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第1章　机电控制技术概述 1

1.1　控制系统 1

1.1.1　控制的基本概念 1

1.1.2　控制系统概述 1

1.2　机电控制系统 5

1.2.1　机电控制系统概述 5

1.2.2　机电控制系统的基本要素 5

1.3　机电控制技术的发展 7

1.3.1　机电控制技术的发展概况 7

1.3.2　机电控制技术的发展趋势 8

1.4　机电控制技术的相关技术 9

1.5　机电控制技术的社会、技术和经济效益 10

本章小结 11

习题1 11

第2章　直流电动机 13

2.1　直流电动机的基本结构及工作原理 13

2.1.1　直流电动机的基本结构 13

2.1.2　直流电动机的工作原理 14

2.2　直流电动机的分类及铭牌参数 15

2.2.1　直流电动机的分类 15

2.2.2　直流电动机的铭牌参数 16

2.3　直流电动机的基本公式 18

2.3.1　直流电动机的感应电动势和电磁转矩 18

2.3.2　直流电动机的感应电动势平衡方程 18

2.3.3　直流电动机的功率平衡方程 19

2.3.4　直流电动机的转矩平衡方程 21

2.4　直流电动机的运行特性 22

2.4.1 直流电动机的工作特性 22

2.4.2　直流电动机的机械特性 24

2.5　直流电动机的启动 27

2.5.1　他励直流电动机的直接启动 27

2.5.2　他励直流电动机的电枢回路串入电阻启动 27

2.5.3　他励直流电动机的降低电源电压启动 28

2.6　直流电动机的制动 29

2.6.1　他励直流电动机的能耗制动 29

2.6.2　他励直流电动机的反接制动 29

2.6.3　他励直流电动机的回馈制动 31

2.7　直流电动机的调速 31

2.7.1　他励直流电动机的电枢回路串入电阻调速 32

2.7.2　他励直流电动机的降低电源电压调速 34

2.7.3　他励直流电动机的减弱磁通调速 35

2.8　直流电动机的使用 35

本章小结 37

习题2 37

第3章　三相交流异步电动机 39

3.1　三相交流异步电动机的基本结构及工作原理 39

3.1.1　三相交流异步电动机的基本结构 39

3.1.2　三相交流异步电动机的工作原理 41

3.1.3　三相交流异步电动机的铭牌参数 44

3.2　三相交流异步电动机的运行特性 46

3.2.1　三相交流异步电动机的固有机械特性 48

3.2.2　三相交流异步电动机的人为机械特性 49

3.3　三相交流异步电动机的启动 51

3.3.1　三相交流异步电动机的直接启动 51

3.3.2　三相交流异步电动机的降压启动 52

3.4　三相交流异步电动机的制动 53

3.4.1　三相交流异步电动机的能耗制动 53

3.4.2　三相交流异步电动机的反接制动 54

3.4.3　三相交流异步电动机的反馈制动 55

3.5　三相交流异步电动机的调速 55

3.5.1　三相交流异步电动机的变极调速 56

3.5.2　三相交流异步电动机的变转差率调速 57

3.5.3　三相交流异步电动机的变频调速 58

3.6　三相交流异步电动机的使用 59

本章小结 60

习题3 61

第4章　控制电机 62

4.1　控制电机的种类和特点 62

4.1.1　控制电机的种类 62

4.1.2　控制电机的特点 63

4.2　步进电动机 63

4.2.1　步进电动机的基本结构 63

4.2.2　步进电动机的工作原理 64

4.2.3　步进电动机的分类 66

4.2.4　步进电动机的驱动电源 67

4.2.5　步进电动机的主要性能指标和使用的基本原则 70

4.2.6　步进电动机的控制系统 72

4.3 自整角机 73

4.3.1　力矩式自整角机的工作原理 74

4.3.2　控制式自整角机的工作原理 74

4.4　伺服电动机 75

4.4.1　交流伺服电动机 75

4.4.2　直流伺服电动机 78

4.5　旋转变压器 79

4.5.1　旋转变压器的基本结构 79

4.5.2　旋转变压器的基本工作原理 80

4.5.3　旋转变压器的检测方法 80

4.5.4　旋转变压器的应用 81

本章小结 82

习题4 83

第5章　继电器一接触器基本控制电路 84

5.1 电气控制电路的基本知识 84

5.1.1　电气控制图纸 85

5.1.2　常用低压电器 86

5.1.3　电气控制电路的设计基础 100

5.1.4　电气控制电路的基本保护方法 101

