力等，并将这些信息转换为电信号，以便电子控制系统进行处理和控制。（3）PLC的工作原理是通过周期性地循环扫描用户程序，读取输入信号状态，执行用户程序，刷新输出状态，从而实现对外部设备的控制。12. （1）优点：调速范围宽，调速平滑性好，能实现无级调速；调速稳定性好，受负载影响小。缺点：需要专用的可调压电源，设备成本较高；低速时效率较低，能耗较大。（2）应用优势：提高生产效率，保证产品质量，降低劳动强度，适应复杂生产环境。面临的挑战：编程复杂，维护成本高，安全性要求高，与其他设备的协同工作难度大。13. （1）根据步距角公式θ = 360°/（Z×N），可得N = 360°/（θ×Z）= 360°/（1.8°×40）= 5拍。（2）根据转矩公式T = J×α，可得T = 0.1×5 = 0.5N·m。14. （1）工艺流程示意图：进料口→输送带→加工工位（机器人加工）→输送带→出料口。（2）PLC控制系统的作用：根据传感器检测信号，控制电机实现输送带的启停和速度调节，控制气缸实现机器人的动作，协调各设备工作，确保生产线按工艺流程自动化运行。（3）利用PLC控制系统的故障诊断功能，可通过查看PLC的状态指示灯、故障代码，以及监控程序运行状态等方式，判断故障发生的位置和原因，如输入传感器故障、输出设备故障、程序逻辑错误等，以便针对性地进行排查和修复。15. （1）可能应用的传感器：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、红外传感器、压力传感器等。控制算法：模糊控制算法、神经网络控制算法、PID控制算法等。（2）节能原理：通过传感器实时监测家电运行状态，如温度、湿度、光照等，根据环境变化和用户需求，自动调整家电的运行参数，如制冷/制热强度、风速、亮度等，避免不必要的能源消耗，从而实现节能。（3）舒适体现在：能根据环境和用户需求自动调节运行状态，如自动调节室内温度、湿度，提供适宜的光照等，给用户带来舒适的使用体验。便捷体现在：用户可通过手机APP等远程控制家电，实现随时随地的操作；家电具备智能识别功能，如自动识别用户身份、习惯等，提供个性化服务。