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目 录 1

绪论 1

§1引言 1

§2机电一体化的基本概念 2

§3机电一体化的关键技术 3

§4机电一体化的未来趋向 6

第一部分微型计算机技术 13

第一章概论 13

§1.1.1控制与微型计算机 14

§1.1.2工业控制中的常用机型简介 18

§1.1.3微机实时控制系统的几种常用控制算法 25

第二章微机基本系统及扩展 33

§1.2.1 TP 801 A单板机功能扩展及接口编程 33

§1.2.2 MCS-51单片机基本系统及扩展 44

§1.2.3 MCS-96单片机8098基本系统及扩展 53

§1.2.4中断技术 69

§1.3.1 I/O口扩展及8255、8155芯片的应用 78

第三章微机应用接口技术 78

§1.3.2 8279键盘、显示器接口技术 85

§1.3.3前向通道中的接口技术 97

§1.3.4后向通道中的接口技术 105

第二部分机、电、液接口及控制技术 117

第一章交流调速控制技术 117

§2.1.1近代交流调速控制技术 117

§2.1.2电压型变频调速控制系统 121

§2.1.3 电流型变频调速控制系统与调试 123

§2.1.4 PWM型变频调速控制系统 127

§2.1.5单片机控制异步电机双闭环可逆SPWM变频调速系统 134

§2.1.6直线电动机 142

第二章现代电力电子器件应用技术 146

§2.2.1功率MOSFET的应用技术 146

§2.2.2可关断晶闸管门极控制技术 156

§2.2.3电力晶体管的驱动与保护技术 164

§2.2.4功率集成电路及其它新型电力电子器件 175

§2.3.1直流调速系统 184

第三章直流调速控制技术 184

§2.3.2微机控制的双闭环调速系统 195

第四章步进电机驱动技术与机械技术 205

§2.4.1步进电机的基本工作原理 205

§2.4.2步进电机的控制技术 211

§2.4.3机械传动机构 217

§2.4.4联轴器与螺纹防松技术 223

§2.5.1高精度位置控制执行器 237

第五章电液伺服技术 237

§2.5.2步进电机或直流电机控制的定量液动机 240

§2.5.3液压扭矩放大器 244

§2.5.4电液伺服阀 248

第六章常用机电系统动力学模型 258

§2.6.1力学系统动力学模型 258

§2.6.2电路网络系统动力学模型 260

§2.6.3控制电机动力学模型 264

§2.6.4液压元部件动力学模型 269

§2.6.5气动器件动力学模型 273

§2.6.6机械传动机构动力学模型 274

§2.6.7位置伺服系统动力学模型 283

第三部分传感器技术 287

第一章 电阻式传感器 287

§3.1.1变阻器式传感器 287

§3.1.2电阻应变式传感器 289

第二章涡流式传感器 296

§3.2.1涡流式传感器的传感原理 296

§3.2.2影响灵敏度的因素 298

§3.2.3几种涡流式传感器的应用 299

第三章旋转变压器 302

§3.3.1旋转变压器的结构和工作原理 302

§3.3.2旋转变压器的幅值工作状态 305

§3.3.3磁阻式多极旋转变压器 306

§3.3.4旋转变压器的应用及接口电路 307

第四章压电式传感器 314

§3.4.1压电式传感器的传感原理 314

§3.4.2几种压电式传感器的应用 319

§3.4.3压电式传感器的特点 322

§3.5.1螺管形差动变压器 324

第五章差动变压器 324

§3.5.2变气隙式山形及H形磁芯差动变压器 328

第六章测速发电机 330

§3.6.1概述 330

§3.6.2直流测速发电机 331

§3.6.3交流测速发电机 337

第七章感应同步器 340

§3.7.1感应同步器的种类 340

§3.7.2感应同步器的结构 343

§3.7.3感应同步器的工作原理 346

§3.7.4感应同步器的信号处理方式 347

第八章增量式编码器 350

§3.8.1编码器的工作原理及结构 350

§3.8.2编码器的电路原理 351

§3.8.3编码器的主要性能 358

第九章热电式传感器 359

§3.9.1热电偶的传感原理 359

§3.9.3热电偶自由端温度变化引起的误差补偿 362

§3.9.2对热电偶的要求 362

§3.9.4几种热电偶传感器的应用 364

第四部分滤波器与PID校正 367

第一章模拟滤波器（AF） 367

§4.1.1模拟滤波器的输入与输出关系 367

§4.1.2低通滤波器及其设计 369

§4.1.3高通滤波器及其设计 375

§4.1.4带通滤波器及其设计 380

§4.1.5带阻滤波器 384

§4.2.1低通（LP）DF的分析与设计 389

第二章数字滤波器（DF） 389

§4.2.2高通（HP）DF的设计 397

§4.2.3带通（BP）DF的分析与设计 398

§4.2.4带阻（BS）DF的设计 404

第三章模拟PID系统校正 406

§4.3.1 PI调节器 406

附录一数字滤波程序（DF.ASM） 408

§4.3.2 PD调节器 409

§4.3.3 PID调节器 412

§4.3.4几种典型的有源校正装置的传递函数与伯德图 415

第四章数字PID控制 420

§4.4.1数字PID控制模型 420

§4.42数字PID参数的整定 425

§4.4.3数字PID控制算式的发展 428

第五部分机电一体化系统可靠性技术 431

第一章微机系统干扰源及干扰抑制技术 431

§5.1 .1电源干扰及其抑制技术 431

§5.1.2过程通道干扰及其抑制技术 435

§5.1.3空间干扰及其抑制技术 442

第二章印制电路板的抗干扰技术 444

§ 5.2.1印制导线的特性阻抗 445

§5.2.2印制电路板的干扰抑制技术 446

§5.2.3印制电路板的安装及配线技术 451

§5.2.4印制电路板带电插拔时应注意的问题 453

§5.2.5 多层印制电路板的干扰抑制技术 454

第三章测控设备配线的抗干扰技术 457

§5.3.1“干净”线路与噪声污染线路隔离配线的抗干扰技术 457

§5.3.2信号线远离高压线配线抗电磁波干扰技术 461

§5.3.3测控设备机柜内外配线技术 464

§5.3.4测控系统的地线设计技术 467

§5.4.1测控系统受干扰后的危害 470

第四章软件抗干扰技术 470

§5.4.2实施软件抗干扰的必要条件 471

§5.4.3数据采集的软件抗干扰技术 472

§5.4.4程序运行失常的软件抗干扰技术 475

第五章 晶闸管应用电路的干扰及其抑制技术 478

§5.5.1晶闸管负载回路中的干扰及其抑制技术 478

§5.5.2晶闸管控制回路的干扰及其抑制技术 489

§5.6.1设备结构与电磁屏蔽技术 494

第六章 电磁屏蔽及抗静电干扰技术 494

§5.6.2静电放电干扰的抑制技术 496

附录二 PID算法程序（PID.ASM） 536

附录三 常用信号的傅立叶变换表 545

附录四 拉普拉斯逆变换表 554

附录五 典型序列的Z变换表 559

附录六常用传感器型号及生产厂家 562

参考文献 581