《機電一體化控制技術與系統》是2013年6月西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是計時鳴。
基本介紹
- 書名：機電一體化控制技術與系統
- 作者：計時鳴
- ISBN：9787560622385
- 定價：34元
- 出版社：西安電子科技大學出版社
- 出版時間：2013年6月
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書以機電一體化系統的組成為主線，系統介紹了機電一體化系統各主要組成部分及其控制技術和控制策略，並通過實例詳細介紹了機電一體化系統的設計方法。
全書共10章，內容包括：機電一體化概論、精密機械技術、工業控制計算機、基於單片機的控制器、可程式序控制器、感測器與計算機接口、動力驅動及其計算機控制、生產過程自動化技術、機電一體化系統的常用控制策略和機電一體化系統設計方法與實例。每章後均有習題與思考題，便於學生課後練習。
本書內容翔實、圖文並茂，注重理論聯繫工程設計與套用，將最新科研成果和發展動態融入教材內容之中，可作為機械工程及自動化、機械電子工程、機電控制工程、自動控制及相關機電類專業的高年級本科生、研究生教材，也可供相關工程技術人員參考。
目錄
第1章 機電一體化概論 1
1.1 機電一體化的概念 1
1.1.1 機電一體化的發展歷史 1
1.1.2 機電一體化系統的特徵 2
1.1.3 機電一體化的意義 5
1.2 機電一體化的技術基礎 6
1.2.1 機械設計和製造技術 6
1.2.2 微電子技術 6
1.2.3 感測器技術 6
1.2.4 軟體技術 7
1.2.5 通信技術 7
1.2.6 驅動技術 7
1.2.7 自動控制技術 7
1.2.8 系統技術 8
1.3 機電一體化的發展及套用概況 8
習題與思考題 10
第2章 精密機械技術 11
2.1 概述 11
2.1.1 機電一體化對機械系統的基本要求 11
2.1.2 機械系統的主要組成 12
2.2 傳動機構 12
2.2.1 傳動機構的性能要求 12
2.2.2 精密傳動機構——滾珠絲槓副 12
2.2.3 齒輪傳動 18
2.2.4 同步帶傳動 20
2.2.5 間歇傳動 22
2.3 導向機構 23
2.3.1 導軌副的組成及種類 23
2.3.2 導軌的基本要求 24
2.3.3 滑動導軌副 27
2.3.4 滾動直線導軌副和圓柱直線滾動導軌副 31
2.3.5 靜壓導軌副 33
2.4 執行機構 34
2.4.1 執行機構及其技術特點 34
2.4.2 電磁執行機構 34
2.4.3 壓電驅動器與超聲電機 39
2.4.4 微動機構 47
2.4.5 液壓機構 51
2.4.6 氣動機構 57
習題與思考題 62
第3章 工業控制計算機 64
3.1 概述 64
3.1.1 機電一體化對控制系統的基本要求 64
3.1.2 機電一體化控制系統的類型、特點與選用 64
3.2 工控機的特點、組成及匯流排 67
3.2.1 工控機及其特點 67
3.2.2 工控機的組成 67
3.2.3 工控機的ISA匯流排和PCI匯流排 69
3.3 工控機的主機板 79
3.4 工控機的接口卡 79
3.4.1 模擬量輸入/輸出卡 79
3.4.2 數字量輸入/輸出卡 85
3.4.3 運動控制卡 85
3.4.4 RS-232/RS-485模組 89
3.4.5 CAN匯流排接口卡 91
3.5 工業組態軟體 94
3.5.1 工業組態軟體簡介 94
3.5.2 工業組態軟體設計的基本步驟 96
3.5.3 工業組態軟體的設備連線與測試 96
3.5.4 工業組態軟體的報警顯示 97
3.5.5 工業組態軟體實現實時數據、歷史數據、實時曲線與歷史曲線的顯示 97
3.5.6 工業組態軟體的工程安全機制 97
3.6 工控機與組態軟體的套用 98
習題與思考題 99
第4章 基於單片機的控制器 101
4.1 MCS-51單片機 101
4.2 模擬數據採集 101
4.2.1 感測器 102
4.2.2 多路模擬開關 102
4.2.3 放大器 103
4.2.4 採樣/保持器 103
4.2.5 A/D轉換器及其與單片機接口 103
4.3 模擬數據輸出 112
4.4 功率輸出 115
4.4.1 功率電晶體接口 115
4.4.2 光電耦合器隔離 116
4.4.3 雙向晶閘管接口 117
4.5 單片機現場控制器 117
4.6 其他嵌入式處理器 119
習題與思考題 120
第5章 可程式序控制器 122
5.1 順序控制系統及其實現 122
5.1.1 順序控制系統 122
5.1.2 順序控制系統的實現 124
5.2 可程式序控制器基礎 124
5.2.1 可程式序控制器的結構及分類 124
5.2.2 可程式序控制器的輸入/輸出模組 127
5.2.3 可程式序控制器的工作機制 130
5.2.4 可程式序控制器的程式語言 131
5.2.5 與其他順序邏輯控制系統的比較 134
5.2.6 可程式序控制器的套用概況 135
5.3 三菱FX2N系列可程式序控制器及其指令系統 136
5.3.1 三菱可程式序控制器概述 136
5.3.2 三菱FX2N系列可程式序控制器的軟組件及其功能 138
5.3.3 三菱FX2N系列可程式序控制器的指令系統 147
5.4 可程式序控制器的基本套用 159
5.4.1 PLC控制系統設計的基本內容和步驟 159
5.4.2 編程方法及編程規則與技巧 160
5.4.3 常用和基本環節編程 163
5.4.4 套用實例 168
