第1章 绪论 1
1.1机电一体化系统含义 1
1.2机电一体化系统的基本构成 1
1.2.1机电一体化系统的构成及其要素 1
1.2.2机电一体化系统构成要素的连接 3
1.3机电一体化系统的关键技术 4
1.3.1机电一体化工程与系统工程 4
1.3.2机电一体化系统的关键技术 6
1.4机电一体化系统发展趋势 7
思考题与习题 9
第2章 机电一体化系统分析基础 10
2.1概述 10
2.2系统工程方法论 10
2.2.1系统研究基本方式 10
2.2.2系统工程方法论 12
2.3机电一体化系统分析的信息基础 14
2.3.1数据与信息的基本概念 14
2.3.2机电一体化通信系统基本模型 16
2.3.3机电一体化系统的信息传输 18
2.4机电一体化系统设计方法 27
2.4.1系统设计原则 27
2.4.2系统设计方法 28
2.4.3机电一体化系统设计类型 29
2.4.4机电一体化系统开发路线 29
思考题与习题 29
第3章 机电一体化系统建模与仿真 30
3.1概述 30
3.2机电一体化系统建模 32
3.2.1机械系统建模 32
3.2.2电路系统建模 36
3.2.3机电模拟法 38
3.2.4机电一体化系统建模 41
3.3机电一体化系统数字仿真 48
3.3.1机电一体化连续系统仿真模型建立及实现 49
3.3.2机电一体化连续系统按环节离散化数字仿真 55
3.3.3MATLAB／Simulink环境下的建模与仿真 56
思考题与习题 64
第4章 传感器与接口技术 67
4.1传感器与接口电路的作用 67
4.2传感器的分类 67
4.3信号变换与传递过程描述 69
4.4传感器接口电路中的噪声问题 72
4.4.1噪声类型和特性 72
4.4.2放大器等效噪声模型 74
4.5传感器模拟信号电路分析 77
4.5.1有源敏感元件接口电路分析 77
4.5.2参数式敏感元件接口电路分析 82
4.6基本转换电路 94
4.6.1分压转换电路 94
4.6.2差分转换电路 96
4.6.3非差分桥式转换电路 96
4.6.4调频电路 97
4.6.5脉冲调宽电路 97
4.7常用传感器接口信号放大电路 98
4.7.1放大器的技术指标 98
4.7.2测量放大器 99
4.7.3隔离放大器 103
4.7.4可编程增益放大器 106
4.7.5电荷放大器 108
4.8传感器的数字变换与数字接口 109
4.8.1多路转换开关转换结构形式 109
4.8.2传感器模拟信号采样／保持的几个问题 111
4.8.3开关信号与接口 112
4.8.4脉冲计数方式接口 113
4.8.5集成多路模拟开关应用 113
思考题与习题 116
第5章 机电一体化系统的驱动系统设计 117
5.1概述 117
5.2机械传动机构 118
5.2.1典型载荷分析 118
5.2.2负载的力矩特性 123
5.2.3机械传动机构选择与设计 125
5.3电驱动系统 134
5.3.1概述 134
5.3.2直流伺服电动机工作原理与运行特征 136
5.3.3直流电动机的驱动电路 149
思考题与习题 153
第6章 机电一体化系统的控制技术 154
6.1常规数字PID控制算法 154
6.1.1PIDD控制的基本原理 154
6.1.2数字PID算法 164
6.1.3数字PID控制器的实现 166
6.2数字PID的改进算法 167
6.3数字PID参数整定 173
6.3.1采样周期选择 174
6.3.2扩充临界比例度整定法 174
6.3.3扩充响应曲线整定法 175
6.4机电一体化系统的智能技术 176
6.4.1概述 176
6.4.2专家控制系统 180
6.4.3模糊控制系统 189
6.4.4人工神经网络 198
思考题与习题 207
第7章 机电一体化系统的电磁兼容性设计 208
7.1概述 208
7.1.1电磁兼容及电磁兼容性定义 208
7.1.2电磁兼容性设计中常用技术术语 208
7.1.3电磁兼容性设计的目的 209
7.1.4电磁兼容性设计基本内容 209
7.2电磁干扰形式和电磁骚扰途径 213
7.2.1电磁干扰概述 213
7.2.2电磁噪声的耦合途径 214
7.3电磁兼容性设计及干扰抑制技术 230
7.3.1电磁兼容性控制技术 230
7.3.2屏蔽技术 232
7.3.3接地及搭接技术 239
7.3.4滤波技术 244
7.3.5低噪放大器设计问题 247
7.3.6信号处理中的降噪问题 250
7.3.7电源系统的抗干扰 253
7.3.8数字信号线滤波器 255
思考题与习题 255
参考文献 256