第一章 机电一体化概论 1
1-1 机电一体化的基本概念 1
一、机电一体化的含义 1
二、机电一体化产品分类 2
1-2 机电一体化产品的组成及相关技术 2
一、组成 2
二、相关技术 4
1-3 机电一体化的重要地位和作用 5
习题与思考题 6
参考文献 6
一、传感器的分类 8
2-1 概论 8
第二章 检测与传感器 8
二、传感器的基本特性 9
三、传感器的发展方向 11
2-2 电阻应变片传感器 12
一、概述 12
二、应变片的基本结构与应变效应 13
三、应变片传感器的测量电路与温度补偿 14
四、应变片传感器的应用 16
2-3 电容式传感器 18
一、基本工作原理 18
二、常用测量电路 20
三、几个实际问题 23
四、电容传感器的应用 24
2-4 电感传感器 26
一、基本工作原理 26
二、差动变气隙式电感传感器 27
三、差动变压器式传感器 29
四、涡流传感器 32
2-5 压电传感器 34
一、石英晶体的压电效应 34
二、压电传感器的性能分析 36
三、压电传感器的应用 37
2-6 光电传感器 38
一、光敏电阻 39
二、光敏晶体管 41
三、光电传感器的类型 44
四、光电传感器的应用 44
2-7 其他检测技术 45
一、红外辐射检测 45
二、超声波检测 46
2-8 传感器的正确选择和使用 46
一、传感器的选择 46
二、传感器的正确使用 47
习题与思考题 49
参考文献 49
3-1 概论 50
一、接口的分类 50
第三章 接口技术及常用集成电路 50
二、接口在机电一体化产品中的作用 51
3-2 输入/输出接口及器件 51
一、输入/输出的控制方式 51
二、输入/输出接口的编址方式 53
三、典型的输入/输出接口器件及电路 55
3-3 设备接口 65
一、数字1/O电路 65
二、模拟1/0电路 67
三、执行装置接口 82
习题与思考题 86
参考文献 87
4-1 概述 88
第四章 控制器 88
4-2 单片微型计算世面 90
一、MCS-51系列单片机的组成结构 90
二、MCS-51系列单片机的指令系统 99
三、单片机的系统扩展 107
四、单片机的键盘和LED接口 113
4-3 工业控制微型计算机 121
一、工控机系统的技术要求 121
二、总线式工控机的系统结构 123
三、硬件组成原理与软件系统 124
四、STD总线 127
4-4 可编程序控制器 130
二、系统组成 132
一、可编程控制器的工作原理 132
三、PC的编程语言 136
四、指令系统 137
五、PC的系统设计方法 144
习题与思考题 144
参考文献 145
第五章 信息处理与软件基础 146
5-1 信息处理 146
一、信息概念 146
二、信息的表示与存储 146
三、信息处理 151
二、软件产品周期 153
一、软件发展过程 153
5-2 软件概论 153
三、软件方法和软件工具 154
5-3 程序设计概论 157
一、算法及其表示方法 157
二、程序设计方法 158
三、程序设计质量 159
四、程序设计工程化 161
五、程序结构设计 162
六、数据结构设计 162
5-4 软件结构的组织方法 163
一、模块接口法 164
二、分层设计法 165
参考文献 166
习题与思考题 166
第六章 自动控制技术 167
6-1 概述 167
一、自动控制技术在机电一体化产品中的作用 167
二、机电一体化产品的控制形式 167
三、自动控制技术的发展 168
6-2 经典控制技术 169
一、经典控制的基本概念 169
二、经典控制系统的分析和设计 170
6-3 计算机控制技术 173
一、计算机控制技术的基本概念 173
二、计算机控制系统的分析 176
三、计算机控制系统的数字控制器 185
四、计算机控制系统设计 189
五、计算机控制系统采样频率的选取 193
6-4 控制系统的仿真技术 194
一、仿真技术的基本概念 194
二、模拟计算机仿真技术 195
三、数字计算机仿真技术 203
6-5 数控技术 217
一、数控的基本概念 217
二、数控加工轨迹的控制原理 219
三、数控加工程序的编制 229
习题与思考题 236
参考文献 238
三、传动系统的分类 239
二、对传动系统的要求 239
第七章 传动技术 239
一、传动技术 239
7-1 概述 239
四、传动技术的发展 240
7-2 直流电动机传动系统 241
一、概述 241
二、直流电动机的可控硅驱动调速 244
三、直流电动机的PWM调速 250
四、直流力矩电动机和低惯量直流伺服电动机的应用 256
7-3 交流电动机传动系统 256
一、概述 256
二、交流变频调速 257
三、异步电动机的矢量控制简介 264
7-4 步进电动机传动系统 266
一、反应式步进电动机的结构和工作原理 266
二、步进电动机的特性 268
三、磁路混合式步进电动机 269
四、步进电动机的驱动电源 270
五、步进电动机的开环控制和闭环控制 276
六、步进电动机的选用原则和故障分析 278
7-5 直线电动机传动系统 279
一、直线电动机的结构和分类 279
二、直线电动机的工作原理 280
三、直线步进电动机 280
四、直线电动机应用举例 281
一、电动机功率的选择 282
7-6 电动机的选择方法 282
二、电动机额定转速的选择 283
三、电动机的转动惯量Jm与负载惯量JL 283
四、负载转矩的计算 284
五、电动机转矩的计算 284
7-7 液压传动简介 286
一、液压传动的工作原理和系统组成 286
二、动力元件和执行元件 287
三、控制元件 288
四、液压传动的基本回路 289
五、液压伺服系统举例 290
一、气压传动系统的工作原理和组成 291
7-8 气压传动简介 291
二、执行元件 292
三、控制元件 294
四、气压传动系统举例 294
习题与思考题 297
参考文献 297
第八章 精密机械技术 298
8-1 概述 298
一、机械结构参数对控制系统的影响 298
二、机电一体化产品精密机械设计的基本要求 300
8-2 机械传动 301
一、同步带传动 301
二、高速带传动 303
三、精密齿轮传动 304
四、谐波齿轮传动 308
五、滚珠螺旋传动 310
8-3 支承装置 312
一、标准滚动轴承 312
二、非标准滚动轴承 312
三、液体动压支承 316
四、液体静压支承 317
五、气体静压支承 318
六、磁力支承 318
习题与思考题 319
参考文献 320
9-2 机电一体化产品设计 321
一、机电一体化产品的机械设计 321
第九章 机电一体化产品设计及应用 321
9-1 概述 321
二、执行和传动机构的设计 323
三、机电一体化产品控制系统设计 325
9-3 机电一体化产品典型应用举例 327
一、工业机器人控制系统试验台 327
二、电脑绣花机改造 337
三、钻床数控改造 344
四、印刷电路板自动测试装置 349
习题与思考题 353
参考文献 353