2025年大学一年级（机械电子工程）机电控制综合试题及答案.doc

2025年大学一年级（机械电子工程）机电控制综合试题及答案

（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，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）
w1. 机电控制系统中，反馈环节的主要作用是（ ）
A. 提高系统的稳定性
B. 增加系统的输入信号
C. 改变系统的结构
D. 消除系统的误差
w2. 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. 热电偶
D. 磁栅尺
w3. 直流电动机调速方法中，通过改变电枢电压来调速的是（ ）
A. 弱磁调速
B. 电枢回路串电阻调速
C. 调压调速
D. 以上都不是
w4. 步进电动机的步距角大小与下列哪个因素无关（ ）
A. 电机相数
B. 通电方式
C. 负载大小
D. 转子齿数
w5. 下列哪种控制器属于数字控制器（ ）
A. 比例控制器
B. 积分控制器
C. 微分控制器
D. 可编程逻辑控制器
w6. 机电一体化系统中，机械传动部件的作用不包括（ ）
A. 传递动力
B. 改变运动形式
C. 提高系统精度
D. 存储能量
w7. 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
w8. 交流异步电动机的调速方法中，属于转差功率不变型调速方法的是（ ）
A. 变极调速
B. 变频调速
C. 调压调速
D. 电磁转差离合器调速
w9. 下列哪种执行元件属于液压执行元件（ ）
A. 气缸
B. 液压缸
C. 步进电动机
D. 直流电动机
w10. 机电控制系统设计的基本原则不包括（ ）
A. 可靠性原则
B. 先进性原则
C. 经济性原则
D. 随意性原则

第II卷（非选择题 共70分）
w11. （10分）简述机电控制系统的组成部分及其作用。
w12. （15分）说明传感器的分类方法，并举例说明几种常见传感器的工作原理。
w13. （15分）有一台直流电动机，其额定功率为10kW，额定电压为220V，额定电流为55A，额定转速为1500r/min。求该电动机的额定效率。
w14. （20分）材料：某机电一体化设备需要实现精确的位置控制。现有一台步进电动机，步距角为1.8°，驱动电源为五相十拍运行方式。要求该设备能够在0.5秒内从初始位置移动到180°的位置。
问题：计算该步进电动机的转速，并确定所需的脉冲数。
w15. （20分）材料：某自动化生产线中，需要对产品进行计数和质量检测。设计一个基于光电传感器和PLC的控制系统来实现此功能。
问题：简述该控制系统的工作原理，并画出系统的控制流程图。

答案：
w1. D
w2. C
w3. C
w4. C
w5. D
w6. D
w7. C
w8. B
w9. B
w10. D
w11. 机电控制系统主要由控制器、执行元件、传感器、传动机构和电源组成。控制器用于产生控制信号，指挥系统工作；执行元件将控制信号转换为机械运动或其他形式的输出；传感器检测系统的各种状态信息并反馈给控制器；传动机构传递动力和运动；电源为系统提供能量。
w12. 传感器可按测量原理、被测量、输出信号类型等分类。如应变片式传感器基于应变效应，当受力产生应变时电阻变化来测量力；光电传感器利用光电器件将光信号转换为电信号，像光电二极管受光照时电流变化。
w13. 额定效率η=Pn/（Un×In）=10000/（220×55）≈82.6%
w14. 步距角为1.8°，五相十拍运行方式时，每拍步距角为1.8°/10 = 0.18°。要移动180°，所需脉冲数为180°÷0.18° = 1000个。转速n = 60f/（Nβ），五相十拍运行时N = 10，β = 1.8°，f = 1/0.5 = 2Hz，代入可得n = 60×2/（10×1.8） = 6.67r/min。
w15. 工作原理：光电传感器检测产品通过时的遮挡信号，将其转换为电信号传至PLC。PLC根据信号进行计数，并判断产品质量（如通过检测时间等判断）。控制流程图：开始→光电传感器检测产品信号→信号传至PLC→PLC计数并判断质量→根据判断结果执行相应动作→结束