機電一體化系統設計（簡體書）

本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，是在曾勵主編的《機電一體化系統設計》講義基礎上，引入近些年機電一體化技術的發展成果編寫而成。本書全面、系統地論述了機電一體化技術的基本原理、機電一體化系統的構成以及設計計算。全書除總論外共6章，內容包括：機電一體化技術及機電一體化系統的基本概念；機電一體化系統中的機械系統、檢測系統、控制系統、伺服系統及計算機接口設計等。本書注意理論與實踐的結合，增加計算分析實例，重視解決工程實際問題，且突出重點，層次分明，語言易懂，便于讀者自學。 本書可作為高等工科院校機械設計製造及其自動化專業的教材，也可作為高等職業學校、高等專科學校、成人高校相關專業的教材，還可供從事機電一體化產品設計、製造與研究的工程技術人員參考。

總論
0.1 概述
0.1.1 機電一體化的基本概念
0.1.2 機電一體化的技術體系
0.1.3 機電一體化系統的組成
0.2 機電一體化系統設計方法
0.2.1 機電一體化系統設計的理論基礎
0.2.2 機電一體化系統設計的特點
0.2.3 機電一體化系統設計技術
0.2.4 機電一體化系統設計的類型
0.2.5 機電一體化系統設計的方法
0.2.6 機電一體化系統的評價決策
0.3 機電一體化系統開發工程路線
習題
第1章 機械系統設計
1.1 概述
1.1.1 機械系統的組成
1.1.2 機械系統的基本要求
1.2 機械系統的結構設計
1.2.1 無側隙齒輪傳動機構
1.2.2 滾珠絲杠傳動機構
1.2.3 其他傳動機構
1.2.4 支承導向機構設計
1.2.5 執行機構設計
1.3 機械系統的主要動力參數計算
1.3.1 機械系統的負載計算
1.3.2 機械系統特性參數的計算
1.3.3 機械系統特性參數對機電一體化系統的影響
1.4 機械系統部件的選擇計算
1.4.1 齒輪傳動副的選擇計算
1.4.2 滾珠絲杠傳動副的選擇計算
1.4.3 滾動直線導軌副的選擇計算
1.5 機械系統執行電動機的選擇計算
1.5.1 執行電動機選擇計算步驟
1.5.2 執行電動機選擇計算實例
1.6 機械系統動力學特性分析
1.7 機械系統的設計計算實例
習題
第2章 檢測系統設計
2.1 概述
2.2 機電一體化系統常用傳感器
2.2.1 傳感器的組成及基本特性
2.2.2 機電一體化系統中常用傳感器
2.2.3 傳感器的選用
2.3 信號放大電路
2.3.1 高輸入阻抗放大器
2.3.2 高共模抑制比放大器
2.3.3 小信號雙線變送器
2.3.4 隔離放大器
2.3.5 程控增益放大器
2.4 信號變換電路
2.4.1 基本轉換電路
2.4.2 電平檢測及轉換電路
2.4.3 模擬信號變換電路
2.4.4 電壓與脈沖量間的變換電路
2.5 信號調制與解調電路
2.5.1 信號的調幅及其解調
2.5.2 信號的調頻及其解調
2.5.3 信號的相位調制及其解調
2.6 信號的濾波電路
2.6.1 濾波器的分類和基本參數
2.6.2 一階濾波器
2.6.3 二階有源濾波器
2.6.4 二階有源濾波器的設計
2.7 數字式傳感器信號檢測電路
2.7.1 多路信號的細分與辨向
2.7.2 電阻鏈移相細分與辨向
2.7.3 鎖相倍頻細分與辨向
2.7.4 脈沖填充細分與辨向
習題
第3章 控制系統設計
3.1 概述
3.2 控制系統的數學模型
3.2.1 機械系統的數學模型
3.2.2 電子與電氣環節的數學模型
3.2.3 典型位置隨動系統的數學模型
3.3 控制系統的性能分析
3.3.1 控制系統的穩定性分析
3.3.2 控制系統的穩態性分析
3.3.3 控制系統的動態性能分析
3.4 控制系統的綜合與校正
3.4.1 控制系統的串聯校正
3.4.2 控制系統的并聯校正
3.4.3 控制系統的復合校正
3.5 數字控制系統分析
3.5.1 控制信號的采樣與復原
3.5.2 z變換與z反變換
3.5.3 脈沖傳遞函數
3.5.4 數字(采樣)控制系統的性能分析
3.6 數字控制器設計
3.6.1 PID數字控制器設計
3.6.2 串級數字控制系統
3.6.3 前饋一反饋數字控制系統
3.6.4 數字控制器的直接設計方法
習題
第4章 機電一體化計算機接口設計
4.1 概述
4.1.1 人機交互通道及接口
4.1.2 計算機的過程輸入／輸出通道
4.1.3 接口設計應考慮的問題
4.2 人機接口設計
4.2.1 人機接口的類型及特點
4.2.2 人機輸入接口設計
4.2.3 人機輸出接口設計
4.3 過程輸入通道接口設計
4.3.1 任務與特點
4.3.2 模擬輸入通道接口設計
4.3.3 開關(數字)量輸入通道接口設計
4.4 過程輸出通道接口設計
4.4.1 任務與特點
4.4.2 模擬輸出通道接口設計
4.4.3 開關(數字)量輸出通道接口設計
習題
第5章 伺服系統設計
5.1 概述
5.1.1 伺服系統的基本結構
5.1.2 伺服系統的基本要求
5.1.3 伺服系統設計的內容和步驟
5.2 電力電子技術基礎
5.2.1 新型電力電子器件
5.2.2 晶閘管可控整流技術
5.2.3 脈寬調制功率變換技術
5.3 步進伺服系統設計
5.3.1 步進電機工作原理及其特性
5.3.2 步進電機的控制與驅動
5.3.3 步進伺服系統設計計算
5.4 直流伺服系統設計
5.4.1 直流伺服電機工作原理及類型
5.4.2 直流伺服電機的控制原理
5.4.3 晶閘管直流伺服電機調速系統
5.4.4 直流脈寬度調制型(PWM)伺服電機調速系統
5.4.5 直流位置伺服控制系統
5.4.6 直流伺服系統參數計算
5.5 交流伺服系統設計
5.5.1 交流伺服電機的種類和結構特點
5.5.2 交流伺服電機的控制與驅動
習題
第6章 典型機電一體化系統設計與分析
6.1 可編程控制(PLC)機電系統
6.2 數控步進伺服系統
6.3 電液伺服系統
6.4 計算機控制的直流可逆調速系統設計
習題
附表 電動機技術數據表
參考文獻