2025年大学机械电子工程（机电一体化技术）试题及答案.doc

2025年大学机械电子工程（机电一体化技术）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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)

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. 提高系统稳定性
D. 存储能量

2. 以下哪种传感器不属于机电一体化系统中的常用传感器？（ ）
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 速度传感器
D. 化学传感器

3. 机电一体化系统设计中，优化设计的目标不包括（ ）
A. 提高系统性能
B. 降低成本
C. 增加系统复杂性
D. 提高可靠性

4. 步进电机的步距角精度主要取决于（ ）
A. 电机的制造精度
B. 控制系统的精度
C. 负载大小
D. 电源电压

5. 以下关于PLC的说法，错误的是（ ）
A. 可靠性高
B. 编程简单
C. 功能单一
D. 抗干扰能力强

6. 机电一体化系统中，检测环节的作用是（ ）
A. 获取系统的运行状态信息
B. 对系统进行控制
C. 提供动力
D. 执行指令

7. 工业机器人的手部通常采用哪种传动方式？（ ）
A. 齿轮传动
B. 链传动
C. 液压传动
D. 皮带传动

8. 机电一体化系统的总体设计步骤不包括（ ）
A. 确定系统功能和性能指标
B. 进行方案设计
C. 详细设计硬件电路
D. 进行总体评价

9. 以下哪种控制器常用于机电一体化系统的运动控制？（ ）
A. PID控制器
B. 模糊控制器
C. 神经网络控制器
D. 以上都是

10. 机电一体化系统中，接口技术的作用不包括（ ）
A. 实现各子系统之间的信息交换
B. 提高系统的可靠性
C. 降低系统成本
D. 增强系统的适应性

第II卷（非选择题，共70分）

简答题（共20分）

答题要求：简要回答问题，观点明确，条理清晰。(总共4题，每题5分)

1. 简述机电一体化系统的组成部分。

2. 说明传感器在机电一体化系统中的作用。

3. 简述步进电机的工作原理。

4. 简述PLC的编程语言有哪些。

分析题（共15分）

答题要求：分析题目所给的情况，阐述理由，提出解决方案。(总共1题，每题15分)

1. 某机电一体化设备在运行过程中出现了位置控制精度下降的问题，请分析可能的原因，并提出解决措施。

设计题（共15分）

答题要求：根据题目要求进行设计，画出相应的原理图或流程图，并进行简要说明。(总共1题，每题15分)

1. 设计一个简单的机电一体化控制系统，实现电机的正反转控制和速度调节。

计算题（共20分）

答题要求：写出详细的计算过程和答案。(总共2题，每题10分)

1. 已知某齿轮传动的模数m = 3，齿数z1 = 20，z2 = 60，求传动比i和两齿轮的分度圆直径d1、d2。

2. 某直流电动机的额定功率Pn = 10kW，额定电压Un = 220V，额定电流In = 50A，求该电动机的额定效率ηn。

答案：
第I卷：1. D 2. D 3. C 4. A 5. C 6. A 7. C 8. C 9. D 10. C
第II卷：简答题：1. 机电一体化系统由机械本体、动力与驱动部分、执行机构、检测与传感部分、控制及信息处理部分组成。2. 传感器在机电一体化系统中用于获取系统运行状态的各种信息，为控制决策提供依据，实现对系统的监测、诊断和控制。3. 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步。4. PLC的编程语言有梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图等。
分析题：原因可能有：传感器精度下降、控制器参数设置不当、机械传动部件磨损等。解决措施：检查传感器并校准或更换；重新调整控制器参数；检查机械部件并修复或更换磨损部件。
设计题：可采用PLC作为控制器，通过按钮控制电机正反转，利用电位器调节速度。PLC接收按钮和电位器信号，经程序处理后控制电机驱动器实现电机正反转和速度调节。
计算题：1. 传动比i = z2/z1 = 60/20 = 3；分度圆直径d1 = mz1 = 3×20 = 60mm，d2 = mz2 = 3×60 = 1