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第1章 概述 1

1.1机电传动控制的目的和任务 1

1.2机电传动控制系统的发展 2

1.3机电传动控制系统的基本要素和功能 4

1.4控制系统的基本概念 6

1.5机电传动控制系统的设计方法 7

习题与思考题 9

第2章 机电传动控制的数学模型 10

2.1概述 10

2.1.1数学模型的概念 10

2.1.2机电控制系统数学模型的种类 11

2.2机械传动系统的数学模型 15

2.2.1机械移动系统 15

2.2.2机械转动系统 19

2.3电气传动系统的数学模型 21

2.3.1电路网络 21

2.3.2控制电动机 23

2.4机电系统相似模型 26

2.5机电一体化系统模型 30

2.5.1直流伺服电动机 31

2.5.2机械传动链 32

小结 36

习题与思考题 37

第3章 机电传动系统的驱动电动机 38

3.1直流电动机 38

3.1.1直流电动机的构造 38

3.1.2直流电动机的工作原理 39

3.1.3直流电动机的分类 40

3.1.4直流电动机的特性 40

3.1.5直流电动机的运行与控制 42

3.2三相异步电动机 43

3.2.1三相异步电动机的结构与转动原理 43

3.2.2三相异步电动机的电磁转矩与机械特性 47

3.2.3三相异步电动机的铭牌和技术数据 49

3.2.4三相异步电动机的选择 50

3.3单相异步电动机 51

3.3.1单相异步电动机的工作原理 52

3.3.2单相异步电动机的主要类型 53

3.3.3单相异步电动机的应用 55

3.4伺服电机 55

3.4.1直流伺服电机 56

3.4.2交流伺服电机 59

3.5步进电机 61

3.5.1步进电机的结构与工作原理 62

3.5.2反应式步进电机的特性 64

3.5.3驱动电源 67

3.6自整角机 68

3.6.1自整角机的结构与工作原理 68

3.6.2自整角机的误差分析与选用时应注意的问题 72

小结 72

习题与思考题 73

第4章 机电控制系统中的传感器技术 75

4.1传感器的组成及分类 75

4.1.1传感器的组成 75

4.1.2传感器的分类 76

4.2传感器的一般特性 77

4.2.1传感器的静态特性 77

4.2.2传感器的动态特性 79

4.3常用传感器及应用 79

4.3.1位移传感器 79

4.3.2速度传感器 85

4.3.3物位传感器 93

4.3.4压力传感器 95

4.3.5温度传感器 111

小结 124

习题与思考题 124

第5章 继电接触控制系统的设计 125

5.1常用低压电器 125

5.1.1电器的定义及分类 125

5.1.2电磁式电器的工作原理与结构特点 126

5.1.3电弧 128

5.1.4电器的基本特性 130

5.1.5常用低压电器的类型、结构及使用 132

5.2电气控制系统图 154

5.2.1电气控制系统图中的符号 155

5.2.2电气原理图 155

5.2.3电气安装图 156

5.3异步电动机的启动控制线路 158

5.3.1直接启动控制电路 158

5.3.2减压启动控制电路 161

5.4异步电动机的正反转控制线路 164

5.4.1电动机正、反转控制线路 164

5.4.2自动往复行程控制线路 165

5.5异步电动机的调速控制线路 167

5.5.1异步电动机的调速方法 167

5.5.2异步电动机的变极调速 167

5.6异步电动机的制动控制线路 170

5.6.1异步电动机的机械制动 170

5.6.2异步电动机的电气制动 171

5.7液压控制 176

5.8其他基本控制线路 177

5.8.1多地联锁控制 177

5.8.2顺序控制环节 178

小结 179

习题与思考题 179

第6章 可编程控制器原理 182

6.1概述 182

6.1.1可编程控制器的产生与发展 182

6.1.2可编程控制器的用途与特点 184

6.2可编程控制器的基本构成 186

6.2.1 PLC的控制功能 186

6.2.2 PLC系统的组成及功能 187

6.2.3 PLC的分类 191

6.2.4 PLC的性能指标 192

6.2.5 PLC的发展趋势及对工业发展的影响 193

6.3可编程控制器的工作原理及编程语言 195

6.3.1可编程控制器的等效电路 195

6.3.2 PLC的扫描技术 197

6.3.3 PLC的编程语言 201

6.4 FX2N系列可编程控制器的编程器件及基本指令 205

6.4.1 PLC内部的编程器件 205

6.4.2 PLC的基本指令 216

6.5 FX2N系列步进指令 226

6.5.1状态流程图的编制方法 226

6.5.2状态的详细动作说明 230

6.6 FX2N功能指令的使用 232

6.6.1功能指令形式 232

6.6.2程序流程指令 233

6.6.3算术运算指令 234

6.6.4比较指令 237

6.6.5特殊功能指令——传送指令MOV 239

6.6.6数制转换指令 239

6.6.7解码和编码指令 241

6.6.8数据输入、输出指令——七段译码指令SEGD 242

6.7 PLC控制系统的设计 243

6.7.1概述 243

6.7.2 PLC的编程方法及程序设计注意事项 251

小结 259

习题与思考题 259

第7章 机电传动控制系统 262

7.1机电传动控制系统的组成和分类 262

7.1.1机电传动控制系统的组成 262

7.1.2机电传动控制系统的分类 262

7.2直流传动控制系统 264

7.2.1概述 264

7.2.2直流电动机闭环调速系统 267

7.2.3直流电动机脉宽调速系统 277

7.3交流传动控制系统 285

7.3.1概述 285

7.3.2异步电动机的调压调速系统 286

7.3.3异步电动机的变频调速系统 291

7.4步进电动机的驱动与控制系统 300

7.4.1步进电动机的控制系统及功率驱动电源 300

7.4.2步进电动机的运行特性及影响因素 305

7.5单片机在机电传动系统中的应用 306

7.5.1组成高分辨率的数字触发器 307

7.5.2数字测速的实现 310

7.5.3单片机在交、直流调速系统中的应用 312

小结 317

习题与思考题 317

第8章 机电传动控制设计范例 320

8.1概述 320

8.1.1问题提出 320

8.1.2 PLC控制系统设计的基本步骤 320

8.1.3 PLC硬件系统设计 322

8.1.4 PLC软件系统设计 323

8.1.5 PLC控制系统设计的注意事项 324

8.2 PLC在机械手搬运控制系统中的应用 325

8.2.1机械结构和控制要求 325

8.2.2 PLC的I／O分配 326

8.2.3 PLC程序设计 327

8.3用PLC技术改造普通车床的电气控制系统 331

8.3.1 C650普通车床的电气控制要求 331

8.3.2 PLC控制电路 332

8.4皮带运输机的PLC控制系统设计 335

8.4.1皮带运输机的控制要求 335

8.4.2 PLC程序设计 336

小结 338

习题与思考题 339

参考文献 342