2025年高职（机电一体化技术）机电控制综合测试试题及答案.doc

2025年高职（机电一体化技术）机电控制综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2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。

1. 机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括以下哪项？
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. 应变片
D. 磁电式传感器
3. 步进电机的步距角与以下哪个因素无关？
A. 电机相数
B. 通电方式
C. 电机转速
D. 转子齿数
4. 直流伺服电机的调速方法不包括以下哪种？
A. 改变电枢电压
B. 改变励磁磁通
C. 改变电机极对数
D. 改变电枢电阻
5. 以下哪种控制器不属于数字控制器？
A. 单片机
B. PLC
C. 模拟PID控制器
D. DSP
6. 机电一体化系统设计的基本原则不包括以下哪项？
A. 机电互补原则
B. 功能优化原则
C. 自动化原则
D. 效益最大原则
7. 齿轮传动中，为了减小振动和噪声，可采取的措施不包括以下哪项？
A. 提高齿轮精度
B. 采用变位齿轮
C. 增加齿轮齿数
D. 采用斜齿轮传动
8. 以下哪种联轴器不属于刚性联轴器？
A. 套筒联轴器
B. 凸缘联轴器
C. 弹性套柱销联轴器
D. 夹壳联轴器
9. 气压传动系统中，以下哪种元件不属于控制元件？
A. 溢流阀
B. 换向阀
C. 节流阀
D. 气缸
10. 液压传动系统中，液压泵的作用是以下哪项？
A. 将机械能转换为液压能
B. 将液压能转换为机械能
C. 调节系统压力
D. 控制油液流量
11. 以下哪种传感器可用于测量温度？
A. 超声波传感器
B. 热电偶
C. 霍尔传感器
D. 电感式传感器
12. 步进电机的转速与以下哪个因素有关？
A. 脉冲频率
B. 电机相数
C. 通电方式
D. 转子齿数
13. 直流伺服电机的电枢电流与以下哪个因素有关？
A. 负载转矩
B. 电机转速
C. 励磁磁通
D. 电机极对数
14. 以下哪种控制器可实现复杂的控制算法？
A. 单片机
B. PLC
C. 模拟PID控制器
D. DSP
15. 机电一体化系统中，执行元件的作用是以下哪项？
A. 接受控制信息并完成规定的动作
B. 检测系统的输出信息
C. 处理控制信息
D. 存储控制信息
16. 齿轮传动中，为了提高传动效率，可采取的措施不包括以下哪项？
A. 减小齿轮啮合损失
B. 采用合理的润滑方式
C. 增加齿轮齿数
D. 提高齿轮制造精度
17. 以下哪种联轴器属于挠性联轴器？
A. 套筒联轴器
B. 凸缘联轴器
C. 弹性套柱销联轴器
D. 夹壳联轴器
18. 气压传动系统中，以下哪种元件不属于辅助元件？
A. 过滤器
B. 油雾器
C. 气缸
D. 消声器
19. 液压传动系统中，液压缸的作用是以下哪项？
A. 将机械能转换为液压能
B. 将液压能转换为机械能
C. 调节系统压力
D. 控制油液流量
20. 以下哪种传感器可用于测量位移？
A. 超声波传感器
B. 热电偶
C. 霍尔传感器
D. 电感式传感器

第II卷（非选择题，共60分）

一、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。

1. 机电一体化系统是机械技术、______、______、自动控制技术、计算机技术和______等多学科技术相互融合的产物。
2. 传感器的静态特性指标主要有______、______、______、______等。
3. 步进电机的驱动方式有______、______、______等。
4. 直流伺服电机的调速方法有______、______、______。
5. 机电一体化系统设计的步骤包括______、______、______、______、______。

二、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述机电一体化系统的组成部分。
2. 简述传感器的分类方法。
3. 简述步进电机的工作原理。
4. 简述直流伺服电机的调速特性。

三、分析题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。分析以下问题。

如图所示为一个简单的机电一体化系统，包括直流电机、减速器、丝杠螺母副和工作台。已知直流电机的额定功率为P，额定转速为n，减速器的传动比为i，丝杠的导程为L，工作台的质量为m。试分析该系统从电机输入功率到工作台输出功率的传递过程，并计算工作台的最大移动速度。

四、设计题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。请根据以下要求设计一个简单的机电一体化控制系统。

设计一个基于PLC的自动送料控制系统，要求如下：
1. 有一个物料存储区和一个送料区。
2. 当送料区物料不足时，PLC控制电机将物料从存储区输送到送料区。
3. 当送料区物料达到设定值时，电机停止。
4. 具有物料检测传感器，用于检测物料的位置和数量。
5. 画出控制系统的电气原理图，并编写PLC控制程序。

五、综合应用题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。请根据以下实际问题进行分析和解决。

某工厂生产一种零件，需要使用一台数控机床进行加工。已知该零件的加工工艺要求如下：
1. 零件的外形尺寸为长100mm、宽50mm、高20mm。
2. 加工精度要求为±0.05mm。
3. 加工材料为铝合金。
4. 加工工序包括铣削、钻孔、镗孔等。
5. 要求加工效率高，质量稳定。

请设计一个机电一体化加工系统，包括机床本体、控制系统、刀具系统、工件夹紧系统等，并说明各部分的作用和选型依据。

答案：
1. D
2. C
3. C
4. D
5. C
6. C
7. C
8. C
9. D
10. A
11. B
12. A
13. A
14. D
15. A
16. C
17. C
18. C
19. B
20. D
填空题答案：1. 电子技术、信息技术、系统技术 2. 精度、重复性、迟滞、线性度 3. 单电压驱动、双电压驱动、细分驱动 4. 改变电枢电压调速、改变励磁磁通调速、改变电枢电阻调速 5. 需求分析、总体设计、详细设计、产品制造、产品调试
简答题答案：1. 机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、传感检测系统、执行部件、信息处理及控制系统等组成。 2. 传感器可按测量原理、被测量性质、输出信号类型、工作方式、敏感元件材料等分类。 3. 步进电机是利用电磁铁的作用原理，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电动机。 4. 直流伺服电机具有良好的调速特性，可通过改变电枢电压、励磁磁通等来实现无级调速，调速范围宽、精度高。
分析题答案：电机输入功率P电，经减速器传递后功率不变，再经丝杠螺母副将旋转运动转换为直线运动，带动工作台移动。工作台最大移动速度v = nL/i。
设计题答案：电气原理图：画出PLC与电机、传感器等的连接图。控制程序：用梯形图或语句表实现物料检测、电机启停控制等逻辑。
综合应用题答案：机床本体采用合适的结构满足加工要求；控制系统采用数控系统实现精确控制；刀具系统根据加工工序选刀具；工件夹紧系统可靠夹紧工件。选型依据根据加工精度、效率、材料等要求确定。