2025年大学机械电子工程（机电一体化）试题及答案.doc

2025年大学机械电子工程（机电一体化）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）
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一项？
A. 传递动力
B. 改变运动形式
C. 提高系统精度
D. 存储能量
2. 以下哪种传感器不属于位置传感器？
A. 光栅尺
B. 电感式接近开关
C. 热电偶
D. 磁电式编码器
3. 机电一体化系统设计的基本原则不包括
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
4. 步进电机的步距角精度主要取决于
A. 电机的制造工艺
B. 驱动电源的性能
C. 负载的大小
D. 控制系统的算法
5. 直流伺服电动机的调速方法不包括
A. 改变电枢电压
B. 改变电枢回路电阻
C. 改变励磁磁通
D. 改变电机极对数
6. 以下哪种控制器不属于数字控制器？
A. 单片机
B. PLC
C. 工控机
D. 模拟调节器
7. 机电一体化系统中，接口的作用不包括
A. 实现信号转换
B. 提高系统可靠性
C. 增加系统功耗
D. 匹配电气参数
8. 工业机器人的手部通常采用哪种传动方式？
A. 液压传动
B. 气压传动
C. 电动传动
D. 以上都有可能
9. 以下哪种传感器常用于测量温度？
A. 应变片
B. 超声波传感器
C. 热电阻
D. 光纤传感器
10. 数控系统中，插补算法的作用是
A. 控制刀具的运动轨迹
B. 计算刀具的切削速度
C. 补偿刀具的磨损
D. 提高系统的加工精度
11. 机电一体化系统的动态特性不包括
A. 响应特性
B. 稳定性
C. 精度
D. 抗干扰能力
12. 以下哪种电机属于交流电机？
A. 直流他励电动机
B. 永磁直流电动机
C. 三相异步电动机
D. 步进电机
13. 传感器的静态特性指标不包括
A. 线性度
B. 灵敏度
C. 响应时间
D. 重复性
14. 机电一体化系统中，软件的作用不包括
A. 实现系统控制功能
B. 提高系统的智能化水平
C. 降低系统的制造成本
D. 增强系统的可维护性
15. 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. PID控制
D. 遗传算法控制
16. 工业自动化生产线中，常用的输送设备不包括
A. 皮带输送机
B. 链式输送机
C. 螺旋输送机
D. 起重机
17. 机电一体化系统的总体设计步骤不包括
A. 需求分析
B. 方案设计
C. 详细设计
D. 产品销售
18. 以下哪种传感器可用于检测物体的颜色？
A. 光电传感器
B. 颜色传感器
C. 激光传感器
D. 超声波传感器
19. 伺服系统的基本组成不包括
A. 控制器
B. 执行元件
C. 传感器
D. 减速器
20. 机电一体化产品的特点不包括
A. 功能集成化
B. 设计模块化
C. 操作复杂化
D. 性能智能化

第II卷（非选择题 共60分）
21. （10分）简述机电一体化系统的组成部分及其相互关系
22. （10分）说明传感器在机电一体化系统中的作用，并举例说明几种常见传感器的应用场景
23. （10分）比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点，并说明各自适用的场合
阅读以下材料，回答24、25题：
某机电一体化设备采用PLC作为控制器，控制一台三相异步电动机的运行。该设备需要实现电机的正反转、调速以及过载保护等功能。
24. （15分）请设计一个PLC控制程序，实现上述功能要求。
25. （15分）分析该机电一体化设备在运行过程中可能出现的故障，并提出相应的解决措施。

答案：
1. D
2. C
3. C
4. A
5. D
6. D
7. C
8. D
9. C
10. A
11. C
12. C
13. C
14. C
15. C
16. D
17. D
18. B
19. D
20. C

21. 机电一体化系统主要由机械本体、动力系统、执行机构、传感器、控制器和接口等部分组成。机械本体是系统的基础支撑结构；动力系统提供能量；执行机构实现各种运动；传感器检测系统的运行状态等信息并反馈给控制器；控制器根据传感器反馈和设定值进行控制决策；接口则实现各部分之间的信号转换和匹配等。各部分相互协作，共同实现系统的特定功能。
22. 传感器在机电一体化系统中用于检测各种物理量、化学量等信息，为系统的控制和决策提供依据。如光栅尺用于精确测量位移，应用于数控机床的位置控制；温度传感器用于监测设备温度，确保设备在合适温度下运行；光电传感器可用于检测物体的有无或位置，常用于自动化生产线的物料检测等。
23. 开环控制系统优点是结构简单、成本低、易于实现；缺点是控制精度低，抗干扰能力差。适用于控制精度要求不高、干扰较小的场合。闭环控制系统优点是控制精度高、抗干扰能力强；缺点是结构复杂、成本高。适用于对控制精度要求较高的场合。
24. 略（需根据具体PLC型号编写梯形图等程序）
25. 可能出现的故障及解决措施：电机过载，检查负载是否过大，调整负载或更换更大功率电机；电机无法启动，检查电源、控制线路、接触器等是否正常；正反转控制异常，检查程序逻辑和外部接线是否正确等。