机电一体化原理PDF电子书下载

第一章 机电一体化的基本原理 1

1.1 机电一体化的理论基础和技术基础 1

1.1.1 现代机械 1

1.1.2 机电一体化的理论基础 4

1.1.3 机电一体化的技术基础 5

1.2 现代机械匠机电一体化方法 7

1.2.1 机电一体化产品的分类 7

1.2.2 现代机械的机电一体化方向 7

1.3 现代机械产品中机电一体化技术应用实例 10

1.4 机电一体化系统的集成原理和方法 22

1.4.1 机电一体化系统的功能集成 22

1.4.2 硬件集成、信息流集成和机电集成 25

1.4.3 现代设计方法 25

1.4.4 系统设计的评价决策 26

思考题与习题 29

2.1.1 硬件基本组成及模式 30

2.1 硬件系统组成 30

第二章 机电一体控制系统硬件集成原理 30

2.1.2 控制系统基本组成 33

2.1.3 常用系统介绍 35

2.2 总线技术 41

2.2.1 开放式体系结构和总线系统 41

2.2.2 PC总线工控机 44

2.2.3 STD总线 47

2.3.1 基本原理 53

2.3 可编程逻辑器件 53

2.3.2 GAL的工作原理及开发 58

2.3.3 应用实例 61

2.4 开关量输出驱动电路及智能化功率集成电路 64

2.4.1 开关量输出驱动电路 64

2.4.2 智能化功率集成电路 67

2.4.3 典型电路介绍 69

思考题与习题 73

3.1.1 信息流和数据流 74

3.1 机电一体化系统的基本信息流 74

第三章 机电一体化系统信息流分析 74

3.1.2 机电一体化系统的基本信息流 75

3.1.3 数据流程图 76

3.1.4 信息流处理的过程 78

3.2 面向数据流的软件结构分析方法 78

3.2.1 面向数据流程图的结构设计 79

3.2.2 事务中心分析 82

3.2.3 信息流图的绘制及软件结构的评价 83

3.3 人机界面的输入/输出信息 85

3.3.1 人机界面的信息输入 86

3.3.2 控制语言的输入 87

3.3.3 图形输入方法 95

3.3.4 显示信息输出 100

3.4 测控信息的输入/输出 102

3.4.1 开关量检测信息输入 102

3.4.2 模拟量检测信息输入 104

3.4.3 交流检测信号的数字解码 108

3.4.4 控制信息输出 110

3.5 嵌入式软件和组态软件 111

3.5.1 嵌入式操作系统 112

3.5.2 工控组态软件 113

思考题与习题 114

第四章 伺服驱动机构 116

4.1 伺服控制系统分析 116

4.1.1 机电一体化系统的基本单元 116

4.1.2 反馈控制系统 118

4.1.3 运动控制分析 120

4.1.4 控制规律分解 122

4.2 直流伺服驱动 124

4.2.1 直流电机的驱动原理及特性 124

4.2.2 直流电机的闭环伺服驱动 125

4.2.3 微机控制直流伺服电机驱动系统 128

4.2.4 小功率伺服驱动芯片L292/L291/L290 131

4.2.5 伺服驱动专用芯片LM628 133

4.3.1 交流伺服电机的工作原理 134

4.3 交流伺服驱动 134

4.3.2 典型交流伺服驱动系统介绍 138

4.4 直接伺服驱动机构 139

4.4.1 直接伺服驱动系统 139

4.4.2 直接驱动电动机 142

4.4.3 直接驱动中的角度传感器 143

思考题与习题 143

第五章 机电集成原理 144

5.1 概述 144

5.1.1 机电集成的任务与焦点 144

5.1.2 机电一体化产品中的先进机械技术及先进机械部件 144

5.2 机械结构因素对伺服系统性能的影响 148

5.2.1 摩擦 149

5.2.2 间隙 151

5.2.3 结构弹性变形 154

5.3.1 电机及负载的转矩特性 157

5.3 机电部件的静态匹配 157

5.2.4 惯量 157

5.3.2 传动比的选择 159

5.3.3 传动比的分配 161

5.4 动力学分析与匹配 164

5.4.1 闭环系统 164

5.4.2 半闭环系统 166

5.4.3 闭环系统与弹性系统匹配 169

5.5.1 机械传动系统的误差 170

5.5 机电伺服系统的精度 170

5.5.2 闭环控制系统的误差 172

思考题与习题 173

第六章 机电系统数字控制算法 175

6.1 概述 175

6.2 DDC系统的基本概念 175

6.2.1 模数（A/D）和数模（D/A）转换 175

6.2.2 采样定理 176

6.2.3 Z变换 177

6.3.1 DDC系统的Z域分析 179

6.3 DDC系统分析 179

6.3.2 DDC系统的等效连续法分析 183

6.4 数字控制器设计与实现 187

6.4.1 数字控制器的设计 187

6.4.2 数字控制器的实现 189

6.4.3 字长问题 191

6.5 数字PID控制器 192

6.5.1 常规数字PID算法 192

6.5.2 数字PID变形算法 195

6.5.3 数字PID控制器参数选择 198

6.6 自适应控制 199

6.6.1 概述 199

6.6.2 闭环条件下对象模型的在线辨识 200

6.6.3 最小方差自校正调节器 201

6.6.4 极点配置自校正控制算法 202

思考题与习题 203

7.1.1 人工智能 205

7.1 人工智能与智能控制 205

第七章 智能控制与智能结构 205

7.1.2 人工智能的研究领域 206

7.1.3 人工智能与智能控制 207

7.1.4 智能控制程序设计语言 209

7.2 专家系统（ES） 210

7.2.1 专家系统的组成与分类 210

7.2.2 知识获取与知识表示 211

7.2.3 搜索与推理策略 212

7.2.4 专家系统的建立与工程应用 213

7.3 模糊控制 215

7.3.1 模糊控制系统的结构及其基本原理 215

7.3.2 模糊PID控制 217

7.4 人工神经网络控制 219

7.4.1 人工神经网络基本结构 219

7.4.2 神经元网络的训练学习与应用特点 220

7.5 智能材料系统与结构 223

思考题与习题 225

主要参考文献 227