机电一体化系统设计

分類: 图书,工业技术,机械 仪表工业,机械学(机械设计基础理论),
作者: 陈荷娟编著
出 版 社: 北京理工大学出版社
出版时间: 2008-4-1字数: 395000版次: 1页数: 255印刷时间: 2008/04/01开本: 16开印次: 1纸张: 胶版纸I S B N : 9787564014582包装: 平装内容简介
本书以机电一体化系统分析和系统设计为主体框架,介绍机电一体化系统设计所必需的基本理论与关键技术的典型知识,强调机电一体化系统的整体性和技术集成性。内容包括机电一体化系统分析基础、系统建模与仿真、传感与接口技术、驱动系统设计、数字PID控制与智能控制技术、电磁兼容性及干扰抑制技术等。
本书可作为高等院校机械及机电类等专业的本科生、大专(高职)生教材,也可供相近专业的研究生、教师和科技人员参考。
本书从系统工程的观点出发,突出系统思想,强调系统的整体性和技术集成性,着重讨论机电一体化系统分析和系统设计的基本理论、数学建模、仿真以及相关的关键技术,通过机电有机结合的方法构造最佳机电一体化系统的设计理论和方法,目的是培养具有系统分析、项层设计能力的机电一体化系统设计人才。 本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,为适应机械电子工程、机械设计制造及自动化、机电一体化专业和其他相近专业的教学要求而编写的大学本、专科机电类教材,也可作为从事机械加工自动化的设计、制造与生产管理等相关技术人员知识更新的参考书。
目录
第1章 绪论
1.1 机电一体化系统含义
1.2 机电一体化系统的基本构成
1.2.1 机电一体化系统的构成及其要素
1.2.2 机电一体化系统构成要素的连接
1.3 机电一体化系统的关键技术
1.3.1 机电一体化工程与系统工程
1.3.2 机电一体化系统的关键技术
1.4 机电一体化系统发展趋势
思考题与习题
第2章 机电一体化系统分析基础
2.1 概述
2.2 系统工程方法论
2.2.1 系统研究基本方式
2.2.2 系统工程方法论
2.3 机电一体化系统分析的信息基础
2.3.1 数据与信息的基本概念
2.3.2 机电一体化通信系统基本模型
2.3.3 机电一体化系统的信息传输
2.4 机电一体化系统设计方法
2.4.1 系统设计原则
2.4.2 系统设计方法
2.4.3 机电一体化系统设计类型
2.4.4 机电一体化系统开发路线
思考题与习题
第3章 机电一体化系统建模与仿真
3.1 概述
3.2 机电一体化系统建模
3.2.1 机械系统建模
3.2.2 电路系统建模
3.2.3 机电模拟法
3.2.4 机电一体化系统建模
3.3 机电一体化系统数字仿真
3.3.1 机电一体化连续系统仿真模型建立及实现
3.3.2 机电一体化连续系统按环节离散化数字仿真
3.3.3 MATLAB/Simulink环境下的建模与仿真
思考题与习题
第4章 传感器与接口技术
4.1 传感器与接口电路的作用
4.2 传感器的分类
4.3 信号变换与传递过程描述
4.4 传感器接口电路中的噪声问题
4.4.1 噪声类型和特性
4.4.2 放大器等效噪声模型
4.5 传感器模拟信号电路分析
4.5.1有源敏感元件接口电路分析
4.5.2 参数式敏感元件接口电路分析
4.6 基本转换电路
4.6.1 分压转换电路
4.6.2 差分转换电路
4.6.3 非差分桥式转换电路
4.6.4 调频电路
4.6.5 脉冲调宽电路
4.7 常用传感器接口信号放大电路
4.7.1 放大器的技术指标
4.7.2 测量放大器
4.7.3 隔离放大器
4.7.4 可编程增益放大器
4.7.5 电荷放大器
4.8 传感器的数字变换与数字接口
4.8.1 多路转换开关转换结构形式
4.8.2 传感器模拟信号采样/保持的几个问题
4.8.3 开关信号与接口
4.8.4 脉冲计数方式接口
4.8.5 集成多路模拟开关应用
思考题与习题
第5章 机电一体化系统的驱动系统设计
5.1 概述
5.2 机械传动机构
5.2.1 典型载荷分析
5.2.2 负载的力矩特性
5.2.3 机械传动机构选择与设计
5.3 电驱动系统
5.3.1 概述
5.3.2 直流伺服电动机工作原理与运行特征
5.3.3 直流电动机的驱动电路
思考题与习题
第6章 机电一体化系统的控制技术
6.1 常规数字PID控制算法
6.1.1 PID控制的基本原理
6.1.2 数字PID算法
6.1.3 数字PID控制器的实现
6.2 数字PID的改进算法
6.3 数字PID参数整定
6.3.1 采样周期选择
6.3.2 扩充临界比例度整定法
6.3.3 扩充响应曲线整定法
6.4 机电一体化系统的智能技术
6.4.1 概述
6.4.2 专家控制系统
6.4.3 模糊控制系统
6.4.4 人工神经网络
思考题与习题
第7章 机电一体化系统的电磁兼容性设计
7.1 概述
7.1.1 电磁兼容及电磁兼容性定义
7.1.2 电磁兼容性设计中常用技术术语
7.1.3 电磁兼容性设计的目的
7.1.4 电磁兼容性设计基本内容
7.2 电磁干扰形式和电磁骚扰途径
7.2.1 电磁干扰概述
7.2.2 电磁噪声的耦合途径
7.3 电磁兼容性设计及干扰抑制技术
7.3.1 电磁兼容性控制技术
7.3.2 屏蔽技术
7.3.3 接地及搭接技术
7.3.4 滤波技术
7.3.5 低噪放大器设计问题
7.3.6 信号处理中的降噪问题
7.3.7 电源系统的抗干扰
7.3.8 数字信号线滤波器
思考题与习题
参考文献
书摘插图
第1章 绪论
1.1 机电—体化系统含义
机电一体化技术是指机械技术、电子技术、传感器测试技术、接口技术、信息技术、计算机技术、自动控制技术等相结合的一种综合性技术。
机电一体化系统是指具有机电一体化技术的一种新型的机电系统。应用机电一体化技术的机械产品就称为机电一体化产品。
从系统的观点看,机电一体化系统体现整体性,是一个由相互区别和相互作用的机械与电子部分有机地联结在一起,为同一目的完成某种功能的集合体。它包含物质、信息和运动三部分,在系统程序和电子电路的有序信息流控制下,形成物质和能量的有规则运动,在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低功耗上实现多种功能复合的最佳功能价值。因此,机电一体化技术不是机械技术、微电子技术、控制技术等其他新技术的简单组合或拼凑。机电一体化系统与传统机械产品、电气化机械产品和一般电子产品不同,后者的主要支撑技术是机械技术、电工技术,主要功能是代替或放大人的体力。但是,机电一体化系统,除了将微电子装置代替机械部件的功能外,还能够赋予产品新的功能,如自动监测、自动处理信息、自动调节与控制、自动诊断与保护、自动显示等等,它不仅是人的体力放大,还是人的肢体和感官与大脑的延伸,具有“智能化”的特征,这是机电一体化系统与机械电气化产品在功能上的根本区别。
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