机电一体化技术(普通高等教育电气信息类规划教材)

本书详细介绍了机电一 体化技术的相关技术，共8 章。第1章是机电一体化技 术的概述部分，讲解了机电 一体化技术概念、产品分类 、技术组成、技术发展现状 及发展趋势等内容；第2章 为机械技术，重点讲解机械 系统组成，机械系统建模（ 以传动系统为例），典型的 传动机构、导向机构和执行 机构；第3章为计算机控制 技术，重点讲解计算机控制 系统的组成、特点，典型的 计算机控制系统，典型的工 业控制计算机（Arduino、 PLC、IPC）工作原理及其实 例应用；第4章为PID控制 技术，重点讲解典型的PID 控制算法（位置型算法和增 量型算法）、PID各参数对 控制系统的影响规律，以 Arduino为控制器讲解了液 位PID算法程序；第5章为 传感器技术，重点讲解机械 量测量传感器，包括位置、 位移、速度、力矩测量传感 器；第6章为伺服技术，讲 解了伺服概念、分类，伺服 系统的组成和要求，重点讲 解了步进电动机的组成、工 作原理、驱动器与步进电动 机的使用方法，交流伺服电 动机的基本工作原理及伺服 驱动器；第7章为MCGS组 态软件技术，介绍了MCGS 组态软件，以液位控制为实 例重点讲解了MCGS如何构 建上位机程序；第8章为典 型机电一体化产品——工业 机器人，介绍了工业机器人 的分类、组成、控制系统及 编程。 本书可作为普通高等院 校和高职高专机械工程、电 子工程、工业工程、农业机 械化工程、机电一体化工程 等相关专业的教材，也可作 为机电一体化专业技术人员 的学习和参考用书。

前言 第1章 绪论 1.1 机电一体化技术概述 1.1.1 基本概念 1.1.2 机电一体化产品分类 1.2 国内外机电一体化发展现状 1.2.1 国外机电一体化发展现状 1.2.2 国内机电一体化发展现状 1.3 机电一体化技术基本组成 1.4 机电一体化技术体系 1.5 机电一体化技术发展趋势 习题 第2章 机械系统设计理论 2.1 概述 2.1.1 机电一体化对机械系统的基本要求 2.1.2 机械系统的组成 2.1.3 机械系统的设计思想 2.2 机械系统性能分析 2.2.1 数学模型的建立 2.2.2 力学性能参数对系统性能的影响 2.3 传动机构 2.3.1 机电一体化系统对机械传动的要求 2.3.2 无侧隙齿轮传动机构 2.3.3 谐波齿轮传动机构 2.3.4 滚珠花键传动机构 2.3.5 同步齿形带传动机构 2.3.6 滚珠丝杠螺母副传动机构 2.4 导向机构 2.4.1 导轨的分类和基本要求 2.4.2 滑动导轨 2.4.3 滚动导轨 2.4.4 导轨的润滑与防护 2.4.5 提高导轨耐磨性的措施 2.5 执行机构 2.5.1 执行机构的基本要求 2.5.2 微动执行机构 2.5.3 工业机械手末端执行器 习题 第3章 计算机控制技术 3.1 计算机控制系统 3.1.1 计算机控制系统概述 3.1.2 计算机控制系统的组成 3.1.3 计算机控制系统的特点 3.1.4 计算机控制系统的类型 3.2 工业控制计算机 3.2.1 工业控制计算机概述 3.2.2 工业控制计算机的特点 3.2.3 工业控制计算机的常用类型 3.3 Arduino 3.3.1 Arduino概述 3.3.2 Arduino硬件分类 3.3.3 Arduino IDE介绍 3.3.4 常用的Arduino第三方软件介绍 3.3.5 Arduino使用方法 3.3.6 Arduino应用实例 3.4 可编程序控制器 3.4.1 PLC概述 3.4.2 PLC的组成结构和工作原理 3.4.3 PLC应用实例 3.5 总线工业控制机 3.5.1 总线工业控制机的组成与特点 3.5.2 工控机的总线结构 3.5.3 工控机I/O模块 3.5.4 总线工控机I/O模块应用实例 习题 第4章 PID控制算法 4.1 PID控制的原理和特点 4.1.1 模拟PID 4.1.2 数字PID 4.2 PID各环节对控制系统的影响 4.3 数字PID参数整定方法 4.4 PID控制算法应用实例 4.4.1 单容水箱恒液位值控制 4.4.2 PID智能控制器 4.4.3 Arduino控制器 习题 第5章 检测技术 5.1 概述 5.1.1 传感器组成 5.1.2 机械量测量传感器 5.2 位置测量传感器 5.2.1 位置传感器的主要技术指标 5.2.2 常用的位置测量传感器 5.3 位移测量传感器 5.3.1 电感式位移传感器 5.3.2 电容式位移传感器 5.3.3 霍尔式位移传感器 5.3.4 光栅位移传感器 5.4 速度测量传感器 5.4.1 测速发电机 5.4.2 光电式转速传感器 5.4.3 机械式转速传感器 5.5 力、力矩测量传感器 5.5.1 电阻应变式力传感器 5.5.2 压电式测力传感器 5.5.3 电阻应变式力矩传感器 5.5.4 相位差式转矩测量仪表 习题 第6章 伺服技术 6.1 伺服概述 6.1.1 伺服的概念 6.1.2 伺服系统的分类 6.2 伺服系统的组成及要求 6.2.1 伺服系统的组成 6.2.2 伺服系统的基本要求 6.2.3 伺服电动机概述 6.3 步进电动机 6.3.1 步进电动机分类 6.3.2 步进电动机的工作原理 6.3.3 步进电动机的运行特性 6.3.4 步进电动机的选用 6.3.5 步进电动机的驱动器 6.4 伺服电动机 6.4.1 交流伺服电动机 6.4.2 交流伺服驱动器 6.4.3 伺服控制系统结构 习题 第7章 MCGS组态软件技术 7.1 MCGS组态软件概述 7.1.1 MCGS组态软件的系统构成 7.1.2 MCGS组态软件的工作方式 7.2 MCGS通用版组态软件初步 7.2.1 建立一个新工程 7.2.2 设计画面流程 7.3 让动画动起来 7.3.1 定义数据变量 7.3.2 动画连接 7.3.3 模拟设备 7.3.4 编写控制流程 7.4 报警显示与报警数据 7.4.1 定义报警 7.4.2 报警显示 7.4.3 报警数据 7.4.4 修改报警限值 7.4.5 报警动画 7.5 报表输出 7.5.1 实时报表 7.5.2 历史报表 7.6 曲线显示 7.6.1 实时曲线 7.6.2 历史趋势 7.7 安全机制 7.7.1 操作权限 7.7.2 系统权限管理 7.7.3 工程加密 7.8 设备在线调试 习题 第8章 典型机电一体化产品—工业机器人 8.1 工业机器人概述 8.1.1 工业机器人分类 8.1.2 工业机器人的基本组成及机能 8.1.3 工业机器人的主要技术参数 8.2 典型工业机器人组成 8.2.1 工业机器人本体 8.2.2 工业机器人控制系统 8.2.3 工业机器人编程 习题 参考文献