1绪论 1
1.1实验的内涵及意义 1
1.2机械电子工程实验课程的体系和内容 1
1.2.1基本实验 1
1.2.2综合性、设计性、创新性实验 2
1.2.3虚拟实验 3
1.2.4课外科技实践 3
1.3机械电子工程实验课程的要求 4
2机电系统中的常用驱动器及传动机构 5
2.1直流伺服电动机 5
2.1.1直流伺服电动机的工作原理 5
2.1.2直流伺服电动机的调速方式 6
2.1.3直流伺服电动机的PWM调速控制系统 7
2.2交流伺服电动机 9
2.2.1永磁同步交流伺服电动机 9
2.2.2交流伺服电动机的变频调速 11
2.2.3 SPWM波调制 11
2.2.4微机控制的SPWM控制模式 12
2.2.5交流伺服电动机的矢量控制 13
2.3步进电动机 14
2.3.1步进电动机的工作原理 14
2.3.2步进电动机的主要特性 14
2.3.3步进电动机的结构类型 15
2.3.4步进电动机的控制 16
2.3.5基于单片机的步进电动机控制 17
2.4运动控制系统中的传动机构 18
2.4.1精密齿轮传动 19
2.4.2滚珠丝杆螺母副 22
2.4.3挠性传动 25
3机电系统中控制器原理与基本实验 28
3.1机电系统中常用控制器分类 28
3.2传感器技术 29
3.2.1传感器概念及其分类 29
3.2.2传感器的性能指标 30
3.2.3机电控制系统中常用的传感器 31
3.2.4传感器的选用原则 40
3.3基于PROTEUS的单片机系统仿真 41
3.3.1概述 41
3.3.2电路原理图设计 47
3.3.3电路仿真实验 52
3.4可编程序控制器 57
3.4.1 CPU224XP及编程软件认识实验 57
3.4.2 S7-200基本指令实验 59
3.4.3子程序、中断程序练习指令 60
3.5工业控制机 64
3.5.1工控机数据采集实验 64
3.5.2基于工控机的CAN总线控制认识实验 68
3.6闭环控制系统的基本组成与控制原理 71
3.6.1控制元件 71
3.6.2作用量和被控量 72
3.6.3对闭环控制系统的要求 72
4综合性、设计性、创新性实验 73
4.1单片机实验 73
4.1.1 8251串口实验 73
4.1.2 A/D和D/A转换实验 78
4.1.3单片机步进电动机控制实验 82
4.1.4直流电动机控制与测速实验 84
4.2直流电动机DSP控制实验 86
4.3 PLC实验 91
4.3.1 PLC控制迷你相扑机器人实验 91
4.3.2数控机床的PLC控制实验 94
4.4 ARM实验 98
4.4.1概述 98
4.4.2 ARM9-2440EP实验箱 99
4.4.3 C语言编程实验 101
4.4.4 I/O接口实验 103
4.4.5 ARM串口通信实验 104
4.5机器人系统控制实验 106
4.5.1机器视觉实验 106
4.5.2二维插补原理及实现实验 112
4.5.3数控代码编程实验 122
4.6直流伺服位置控制实验 131
4.7基于IPC机的电磁振动定量给料系统设计实验 135
4.8基于单片机的电磁振动定量给料系统设计实验 138
4.9惯性振动机停机减振系统设计实验 140
4.10基于单片机的电磁振动给料机定振幅控制设计实验 143
5虚拟实验 146
5.1 MATLAB基础 146
5.1.1 MATLAB的操作界面 146
5.1.2 MATLAB的帮助界面 147
5.1.3 MATLAB定义的常用特殊变量 147
5.1.4 MATLAB操作的注意事项 147
5.2机械工程控制系统的数学模型 148
5.3机械工程控制系统的时域分析 150
5.4机械工程控制系统的根轨迹分析 153
5.5机械工程控制系统的频域分析 158
5.6机械工程控制系统的设计与校正 162
5.7离散控制系统 175
5.8现代控制理论基础 177
5.9 S7-200仿真软件认识及模块扩展地址分配虚拟实验 190
5.10 TD200学习虚拟实验 194
5.11“乐高”机电一体化系统设计实验 199
6课外科技实践 201
6.1运动控制器的调整 201
6.2移动机器人的串口通信控制 206
6.3“乐高”创意设计与制作 215
附表 机械电子工程实验报告（样式） 218
参考文献 220