机电一体化技术

第1章 概论 （1）

本章导读 （1）

1.1 机电一体化的基本概念 （1）

1.1.1 机电一体化系统的功能构成及定义 （1）

1.1.2 机电一体化系统的结构要素 （3）

1.1.3 机电一体化产品的分类 （7）

1.2 机电一体化关键技术 （8）

1.2.1 机械设计技术 （8）

1.2.2 计算机与信息处理技术 （8）

1.2.3 自动控制技术 （9）

1.2.4 传感与检测技术 （9）

1.2.5 执行与驱动技术 （9）

1.2.6 机电一体化总体设计技术 （10）

1.3 机电一体化的发展概况 （10）

1.3.1 机械技术发展的总趋势 （11）

1.3.2 国内外机电一体化发展状况 （11）

1.3.3 机电一体化技术的发展趋势 （12）

本章小结 （13）

思考练习 （14）

第2章 机械系统设计技术 （15）

本章导读 （15）

2.1 机械设计概述 （15）

2.1.1 机电一体化对机械系统的要求 （16）

2.1.2 机械系统的组成 （16）

2.1.3 机械参数对系统性能的影响 （17）

2.2 传动机构的设计 （18）

2.2.1 机械传动装置 （19）

2.2.2 传动方式的选择 （27）

2.3 支撑导向部件的设计 （29）

2.3.1 导向支撑部件 （29）

2.3.2 轴系支撑部件 （34）

2.3.3 旋转支撑部件 （43）

2.3.4 机架与机座 （46）

2.4 执行机构的设计 （48）

2.4.1 微动机构 （48）

2.4.2 定位机构 （50）

2.5 部件应用实例 （51）

2.5.1 齿轮变速机构电动机的选择 （51）

2.5.2 数控机床回转刀架 （52）

2.5.3 工业机器人末端执行器 （54）

本章小结 （57）

思考练习 （57）

第3章 机电一体化检测与传感技术 （58）

本章导读 （58）

3.1 概述 （58）

3.1.1 检测系统的组成 （58）

3.1.2 信号的传输与处理 （59）

3.2 传感器的组成和分类 （59）

3.2.1 传感器的组成 （59）

3.2.2 传感器的分类 （60）

3.2.3 传感器的性能指标及选用原则 （62）

3.3 常见传感器及其工作原理 （64）

3.3.1 光电编码器 （64）

3.3.2 光栅尺 （68）

3.3.3 电阻应变计 （70）

3.3.4 温度传感器 （73）

3.3.5 霍尔效应线位移传感器 （77）

3.3.6 超声波传感器 （78）

3.3.7 智能传感器 （78）

3.4 检测信号的采集与处理 （80）

3.4.1 传感信号的采样/保持 （81）

3.4.2 模拟信号的采集与处理 （81）

3.4.3 数字信号处理 （83）

3.4.4 信号调制与解调 （86）

3.5 传感器的应用 （92）

3.5.1 传感器信号的计算机检测技术 （93）

3.5.2 车载信息系统 （99）

本章小结 （101）

思考练习 （102）

第4章 接口设计概述 （103）

本章导读 （103）

4.1 接口设计概述 （103）

4.1.1 接口的基本概念 （103）

4.1.2 接口设计的任务及主要类型 （104）

4.1.3 接口设计的基本原则及要求 （105）

4.2 常用系统总线 （106）

4.3 人机接口设计 （107）

4.3.1 输入接口 （107）

4.3.2 输出接口 （110）

4.4 机电接口设计 （112）

4.4.1 输入接口 （113）

4.4.2 输出接口 （113）

本章小结 （114）

思考练习 （115）

第5章 机电一体化控制系统设计技术 （116）

本章导读 （116）

5.1 控制系统概述 （116）

5.1.1 控制系统的组成及其特点 （117）

5.1.2 控制系统的分类 （118）

5.1.3 控制系统的设计步骤 （119）

5.2 控制系统数学模型 （120）

5.2.1 输入/输出模型 （120）

5.2.2 状态模型 （122）

5.2.3 传递函数 （124）

5.2.4 方框图 （127）

5.3 系统的控制策略 （130）

5.3.1 传统控制策略 （130）

5.3.2 现代控制策略 （131）

5.3.3 智能控制策略 （134）

5.3.4 控制策略的相互渗透和结合 （137）

5.4 计算机控制技术系统设计 （139）

5.4.1 计算机控制技术的组成及特点 （139）

5.4.2 计算机控制系统的基本功能 （139）

5.4.3 计算机控制系统的基本组成 （140）

5.4.4 计算机控制装置及微机的选择 （141）

5.4.5 提高计算机控制装置的可靠性 （143）

5.5 数字控制器的设计 （145）

5.5.1 PID数字控制器 （145）

5.5.2 Smith数字控制器 （150）

5.5.3 最少拍无差系统的设计 （151）

本章小结 （154）

思考练习 （154）

第6章 机电液一体化系统的执行与伺服驱动技术 （156）

本章导读 （156）

6.1 概述 （156）

6.1.1 伺服系统简要介绍 （157）

6.1.2 执行元件的特点及类型 （159）

6.1.3 机电控制系统对执行元件的要求 （160）

6.2 液压执行元件的特性与选择方法 （161）

6.2.1 液压泵 （161）

6.2.2 液压缸 （164）

6.2.3 液压电动机 （166）

6.2.4 液压执行元件的选择方法 （167）

6.3 伺服系统中的驱动元件 （170）

6.3.1 驱动元件的分类和特点 （170）

6.3.2 步进电动机的工作原理及驱动方法 （171）

6.3.3 直流伺服电动机的工作原理及驱动方法（178）

6.3.4 交流伺服电动机的工作原理及驱动方法（184）

6.3.5 机电一体化系统常用控制用电动机性能比较（190）

本章小结 （192）

思考练习 （192）

第7章 多机网络与通信技术 （193）

本章导读 （193）

7.1 概述 （193）

7.1.1 基本概念和功能 （193）

7.1.2 分类 （194）

7.1.3 性能参数 （195）

7.2 多机系统总线 （196）

7.2.1 单总线 （197）

7.2.2 I2C总线 （200）

7.2.3 ULAN总线 （204）

7.2.4 位总线 （208）

……

第8章 机电一体化系统总体设计 （225）

第9章 机电一体化系统应用实例分析 （256）

参考文献 （289）

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