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机电一体化专业考前模拟试题与解析

各位同学，临近考试，想必大家都在紧张地进行最后的复习冲刺。机电一体化专业涉及机械、电子、控制等多个领域，知识点繁多且综合性强，一份贴合考点、解析详尽的模拟试题，无疑能帮助大家更好地检验复习效果，查漏补缺。下面，我为大家精心准备了一套模拟试题，并附上详细的解析，希望能助大家一臂之力。

一、选择题(每题只有一个正确答案)

1.在机电一体化系统中，以下哪项不是其主要组成部分？

A.机械本体

B.动力源

C.信息处理与控制单元

D.市场调研与分析模块

2.PLC（可编程逻辑控制器）的核心是？

A.输入输出模块

B.中央处理单元(CPU)

C.电源模块

D.编程器

3.下列哪种传感器不属于位移传感器？

A.光栅尺

B.热电偶

C.编码器

D.线性电位器

4.在机械传动中，滚珠丝杠螺母副的主要优点是？

A.传动效率高，精度保持性好

B.制造成本低

C.能实现自锁

D.承受径向载荷能力强

5.步进电机的步距角是指？

A.电机每转一圈的角度

B.电机在一个脉冲信号作用下转过的角度

C.电机最大的旋转角度

D.电机定子与转子之间的夹角

二、判断题(正确的打√，错误的打×)

1.机电一体化系统的设计强调“以机械为主体，以电子为辅助”的原则。（）

2.开环控制系统比闭环控制系统具有更高的控制精度和抗干扰能力。（）

3.PLC的工作方式是“循环扫描，串行执行”。（）

4.传感器的灵敏度越高，其测量精度就一定越高。（）

5.液压传动系统中，压力的大小取决于负载。（）

三、简答题

1.简述PLC的基本工作原理，并说明其与传统继电器控制系统相比有哪些主要优势。

2.什么是传感器？传感器通常由哪几部分组成？请列举至少三种你所学过的传感器及其典型应用。

3.简述滚珠丝杠螺母副的工作原理，并说明其在机电一体化设备中的主要作用。

4.试分析直流伺服电机和交流伺服电机在结构和性能上的主要区别。

四、分析应用题

某自动化生产线上需要实现一个简单的物料传送与检测控制。具体要求如下：

1.系统启动后，传送带电机M1开始正转运行，带动物料前进。

2.当物料被安装在A位置的光电传感器S1检测到时，传送带继续运行。

3.当物料到达B位置，被光电传感器S2检测到时，传送带电机M1立即停止。

4.同时，启动一个延时，延时结束后，推料气缸（由电磁阀YV1控制）伸出，将物料推离传送带至下一工序。

5.推料气缸伸出到位后，触动限位开关SQ1，气缸立即缩回。

6.气缸缩回到位后，触动限位开关SQ2，系统回到初始状态，等待下一个物料到来。

7.系统设有急停按钮SB1，任何时候按下，所有动作立即停止。

请根据上述控制要求，完成以下任务：

(1)画出该控制系统的电气控制原理图（主电路可简化，重点画出控制电路，可采用PLC控制思路，列出所需的输入输出设备并进行I/O地址分配）。

(2)简述该控制系统的工作流程。

(3)如果采用PLC控制，试设计其控制梯形图的大致结构（无需完整写出所有指令，用文字描述关键逻辑环节或画出简化梯形图草图即可）。

模拟试题解析

一、选择题

1.答案：D

解析：机电一体化系统的主要组成部分包括机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感与检测部分、信息处理与控制部分以及接口等。市场调研与分析模块不属于系统本身的组成部分，而是属于产品开发前期的工作。

2.答案：B

解析：PLC的核心是中央处理单元(CPU)，它负责执行用户程序、进行逻辑运算、数据处理以及系统控制。输入输出模块是PLC与外部设备连接的桥梁，电源模块提供电力，编程器是用于编程的工具。

3.答案：B

解析：热电偶是一种将温度变化转换为热电势变化的温度传感器，不属于位移传感器。光栅尺、编码器和线性电位器均可用于测量直线或角位移。

4.答案：A

解析：滚珠丝杠螺母副通过滚珠在丝杠和螺母之间的滚动实现传动，因此传动效率高（可达90%以上），摩擦损失小，且精度和精度保持性好。其制造成本相对较高，一般不能自锁（需额外制动装置），主要承受轴向载荷。

5.答案：B

解析：步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制电机。每输入一个脉冲信号，步进电机就转动一个固定的角度，这个角度称为步距角。

二、判断题

1.答案：×

解析：机电一体化系统的设计强调机械技术与电子技术的有机结合与相互渗透，并非简单地“以机械为主体，以电子为辅助”。现代机电一体化系统更注重信息处理与控制的核心作用，追求整体最优。

2.答案：×

解析：闭环控制系统由于引入了反馈环节，能够根据实际输出与期望输出的偏差进行自动调节，因此通常比开环控制