5.2　三相交流异步电动机的基本控制电路 102

5.2.1　启动控制电路 102

5.2.2　正反转控制电路 102

5.2.3　自动往复控制电路 103

5.2.4　顺序控制电路 104

5.2.5　多地点控制电路 105

5.2.6　制动控制电路 105

5.3　三相交流异步电动机降压启动 107

5.3.1　定子串入电阻降压启动控制电路 107

5.3.2 自耦变压器降压启动控制电路 107

5.3.3　Y-△降压启动控制电路 108

5.4　继电器—接触器典型控制电路分析 109

本章小结 111

习题5 111

第6章　控制调速系统 112

6.1　直流调速系统 112

6.1.1　直流调速的基本知识 112

6.1.2　晶闸管—电动机直流调速系统 113

6.1.3　直流脉宽调速系统 118

6.2　交流调速系统 119

6.2.1　交流异步电动机调压调速系统 119

6.2.2　交流变频调速技术 121

6.3 调速系统的MATLAB/Simulink仿真 125

本章小结 131

习题6 132

第7章　可编程控制器及其应用 133

7.1　可编程控制器概述 133

7.1.1　可编程控制器的产生 133

7.1.2　PLC的硬件组成及特点 134

7.2　PLC的工作原理及分类 139

7.2.1　PLC的工作原理 139

7.2.2　PLC的分类 140

7.3　PLC的技术指标及应用领域 142

7.3.1 PLC的技术指标 142

7.3.2　PLC的应用领域 143

7.4 三菱FX2N系列PLC 144

7.4.1 三菱FX2N系列PLC的内部资源 144

7.4.2 三菱FX2N系列PLC的基本指令 151

7.4.3 三菱FX2N系列PLC的应用软件 157

7.5　PLC控制系统设计及应用实例 161

7.5.1　PLC控制系统设计 161

7.5.2 三菱FX2N系列PLC应用实例 164

本章小结 169

习题7 169

第8章 MCS-51系列单片机控制技术 171

8.1　MCS-51系列单片机的结构及工作原理 171

8.1.1　MCS-51系列单片机的结构 171

8.1.2　MCS-51系列单片机的工作原理 174

8.2　MCS-51系列单片机指令系统及语言设计 175

8.2.1　MCS-51系列单片机指令系统概述 175

8.2.2　MCS-51系列单片机寻址方式 176

8.2.3　MCS-51系列单片机汇编语言程序设计 179

8.3　MCS-51系列单片机存储器扩展 180

8.3.1　MCS-51系列单片机三总线的概念和构成 181

8.3.2　MCS-51系列单片机ROM扩展 182

8.3.3 MCS-51系列单片机RAM扩展 184

8.4　MCS-51系列单片机中断与中断系统 186

8.4.1　MCS-51系列单片机中断概述 186

8.4.2　MCS-51系列单片机中断系统 187

8.4.3　MCS-51系列单片机中断设置 188

8.5　MCS-51系列单片机定时／计数器 192

8.5.1　MCS-51系列单片机定时／计数器的结构和工作方式 193

8.5.2　MCS-51系列单片机定时／计数器的使用 196

8.6　MCS-51系列单片机的接口与应用 197

8.6.1 MCS-51系列单片机的A/D转换接口 198

8.6.2 MCS-51系列单片机的D/A转换接口 202

8.6.3　MCS-51系列单片机的键盘接口 205

8.6.4　MCS-51系列单片机的显示器接口 208

8.7　MCS-51系列单片机控制系统设计 212

本章小结 213

习题8 213

第9章　位置控制技术 214

9.1　常见的位置检测元件 214

9.1.1　感应同步器 215

9.1.2　光栅 219

9.1.3　磁栅 223

9.1.4　光电脉冲编码器 226

9.2　伺服系统 228

9.2.1　伺服系统概述 228

9.2.2　伺服系统的分类 232

9.3　位置控制技术在数控回转工作台中的应用 236

9.3.1　数控回转工作台的介绍 236

9.3.2　数控回转工作台的位置控制系统 238

本章小结 240

习题9 240

第10章　机电设备控制系统故障诊断 242

10.1　机电设备控制系统常见故障 242

10.2　提高机电设备控制系统可靠性 245

10.3　机电设备控制系统干扰抑制与处理 248

本章小结 251

习题10 251

参考文献 253