机械电子工程实验教程

1绪论

1．1实验的内涵及意义

1．2机械电子工程实验课程的体系和内容

1．2．1基本实验

1．2．2综合性、设计性、创新性实验

1．2．3虚拟实验

1．2．4课外科技实践

1．3机械电子工程实验课程的要求

2机电系统中的常用驱动器及传动机构

2．1直流伺服电动机

2．1．1直流伺服电动机的工作原理

2．1．2直流伺服电动机的调速方式

2．1．3直流伺服电动机的PWM调速控制系统

2．2交流伺服电动机

2．2．1永磁同步交流伺服电动机

2．2．2交流伺服电动机的变频调速

2．2．3SPWM波调制

2．2．4微机控制的SPWM控制模式

2．2．5交流伺服电动机的矢量控制

2．3步进电动机

2．3．1步进电动机的工作原理

2．3．2步进电动机的主要特性

2．3．3步进电动机的结构类型

2．3．4步进电动机的控制

2．3．5基于单片机的步进电动机控制

2．4运动控制系统中的传动机构

2．4．1精密齿轮传动

2．4．2滚珠丝杆螺母副

2．4．3挠性传动

3机电系统中控制器原理与基本实验

3．1机电系统中常用控制器分类

3．2传感器技术

3．2．1传感器概念及其分类

3．2．2传感器的性能指标

3．2．3机电控制系统中常用的传感器

3．2．4传感器的选用原则

3．3基于PROTEus的单片机系统仿真

3．3．1概述

3．3．2电路原理图设计

3．3．3电路仿真实验

3．4可编程序控制器

3．4．1CPU224xP及编程软件认识实验

3．4．2S7200基本指令实验

3．4．3子程序、中断程序练习指令

3．5工业控制机

3．5．1工控机数据采集实验

3．5．2基于工控机的CAN总线控制认识实验

3．6闭环控制系统的基本组成与控制原理.

3．6．1控制元件

3．6．2作用量和被控量

3．6．3对闭环控制系统的要求

4综合性、设计性、创新性实验

4．1单片机实验

4．1．18251串口实验

4．1．2A／D和D／A转换实验

4．1．3单片机步进电动机控制实验

4．1．4直流电动机控制与测速实验

4．2直流电动机DSP控制实验

4．3PLC实验

4．3．1PLC控制迷你相扑机器人实验

4．3．2数控机床的PLC控制实验

4．4ARM实验

4．4．1概述

4．4．2ARM92440EP实验箱

4．4．3C语言编程实验

4．4．4I／0接口实验

4．4．5ARM串口通信实验

4．5机器人系统控制实验

4．5．1机器视觉实验

4．5．2二维插补原理及实现实验

4．5．3数控代码编程实验

4．6直流伺服位置控制实验

4．7基于IPC机的电磁振动定量给料系统设计实验

4．8基于单片机的电磁振动定量给料系统设计实验

4．9惯性振动机停机减振系统设计实验

4．10基于单片机的电磁振动给料机定振幅控制设计实验

5虚拟实验

5．1MATIAB基础

5．1．1MATIAB的操作界面

5．1．2MATLAB的帮助界面

5．1．3MATIAB定义的常用特殊变量

5．1．4MATIAB操作的注意事项

5．2机械工程控制系统的数学模型

5．3机械工程控制系统的时域分析

5．4机械工程控制系统的根轨迹分析

5．5机械工程控制系统的频域分析

5．6机械工程控制系统的设计与校正

5．7离散控制系统

5．8现代控制理论基础

5．9S7200仿真软件认识及模块扩展地址分配虚拟实验

5．10FD200学习虚拟实验

5．11“乐高”机电一体化系统设计实验

6课外科技实践

6．1运动控制器的调整

6．2移动机器人的串口通信控制

6．3“乐高”创意设计与制作

附表机械电子工程实验报告(样式)

参考文献

　　本书是在机械电子工程系列课程实验教学体系与内容改革研究和实践的基础上编写的，以培养学生的创新能力为目标，按实验课程自身的体系引导学生掌握机械基础实验的基本原理、基本技能和方法。书中分别以单片机、DSP、PLC等为核心设计了综合性、设计性、创新性实验。　　本书可作为高等工科学校机械基础课程的实验教材。　　本书是在机械电子工程系列课程实验教学体系与内容改革研究和实践的基础上编写的，以培养学生的创新能力为目标，按实验课程自身的体系引导学生掌握机械基础实验的基本原理、基本技能和方法。　　本书阐述了机械电子工程实验的意义和要求，构建了机械电子工程实验的体系，介绍了机械电子工程实验的基础知识。书中分别以单片机、DSP、PLC等为核心设计了综合性、设计性、创新性实验。此外还设计了虚拟实验，包括经典控制理论虚拟实验、现代控制理论虚拟实验、S7-200仿真软件认识及模块扩展地址分配虚拟实验、TD200学习虚拟实验等。作为课内实验的拓展，本书还给出了运动控制器的调整实验、移动机器人的串口通信控制、“乐高”创意设计与制作等课外科技实践内容。　　本书可作为高等工科学校机械基础课程的实验教材，也可供有关教师、工程技术人员和科研人员参考。