5.5 可程式序控制器的高級套用 173
5.5.1 可程式序控制器的通信及網路 173
5.5.2 可程式序控制器的人機界面 175
習題與思考題 176
第6章 感測器與計算機接口 179
6.1 概述 179
6.1.1 感測檢測裝置在機電一體化系統中的作用 179
6.1.2 感測檢測裝置的組成 179
6.2 機電一體化系統中的常用感測器 180
6.2.1 感測器的定義與分類 180
6.2.2 機電一體化系統中的常用感測器 180
6.2.3 智慧型感測器 193
6.3 感測器與計算機接口技術 194
6.3.1 數字型感測器與計算機的接口及實例 194
6.3.2 模擬型感測器與計算機的接口 195
習題與思考題 197
第7章 動力驅動及其計算機控制 198
7.1 概述 198
7.1.1 機電一體化系統中執行裝置的特點 198
7.1.2 電力電子技術在執行裝置中的套用 198
7.1.3 機電傳動系統建模 199
7.2 電力電子技術套用基礎 203
7.2.1 晶閘管及其驅動電路 203
7.2.2 功率電晶體及其驅動電路 206
7.2.3 功率場效應電晶體及其驅動電路 208
7.2.4 IGBT及其驅動電路 211
7.3 直流傳動控制系統 213
7.3.1 直流電機的晶閘管驅動控制 213
7.3.2 直流電機的全橋驅動控制 216
7.3.3 直流電機調速和伺服控制 217
7.4 交流傳動控制系統 218
7.4.1 交流電機控制原理 218
7.4.2 交流伺服電機的驅動原理 219
7.5 步進傳動控制系統 221
7.5.1 步進電機的原理和結構 221
7.5.2 步進電機控制 223
習題與思考題 226
第8章 生產過程自動化技術 228
8.1 概述 228
8.1.1 基本概念 228
8.1.2 自動化製造系統的常見類型 229
8.2 自動化加工設備 231
8.2.1 組合工具機 231
8.2.2 一般數控工具機 231
8.2.3 車削中心 232
8.2.4 加工中心 233
8.3 工件儲運系統 234
8.3.1 存儲設備 234
8.3.2 工件輸送裝置 239
8.4 檢驗過程自動化 253
8.4.1 概述 253
8.4.2 加工過程中的自動檢驗裝置 255
8.4.3 自動補償裝置 259
8.4.4 檢驗自動機 261
8.5 輔助設備 264
8.5.1 提升裝置 264
8.5.2 分路裝置 265
8.5.3 小零件的轉向和定向裝置 267
8.5.4 大零件的轉位裝置 269
8.5.5 斷屑裝置 271
8.6 自動化製造系統的控制系統 273
8.6.1 FMS的信息流 273
8.6.2 製造過程的協調控制 275
8.6.3 加工過程監控 279
8.7 計算機集成製造系統 279
8.7.1 基本定義 279
8.7.2 計算機集成製造系統的基本組成 279
8.7.3 計算機集成製造系統的遞階控制模式 282
習題與思考題 284
第9章 機電一體化系統的常用控制策略 285
9.1 模擬PID調節器 285
9.2 數字PID控制器 286
9.2.1 數字PID位置型控制算法 286
9.2.2 數字PID增量型控制算法 288
9.3 數字PID控制算法的改進 290
9.3.1 積分分離PID控制算法 290
9.3.2 遇限削弱積分PID控制算法 292
9.3.3 不完全微分PID控制算法 293
9.3.4 微分先行PID控制算法 295
9.3.5 帶死區的PID控制算法 296
9.4 數字PID控制技術的套用實例 297
9.4.1 直線電機的數字PID控制 297
9.4.2 運動控制系統中位置環數字PID控制算法的改進實現 300
9.5 其他智慧型控制 302
9.5.1 模糊控制 302
9.5.2 專家智慧型控制 317
9.5.3 自學習智慧型控制系統 318
9.5.4 基於神經網路的智慧型控制 318
習題與思考題 319
第10章 機電一體化系統設計方法與實例 320
10.1 機電一體化系統設計方法學概論 320
10.1.1 機電一體化系統設計原則 320
10.1.2 機電一體化系統設計類型 321
10.1.3 機電一體化系統設計方法 321
10.1.4 機電一體化系統設計步驟 322
10.1.5 機電一體化系統的性能評價 325
10.2 基於單片機的機電一體化控制系統設計案例 327
10.2.1 基於89C52 單片機的連續紙膠印機控制系統 327
10.2.2 基於P87C591單片機的溫室控制單元 329
10.2.3 基於壓力平衡原理的汽車燃油檢漏儀 330
10.3 基於PC機的機電一體化控制系統設計案例 332
10.3.1 基於機器視覺的晶振外殼缺陷線上抽檢系統 332
10.3.2 基於PC的並在線上床控制系統 334
10.3.3 基於PC的開放式數控系統 336
10.4 基於PLC的機電一體化控制系統設計案例 338
10.4.1 鍋爐膜式水冷壁管屏自動焊接生產線控制系統 338
10.4.2 氣動機械手控制系統 340
10.5 機器人及其控制系統設計案例 343
10.5.1 液壓挖掘機器人分散式測控系統 343
10.5.2 多自由度機器人的結構與控制系統 345
10.5.3 高速並在線上械手位置控制系統 346
10.6 機電一體化系統的綜合設計實例 349
10.6.1 數控五軸聯動雷射加工機 349
10.6.2 機器人智慧型關節 354
習題與思考題 363
參考文獻 365
