2025年大学机电（机电研究方法）试题及答案.doc

2025年大学机电（机电研究方法）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）
请将每小题的正确答案填在括号内。(总共6题，每题5分，每题只有一个正确答案)
w1. 以下哪种机电研究方法侧重于对系统的输入输出关系进行建模和分析？（ ）
A. 实验法
B. 理论分析法
C. 数值模拟法
D. 系统辨识法
w2. 在机电一体化系统设计中，用于优化系统性能的研究方法是（ ）。
A. 功能分析法
B. 可靠性设计法
C. 优化设计法
D. 模块化设计法
w3. 研究机电系统动态特性时，常用的数学模型建立方法是（ ）。
A. 传递函数法
B. 状态空间法
C. 两者都是
D. 两者都不是
w4. 机电研究中，通过对实际系统进行物理模拟来获取数据的方法是（ ）。
A. 实物模拟实验
B. 计算机模拟实验
C. 现场测试法
D. 理论推导法
w5. 利用数学工具对机电系统进行理论分析时，常采用的方法是（ ）。
A. 线性代数
B. 概率论
C. 数理统计
D. 微分方程
w6. 机电研究中，用于分析系统误差来源和规律的方法是（ ）。
A. 误差分析法
B. 精度设计法
C. 可靠性评估法
D. 故障诊断法

第II卷（非选择题 共70分）
w7. 简述机电研究中实验法的主要步骤及作用。(10分)
w8. 对比理论分析法和数值模拟法在机电研究中的优缺点。(15分)
w9. 材料：在某机电产品研发过程中，需要对其关键部件的性能进行深入研究。已知该部件在工作时会受到多种复杂力的作用，且其运动状态较为复杂。
问题：请你选择一种合适的机电研究方法，并说明理由，以及该方法在解决此问题时的大致流程。(15分)
w10. 材料：某机电系统在运行一段时间后出现了性能下降的情况。经过初步检查，发现可能存在多种原因，如零部件磨损、控制系统参数变化等。
问题：请运用机电研究方法中的故障诊断法，分析可能的故障原因及诊断步骤。(20分)
w11. 阐述系统辨识法在机电一体化系统研究中的重要性及应用场景。(10分)

答案：
w1. D
w2. C
w3. C
w4. A
w5. D
w6. A
w7. 实验法主要步骤：确定实验目的，设计实验方案，搭建实验平台，进行实验操作，记录实验数据，分析实验结果。作用：通过实际实验获取系统真实运行数据，验证理论模型，发现新的现象和规律，为机电系统设计、优化和改进提供依据。
w8. 理论分析法优点：能深入揭示系统本质原理和内在规律，具有较强的逻辑性和严密性。缺点：对复杂系统建模和求解困难，受限于理论假设。数值模拟法优点：可处理复杂模型和边界条件，快速得到结果，成本相对低。缺点：结果准确性依赖模型和参数设置，可能存在数值误差。
w9. 可选择数值模拟法。理由是部件受力和运动复杂，数值模拟能方便地考虑多种因素并进行精确分析。流程：建立部件的力学模型和运动学模型，确定材料参数和边界条件，选择合适的数值模拟软件进行求解，分析模拟结果得出部件性能特点。
w10. 可能原因：零部件磨损导致配合精度下降，控制系统参数变化影响系统运行。诊断步骤：首先收集系统运行数据，包括传感器监测的各种信号；然后利用故障诊断算法对数据进行分析，判断是否存在异常；接着结合部件工作原理和结构，确定可能出现故障的具体部位；最后通过进一步检测和验证确定故障原因。
w11. 重要性：能根据系统输入输出数据确定系统数学模型，为系统分析、设计和控制提供基础。应用场景：在机电一体化系统设计阶段，用于建立系统模型；在系统运行过程中，可实时监测系统性能并进行模型更新；在故障诊断时，帮助分析系统故障原因，确定故障模型。