2022年1月江苏省高等教育自学考试工业机器人控制技术(课程代码55477)

2022年1月江苏省高等教育自学考试工业机器人控制技术（课程代码55477）注意事项:.本试卷分为两部分,第一部分为选择题,第二部分为非选择题。.应考者必须按试题顺序在答题卡（纸）指定位置上作答,答在试卷上无效。.涂写部分、画图部分必须使用2B铅笔，书写部分必须使用黑色字迹签字笔。第一部分选择题一、单项选择题:本大题共10小题，每小题2分,共20分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的,请将其选出。1.旋转矩阵R是一个A.正交矩阵B.单位矩阵C.对角矩阵D.对称矩阵2.根据关节变量求解机械臂末端执行器的位姿称为A.正运动学问题B.逆运动学问题C.动力学正问题D.动力学逆问题3.工具坐标系标定与工件坐标系标定通常被称为工业机器人A.内部标定B.外部标定^自身标定D.局部标定4.机器人未端执行器的作业是在直角坐标空间进行的,其位姿X=（x.yozrg.g.g.）"也是在直角坐标空间描述的.这个空间叫作A.关节空间B.三维空间C.操作空间D.作业空间.当机器人接近奇异点时,笛卡儿空间动力学方程中的某些量趋于无穷大，动态性能A.不变B.稳定C收敛D.恶化.电位计式位移传感器可分为直线式电位计和A.曲线式电位计B.旋转式电位计C.推拉式电位计D.滑动式电位计.交流电动机的矢量控制实现了磁通和转矩的A.静态控制.线性控制C.同步控制D.解耦控制。.保证系统能够正常工作的首要条件是A.系统收敛B.系统稳定C.系统发散D.系统平衡.无论系统处于任何初始状态,只要系统的能量是耗散的,其最终必定会达到A.平衡点B.原点C.零点D.奇异点.机械手擦拭玻璃表面时,手臂无法穿过该表面.即存在A.人工约束B.附加约束㈡自然约束D.机械约束第二部分非选择题二、填空题:本大题共10空,每空1分,共10分。.最常用的坐标结构机器人为笛卡儿坐标机器人、▲坐标机器人、球面坐标机器人、全旋转关节式机器人和选择性柔性装配机器人。.人的手臂（大臂.小臂.手腕）共有一▲个自由度。.安装方式是指机器人_▲安装的工作场合的形式。.欧拉角是用来确定定点转动刚体位置的_▲个独立角参量。.在关节空间进行规划时，是直接将关节变量表示为_▲的函数.并规划它的一阶和二阶时间导数。.雅可比矩阵的行数等于机器人在笛卡儿空间的_▲数目。.机器人包含多个自由度.每个自由度均包含一个伺服机构，在控制过程中,各个关节必须协调运动，组成--个_▲的控制系统。.机器人传感器的作用是给机器人提供必要的信息,根据传感器采集信息的_▲可分为内部传感器和外部传感器。.李雅普诺夫稳定性定理仅是系统稳定的一个一▲条件。.机器人控制中速度信号可以通过位置信号的_▲得到。三、名词解释题:本大题共6小题,每小题3分,共18分。.分辨率.连杆偏距d.+r.法兰坐标系..动力学正问题.点位控制.力控制四、简答题:本大题共7小题，每小题6分,共42分。.机器人按控制方式分为哪几类?.简述确定各个关节坐标系的2轴的规则。.列举三种关节空间中常用的轨迹规划方法。.简述对机器人的静力计算的内容。.简述电位计式位移传感器的优缺点。.简述气动驱动方式的优缺点。.简述李雅普诺夫函数必须满足的条件。五、计算题:本题10分。川.以胜；讨图听示为平面网连fl机器人,已即法机器人的和可比即降为:J=1小阳曲工£山|（优十依；n25jnml-必）I.—手品瑞币打『一（F-F。■杆K/-/.-Im（工cosPi+/.dFP.+4}1-H-4-fl-）J若F■\..\i.!?,M!,CJ审一求此叼七八就f部靖后门相3胞勃生肉J」始为学少1一—保稻两位小微）题式图工业机器人控制技术试题答案及评分参考（课程代码55477）一、单项选择题:本大题共10小题,每小题2分,共20分。.A.A3.B.D.B.A.C二、填空题:本大题共10空,每空1分,共10分。.圆柱.7.本体14.3.时间.自由度.多变量，.位置.充分.微分三、名词解释题:本大题共6小题,每小题3分,共18分。.分辨率是指机器人每根轴能够实现的最小移动距离或最小转动角度。（3分）.连杆偏距d.+：是指沿z轴从x,轴移动到x.+1轴的距离。（3分）.法兰坐标系又称为默认的工具坐标系,位于操作臂的连杆末端的法兰盘中心位置.是以法兰盘中心为参考的坐标系。（3分）24动力学正问题是指已知机器人各关节力（力矩）x,求机器人系统相应的运动参数，包括关节位移。、关节速度0和关节加速度日。（3分）25.点位控制即为点到点的控制,只对机器人末端执行器在操作空间某些特定的离散点上的位姿进行控制.对到达目标点的运动路径没有要求。（3分）26.力控制是指实现机械臂在--些受到位置约束的自由度上实现与环境之间接触力的控制。（3分）四、简答题:本大题共7小题,每小题6分,共42分。（1）伺服控制机器人。（3分）（2）非伺服机器人。（3分）（1）对于旋转关节,2轴即为关节的旋转轴线。（2分）（2）对于移动关节,轴为关节沿直线的平移运动方向。（2分）⑶将沿第i+1个关节的轴线定义为乙坐标轴其下标记作i。（2分）（1）三次多项式插值法。（2分）（2）高次多项式插值法。（2分）（3）抛物线拟合函数。（2分）假定各关节“锁定".机器人成为一个结构固定的机构.（2分）该“锁定”用的关节力（力矩）与末端所支持的载荷或受到外界环境作用力取得静力平衡。（2分）求解这种“锁定"用的关节力（力矩）或求解在已知关节驱动力（力矩）作用下的末端输出力。（2分）（1）优点:性能稳定、结构简单、尺寸小、精度高,输人/输出关系可以是线性的。也可以根据需要选择--定函数关系的输入/输出特性。它的输出信号选择范围很大,只需要改变基准电压就可以得到较大或较小的输出电压。（3分）（2）缺点:由于滑动触点和电阻器表面的磨损，导致电位器的可靠性和寿命受到了影响，使得其在机器人上的应用有一定的局限性。（3分）（1）优点:成本低、结构简单。（3分）（2）缺点:难以实现精确控制,应用范围有限。（3分）（1）函数本身是正定的。（3分）（2）函数对时间的导数是半负定的。（3分）五、计算题:本题10分。器,群;该机器人的力推可比蚯建为:—fI留:曲। 力j 强~f: 十〃；厂！L 4里口〔仇一仇） 宿十也〕根据"=』Fj'7.1f11sinrf： 4-19^IL