《机器人控制器设计与编程》考试试卷**********大学2024～2025学年第（1）学期

消除误解，课程资料逐步公开。

复习资料：

Arduino-ESP32机器人控制器设计练习题汇总_arduino编程语言 题-CSDN博客

试卷样卷：

开卷考试，时间：

2024年11月16日 

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**********大学2024～2025学年第（1）学期

《机器人控制器设计与编程》考试试卷（A卷）

适用班级：********、********

试题总分：100 分  考试时限：100分钟  考试形式：开卷

题号	一	二	三	四	总分	阅卷人
得分

得分

• 单选题(每小题2分, 10题共20分。)

1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	1.10

1、设计机器人计时功能时，为了精确最好使用ESP32的哪个功能？

A、micros()                           B、Hardware Timer

C、millis()                             D、delay()

2、机器人项目使用ESP32控制电机，通常会选择哪种类型的电机？

A、步进电机             B、直流电机 C、伺服电机             D、以上都可能 3、机器人设计中8x8 LED点阵最适合用来显示什么类型的信息？ A、简单动画或图标       B、高清视频 C、复杂图形             D、文本信息

4、在机器人设计中，UART通信最常用于哪种情况？

A、高速数据传输         B、电机驱动

C、与其他设备通信       D、显示屏控制

5、机器人项目需无线传输大量数据，哪个通信模式更合适？

A、UART                B、Wi-Fi 

C、蓝牙                  D、SPI

6、MPU6050传感器集成了哪两种类型的传感器。

A、加速度计和磁力计     B、陀螺仪和磁力计    C、加速度计和陀螺仪     D、温度传感器和加速度计 7、机器人使用ESPUI库允许用户通过什么方式与ESP32进行交互？ A、命令行界面           B、蓝牙 C、红外线               D、图形用户界面 8、在移动机器人项目中，使用步进电机相比直流电机的优势是什么？ A、可靠性与寿命         B、精度 C、速度                 D、扭矩 9、在控制机器人沿任意指定弧度形状行驶时，哪个参数最为关键？ A、速度                 B、弧度的曲率 C、电机扭矩             D、转向角度 10、实现机器人电机速度闭环控制，需要将哪个传感器的信号反馈给控制器？ A、电机码盘             B、陀螺仪 C、距离传感器           D、加速度计

得分

二、判断题（每小题2分, 5题共10分。）

2.1	2.2	2.3	2.4	2.5

得分

1、巡线自动行驶物流机器人设计PID控制器主要用于控制行驶速度。

2、巡线自动行驶物流机器人必须配备GPS模块以实现自主导航。

3、巡线自动行驶过程机器人只需要保持沿线路行驶，无需考虑避障问题。

4、WiFi迷宫机器人项目ESP32可以同时处理WiFi通信和电机控制任务。

5、迷宫机器人项目为了实现精确的轨迹跟踪，必须采用闭环控制系统。

得分

三、多选题（每小题4分, 5题共20分。）

3.1	3.2	3.3	3.4	3.5

1、在迷宫机器人项目中，提高机器人行驶精度的措施包括哪些？

A、使用更高精度的传感器     B、增加电机的扭矩

C、优化PID控制器的参数     D、减小机械部件的间隙和摩擦

2、为了优化ESP32在机器人项目中的WiFi性能，可以采取的措施包括哪些？

A、使用高增益天线           B、减少WiFi干扰源

C、增加无线发射功率         D、选择合适的WiFi频道

3、MPU6050传感器在移动机器人项目中可以用于哪些场合？

A、姿态检测                 B、温度测量  

C、运动跟踪                 D、定位导航

4、EEPROM在机器人项目中可以用于存储哪些信息？

A、机器人标识               B、用户配置参数  

C、固件版本                 D、实时传感器数据

5、PID控制器通过哪些方式来纠正小车的行走轨迹？

A、实时监测电池电量         B、增加或减少电机扭矩  

C、改变电机转向             D、调整电机转速

• 设计编程题（每小题10分，5题共50分）

设计一个基于ESP32单片机的移动机器人控制系统，使其能够按照预定的路径进行行驶，包括走直线、走圆形、走任意曲线以及完成特定迷宫任务等。

1、机器人走直线的程序设计思路和流程图；（10分）

2、机器人走圆形的程序设计思路和流程图；（10分）

3、机器人走复杂曲线的程序设计思路和流程图；（10分）

设计思路和流程图应包含初始化、路径规划、电机控制、反馈调整等关键步骤。

                                  1 直线设计思路：

流程图：

                                  2 圆形设计思路：

流程图：

                                  3复杂曲线设计思路：

流程图：

4、迷宫与行驶路径如下图所示，通过编程实现将迷宫中的路径转为机器人的速度控制指令并使机器人能够完成在迷宫中的行驶任务，给出核心代码。（10分）

5、将机器人放入迷宫中，迷宫行驶路径已知，设计控制器使机器人从迷宫起点按给定路径行驶到终点，给出设计方案的思路和流程图。（10分）