第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2机电一体化系统的基本构成 2
1.2.1机电一体化系统的构成及其要素 2
1.2.2系统要素的连接 4
1.3机电一体化系统的关键技术 5
1.3.1机电工程与系统工程 5
1.3.2机电一体化系统的关键技术 7
1.4机电一体化系统及其课程的发展 8
1.4.1机电一体化系统发展趋势 8
1.4.2课程的发展 10
思考题与习题 11
第2章 机电一体化系统分析基础 12
2.1概述 12
2.2系统工程方法论 12
2.2.1系统研究基本方式 12
2.2.2系统工程方法论 14
2.3机电一体化系统分析的信息基础 16
2.3.1数据与信息的基本概念 16
2.3.2机电一体化通信系统基本模型 18
2.3.3机电一体化系统的信息传输 20
2.4机电一体化系统设计方法 28
2.4.1系统设计原则 28
2.4.2系统设计方法 29
2.4.3机电一体化系统设计类型 30
2.4.4机电一体化系统开发路线 30
思考题与习题 31
第3章 机电一体化系统建模与仿真 32
3.1概述 32
3.2机电一体化系统建模 34
3.2.1机械系统建模 34
3.2.2电路系统建模 38
3.2.3机电模拟法 40
3.2.4机电一体化系统建模 43
3.3连续系统离散化与系统仿真模型 48
3.3.1连续系统仿真模型的建立 49
3.3.2连续系统按环节离散化 54
3.3.3系统模型类型 55
思考题与习题 56
第4章 传感器与接口技术 58
4.1传感器与接口电路的作用 58
4.2传感器的分类 58
4.3信号变换与传递过程描述 60
4.4传感器接口电路中的噪声问题 63
4.4.1噪声类型和特性 63
4.4.2放大器等效噪声模型 65
4.5传感器模拟信号电路分析 68
4.5.1有源敏感元件接口电路分析 68
4.5.2参数式敏感元件接口电路分析 72
4.6基本转换电路 84
4.6.1分压转换电路 84
4.6.2差分转换电路 85
4.6.3非差分桥式转换电路 86
4.6.4调频电路 86
4.6.5脉冲调宽电路 87
4.7常用传感器接口信号放大电路 87
4.7.1放大器的技术指标 87
4.7.2测量放大器 88
4.7.3隔离放大器 92
4.7.4可编程增益放大器 93
4.7.5电荷放大器 94
4.8传感器的数字变换与数字接口 95
4.8.1多路转换开关转换结构形式 95
4.8.2传感器模拟信号采样/保持的几个问题 97
4.8.3开关信号与接口 98
4.8.4脉冲计数方式接口 98
思考题与习题 101
第5章 驱动系统设计 102
5.1概述 102
5.2机械传动机构 103
5.2.1典型载荷分析 103
5.2.2负载的力矩特性 108
5.2.3机械传动机构选择与设计 110
5.3电驱动系统 119
5.3.1概述 119
5.3.2直流伺服电动机与驱动 120
5.3.3直流电动机的驱动电路 133
思考题与习题 136
第6章 机电一体化系统的控制技术 138
6.1常规数字PID控制算法 138
6.1.1 PID控制的基本原理 138
6.1.2数字PID算法 148
6.1.3数字PID控制器的实现 151
6.2数字PID的改进算法 152
6.3数字PID参数整定 158
6.3.1采样周期选择 158
6.3.2扩充临界比例度整定法 159
6.3.3扩充响应曲线整定法 160
6.4机电一体化系统的智能技术 161
6.4.1概述 161
6.4.2专家控制系统 165
6.4.3模糊控制系统 174
6.4.4人工神经网络 184
思考题与习题 192
第7章 机电一体化系统的电磁兼容性设计 193
7.1概述 193
7.1.1基本概念 193
7.1.2电磁兼容性设计的目的 196
7.1.3电磁兼容性设计基本内容和设计原则 196
7.2电磁骚扰类型和传导耦合 199
7.2.1电磁骚扰类型 199
7.2.2传导耦合分析 207
7.3电磁兼容性设计及干扰抑制技术 221
7.3.1电磁兼容性控制技术 221
7.3.2屏蔽技术 223
7.3.3接地及搭接 230
7.3.4滤波 236
7.3.5低噪放大器设计问题 238
7.3.6信号处理中的降噪问题 242
7.3.7电源系统的抗干扰 244
7.3.8数字信号线滤波器 246
思考题与习题 247
参考文献 248