2025年高职（机电一体化技术）智能设备开发基础试题及解析.doc

2025年高职（机电一体化技术）智能设备开发基础试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：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。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 机电一体化技术的核心是（ ）
A. 机械技术 B. 电子技术 C. 计算机与信息处理技术 D. 自动控制技术
2. 下列不属于机电一体化系统五大组成要素的是（ ）
A. 机械本体 B. 动力与驱动部分 C. 传感器 D. 操作系统
3. 步进电机的步距角取决于（ ）
A. 电机的相数 B. 电机的通电方式 C. 电机的相数和通电方式 D. 电机的转速
4. 直流伺服电机的调速方法不包括（ ）
A. 改变电枢电压调速 B. 改变励磁磁通调速 C. 改变电枢电阻调速 D. 改变电机极对数调速
5. 传感器的静态特性不包括（ ）
A. 线性度 B. 灵敏度 C. 迟滞 D. 响应特性
6. 下列属于数字式传感器的是（ ）
A. 应变片式电阻传感器 B. 电容式传感器 C. 霍尔传感器 D. 光栅传感器
7. 可编程控制器的编程语言中，（ ）是一种图形化编程语言。
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 顺序功能图
8. 机电一体化系统设计中，可靠性设计的核心是（ ）
A. 提高系统的可靠性 B. 降低系统的故障率 C. 优化系统的结构 D. 选用高可靠性的元器件
9. 工业机器人的手部通常由（ ）组成。
A. 手指和手腕 B. 手指和手掌 C. 手腕和手掌 D. 手指、手腕和手掌
10. 数控机床的核心部件是（ ）
A. 数控系统 B. 伺服系统 C. 机床本体 D. 刀具
11. 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. 提高系统的精度 D. 储存能量
12. 下列属于开环控制系统的是（ ）
A. 家用空调 B. 全自动洗衣机 C. 普通车床 D. 数控机床
13. 自动控制系统中，反馈环节的作用是（ ）
A. 检测被控量的实际值 B. 将被控量的实际值与给定值进行比较 C. 根据比较结果产生控制信号 D. 以上都是
14. 机电一体化系统中，常用的抗干扰技术不包括（ ）
A. 屏蔽技术 B. 接地技术 C. 滤波技术 D. 加密技术
15. 智能设备开发中，软件设计的主要任务不包括（ )
A. 编写程序 B. 调试程序 C. 优化程序 D. 设计硬件电路
16. 下列关于微处理器的说法，错误的是（ ）
A. 是计算机的核心部件 B. 能完成算术和逻辑运算 C. 不能进行数据存储 D. 具有控制功能
17. 机电一体化产品的设计流程不包括（ ）
A. 需求分析 B. 方案设计 C. 详细设计 D. 产品销售
18. 工业自动化中，SCADA系统的主要功能不包括（ ）
A. 数据采集 B. 过程监控 C. 设备控制 D. 产品设计
19. 机电一体化技术发展趋势不包括（ ）
A. 智能化 B. 微型化 C. 简单化 D网络化
20. 下列属于机电一体化典型产品的是（ ）
A. 普通自行车 B. 手动螺丝刀 C. 智能手机 D. 传统电视机

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。

1. 机电一体化系统中，机械本体包括______、______、______等部分。
2. 传感器的输出信号通常有______信号和______信号两种类型。
3. 可编程控制器的编程语言主要有______、______、______等。
4. 工业机器人的主要技术参数包括______、______、______等。
5. 机电一体化系统设计的基本原则包括______、______、______等。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请简要回答问题。

1. 简述机电一体化技术的概念。
2. 简述直流伺服电机的调速原理。
3. 简述可编程控制器的工作过程。
4. 简述工业机器人的应用领域。

（三）分析题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。请根据题目所给的材料进行分析，并回答问题。

材料：某机电一体化系统采用步进电机作为驱动元件，通过控制步进电机的步数来实现工作台直线运动的精确定位。已知步进电机的步距角为1.8°，丝杠的螺距为5mm。
问题：
1. 当步进电机转动100步时，工作台移动的距离是多少？
2. 若要使工作台移动50mm，步进电机需要转动多少步？

（四）设计题（共15分）
答题要求：本大题共1小题，15分。请根据题目要求进行设计，并简要说明设计思路。

题目：设计一个基于PLC的三相异步电动机正反转控制系统，要求具有过载保护和短路保护功能。

（五）综合题（共20分）
答题要求：本大题共1小题，20分。请根据题目所给的材料进行综合分析，并回答问题。

材料：随着智能制造的发展，机电一体化技术在工业生产中的应用越来越广泛。某企业计划引进一套机电一体化设备，用于生产某种电子产品。该设备主要由机械本体、传感器、控制器、执行机构等部分组成。在设备运行过程中，需要对生产过程中的各项参数进行实时监测和控制，以确保产品质量和生产效率。
问题：
1. 请分析该机电一体化设备在运行过程中可能会遇到哪些干扰因素？
2. 针对这些干扰因素，应采取哪些抗干扰措施？
3. 简述该机电一体化设备的设计流程。

答案：
1. C
2. D
3. C
4. D
5. D
6. D
7. A
8. D
9.D
10. A
11. D
12. C
13. D
14. D
15. D
16. C
17. D
18. D
19. C
20. C
填空题答案：1. 机身、框架、联接件 2. 模拟、数字 3. 梯形图、指令表、功能块图 4. 自由度、重复定位精度、工作范围 5. 机电互补原则、功能优化原则、自动化、省力化原则
简答题答案：1. 机电一体化技术是将机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术等多学科技术进行有机结合，并综合应用到实际中去的综合技术。 2. 直流伺服电机的调速原理是通过改变电枢电压、改变励磁磁通或改变电枢电阻来实现电机转速的调节。 3. 可编程控制器的工作过程主要包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 4. 工业机器人的应用领域主要包括焊接、装配、搬运、喷涂、检测等。
分析题答案：1. 步进电机转动100步时，工作台移动的距离为：100×1.8°/360°×5mm = 2.5mm。 2. 若要使工作台移动50mm，步进电机需要转动的步数为：50mm÷(1.8°/360°×5mm) = 2000步。
设计题答案：思路：采用PLC作为控制器，通过控制接触器来实现三相异步电动机的正反转。利用热继电器实现过载保护，利用熔断器实现短路保护。具体设计：PLC的输入端口连接启动按钮、停止按钮、热继电器常闭触点等；输出端口连接正反转接触器线圈等。通过编写PLC程序实现正反转控制及保护功能。
综合题答案：1. 可能遇到的干扰因素有电磁干扰、电源干扰、信号干扰等。 2. 抗干扰措施包括屏蔽、滤波、接地、合理布线等。 3. 设计流程：需求分析确定功能性能；方案设计确定总体结构；详细设计进行各部分设计计算选型；制造装配调试；运行维护改进。