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《机电一体化系统设计基础》2025期末试题及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）

1.机电一体化系统的核心是（）。

A.机械本体B.动力与驱动部分

C.传感测试部分D.控制及信息处理单元

答案：D

解析：控制及信息处理单元是机电一体化系统的核心，它将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。机械本体是系统的基础，动力与驱动部分为系统提供动力，传感测试部分负责获取系统的运行状态信息。

2.步进电动机，又称电脉冲马达，是通过（）决定转角位移的一种伺服电动机。

A.脉冲的宽度B.脉冲的数量

C.脉冲的相位D.脉冲的占空比

答案：B

解析：步进电动机是将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制元件。每输入一个脉冲信号，电动机就转动一个角度或前进一步，其角位移与输入脉冲数成正比，所以通过脉冲的数量决定转角位移。脉冲的宽度、相位和占空比与步进电动机的转速、转矩等其他特性有关。

3.光栅传感器的光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线，刻线数为100线/mm，此光栅传感器测量分辨率是（）。

A.0.1mmB.0.01mm

C.0.001mmD.0.0001mm

答案：B

解析：光栅传感器的分辨率等于相邻刻线间的距离。已知刻线数为100线/mm，即每毫米有100条刻线，那么相邻刻线间的距离为1÷100=0.01mm，所以此光栅传感器测量分辨率是0.01mm。

4.滚珠丝杠副消除轴向间隙的目的主要是（）。

A.提高反向传动精度B.增大驱动力矩

C.减少摩擦力矩D.提高使用寿命

答案：A

解析：滚珠丝杠副在工作时，轴向间隙会导致反向传动时出现空行程，影响传动精度。消除轴向间隙可以提高反向传动精度，保证系统的定位精度和重复定位精度。增大驱动力矩、减少摩擦力矩和提高使用寿命并不是消除轴向间隙的主要目的。

5.在工业机器人的设计中，（）是理论分析阶段要进行的工作之一。

A.传感器的选择及配置B.技术经济性分析

C.控制系统硬件电路设计D.控制系统软件配置与调试

答案：B

解析：在工业机器人设计的理论分析阶段，需要进行技术经济性分析，评估设计方案的可行性、成本效益等。传感器的选择及配置、控制系统硬件电路设计和控制系统软件配置与调试属于详细设计和实现阶段的工作。

6.多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按（）设计的传动链。

A.最小等效转动惯量原则B.输出轴的转角误差最小原则

C.重量最轻原则D.转速波动最小原则

答案：B

解析：按输出轴的转角误差最小原则设计传动链时，各级传动比应“前大后小”，因为前级传动的误差会被后级传动放大，所以前级传动比大可以减小输出轴的转角误差。而最小等效转动惯量原则、重量最轻原则通常采用各级传动比“前小后大”的分配原则。转速波动最小原则与传动比的分配关系不大。

7.下列哪种方法是一种单通道反馈控制系统（）。

A.开环控制B.半闭环控制

C.全闭环控制D.复合控制

答案：B

解析：半闭环控制是一种单通道反馈控制系统，它只对电动机轴或丝杠轴的角位移进行测量和反馈，而不直接测量工作台的实际位移。开环控制没有反馈通道；全闭环控制直接测量工作台的实际位移，有完整的反馈通道；复合控制是开环控制和闭环控制的结合。

8.下列传感器中，用于测量位移的传感器是（）。

A.热电偶B.光电编码器

C.霍尔传感器D.压电传感器

答案：B

解析：光电编码器可以将角位移或直线位移转换为电信号，用于测量位移。热电偶用于测量温度；霍尔传感器主要用于测量磁场、电流等；压电传感器用于测量力、压力等。

9.机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的要求，其主要指标是（）。

A.传动精度、稳定性、快速响应性B.传动精度、刚度、稳定性

C.传动精度、刚度、快速响应性D.传动精度、稳定性、可靠性

答案：C

解析：机电一体化系统中，机械传动要满足伺服控制的要求，主要指标包括传动精度、刚度和快速响应性。传动精度保证系统的定位精度；刚度影响系统的变形和稳定性；快速响应性使系统能够及时响应控制信号，实现快速准确的运动。稳定性和可靠性虽然也是重要的性能指标，但不是伺服控制对机械传动的主要要求。

10.以下不属于机电一体化系统设计类型的是（）。

A.开发性设计B.适应性设计

C.变参数设计D.虚拟设计

答案：D

解析：机电一体化系统设计类型包括开发性设计、适应性设计和变参数设计。开发性设计是针对新的任务和