2025年高职机器人系统调试（系统优化）试题及答案.doc

2025年高职机器人系统调试（系统优化）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30分）
（总共10题，每题3分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确答案填在括号内）
1. 机器人系统优化中，对于运动轨迹的优化主要目的是（ ）
A. 使机器人运动速度更快
B. 让机器人运动更平稳、精准
C. 降低机器人能耗
D. 增加机器人负载能力
2. 以下哪种算法常用于机器人路径规划的优化（ ）
A. 深度优先搜索算法
B. 广度优先搜索算法
C. A算法
D. 冒泡排序算法
3. 在优化机器人控制系统时，提高系统响应速度的关键在于（ ）
A. 增加控制器内存
B. 选用更高精度的传感器
C. 优化控制算法和减少信号传输延迟
D. 加大电机功率
4. 机器人视觉系统优化时，提高图像分辨率会（ ）
A. 降低处理速度，增加数据量
B. 提高处理速度，减少数据量
C. 对处理速度和数据量无影响
D. 只降低处理速度，不改变数据量
5. 当对机器人机械结构进行优化以提高刚性时，通常会采取的措施是（ ）
A. 减少连杆长度
B. 增加关节数量
C. 选用高强度材料并合理设计结构形状
D. 降低电机扭矩
6. 机器人系统优化中，关于传感器融合技术，以下说法正确的是（ ）
A. 只能融合相同类型传感器数据
B. 可提高传感器数据的准确性和可靠性
C. 会降低系统整体性能
D. 与机器人性能提升无关
7. 为优化机器人的能耗，在电机选型上应优先考虑（ ）
A. 功率大的电机
B. 效率高的电机
C. 体积小的电机
D. 价格便宜的电机
8. 在机器人编程优化中，使用面向对象编程技术的主要好处是（ ）
A. 提高代码执行速度
B. 使代码更易维护和扩展
C. 减少代码行数
D. 降低编程难度
9. 对于机器人系统的热管理优化，主要是为了防止（ ）
A. 机器人过热影响性能甚至损坏部件
B. 机器人过冷导致能耗增加
C. 机器人温度不均匀影响精度
D. 机器人外壳温度过高烫伤操作人员
10. 机器人系统优化过程中，对机器人运动学模型进行修正主要是为了（ ）
A. 改变机器人外观造型
B. 适应不同工作任务和环境
C. 提高机器人的计算能力
D. 增加机器人的存储容量

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每空2分，共20分）
1. 机器人系统优化的主要目标包括提高______、降低______、增强______等。
2. 在机器人路径规划优化中，除了A算法，常用的还有______算法。
3. 机器人视觉系统优化时，常用的图像处理技术包括图像滤波、______、______等。
4. 为优化机器人控制系统，可采用______控制算法来提高系统的稳定性。
5. 机器人机械结构优化中，通过______分析可确定结构的薄弱环节并进行改进。

三、简答题（每题10分，共20分）
1. 简述机器人系统优化中运动控制优化的主要方法。
2. 说明机器人系统优化中传感器优化的重要性及常见的优化措施。

四、案例分析题（每题15分，共30分）
材料：某工业生产线上的机器人，在执行任务时出现定位不准确、动作不流畅的问题。经过检查发现，机器人的控制系统存在一些缺陷，同时机械结构也有一定程度的磨损。
1. 针对该机器人控制系统的问题，分析可能导致定位不准确和动作不流畅的原因，并提出优化方案。
2. 对于机械结构磨损的情况，阐述如何进行优化以恢复其性能并防止类似问题再次发生。

五、设计题（20分）
设计一个针对服务型机器人的优化方案，要求提高其在复杂室内环境下与人交互及完成任务的能力。需从机器人的硬件配置、软件算法、传感器应用等方面进行阐述。

答案：
一选择题：1.B 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B 7.B 8.B 9.A 10.B
二填空题：1.性能、能耗、可靠性 2. Dijkstra 3.边缘检测、图像分割 4. PID 5.有限元
三简答题：1.运动控制优化主要方法有：优化控制算法，如采用先进的PID控制、自适应控制等；精确标定运动参数，提高运动精度；减少运动过程中的振动和冲击，通过优化轨迹规划和动力学模型来实现。2.传感器优化重要性在于能提高机器人对环境感知的准确性和可靠性，从而更好完成任务。常见优化措施有：选用高精度传感器；对传感器进行校准和标定；采用传感器融合技术，综合多种传感器数据提高信息质量。
四案例分析题：1.控制系统问题可能导致定位不准确和动作不流畅，原因可能是控制算法不够先进、参数设置不合理、信号传输干扰等。优化方案：更换更先进控制算法，如自适应控制算法；重新精确设置控制参数；排查信号传输线路，采用屏蔽措施减少干扰。2.对于机械结构磨损情况，首先对磨损部件进行评估，确定磨损程度。若磨损较轻，可进行修复和表面处理；若磨损严重，更换磨损部件。同时优化结构设计，增强结构强度和耐磨性，定期进行维护保养，防止再次磨损。
五设计题：硬件配置上选用高精度激光雷达、高清摄像头提高环境感知能力；配备高性能处理器加快数据处理。软件算法采用先进的SLAM算法进行地图构建，基于深度学习的目标识别算法。传感器应用中，激光雷达用于全局环境感知，摄像头用于识别物体和人员。通过这些优化，提高服务型机器人在复杂室内环境下与人交互及完成任务的能力。