机电一体化技术 第2版

本书以机电一体化共性关键技术为基础，围绕各种技术的融合与综合运用构造知识体系，力求系统和全面地表述机电一体化技术的精髓与工程实践。本书突出产教融合，注重读者对机电一体化技术体系认知、机电一体化思维及机电一体化知识结构和能力的同步发展，可以使读者充分了解和掌握机电一体化技术的实质及机电一体化设计的理论和基本方法，从而能够运用相关共性关键技术进行机电一体化产品及机电一体化系统的分析、设计和开发。本书既可作为高等教育的专业教材，用于系统地学习机电一体化技术，也可作为工程技术人员在实际应用机电一体化技术过程中，对经常遇到的技术规范与难点问题进行求证和查询的参考书。

前言
第1章总论1
1.1机电一体化基本概念1
1.1.1机电一体化的定义1
1.1.2机电一体化产品的分类2
1.1.3机电一体化技术特点3
1.2机电一体化发展历程4
1.2.1发展阶段划分4
1.2.2国内外综述5
1.2.3技术发展趋势7
1.3机电一体化系统组成要素8
1.4机电一体化共性关键技术10
1.5机电一体化技术运用流程11
1.5.1可行性研究13
1.5.2系统设计14
1.5.3试验运行14
复习与思考14
第2章机械本体技术15
2.1概述15
2.2传动机构15
2.2.1传动机构的性能要求15
2.2.2丝杠螺母传动16
2.2.3齿轮传动21
2.2.4挠性传动25
2.2.5间歇传动27
2.3导向机构28
2.3.1性能要求与分类28
2.3.2滚动直线导轨29
2.3.3塑料导轨30
2.3.4流体静压导轨31
2.4执行机构32
2.4.1执行机构的基本要求32
2.4.2直线电动机33
2.4.3微动执行机构34
2.4.4工业机器人末端执行器36
2.4.5农业机器人末端执行器39
2.5轴系42
2.5.1轴系的性能要求与分类42
2.5.2滚动轴承43
2.5.3流体静压轴承43
2.5.4磁悬浮轴承45
2.6机座与机架45
2.7机构简图绘制46
复习与思考48
第3章电子技术应用基础49
3.1集成运算放大器49
3.1.1基本知识49
3.1.2信号运算52
3.1.3信号滤波57
3.2功率放大电路63
3.2.1功率放大电路的特点与分类63
3.2.2甲类功率放大电路64
3.2.3互补推挽乙类功率放大电路66
3.2.4集成功率放大器71
3.3直流稳压电源72
3.3.1工作原理73
3.3.2串联型稳压电路74
3.3.3辅助电源电路75
3.3.4串联型稳压电路的保护电路76
3.4组合与时序逻辑电路78
3.4.1组合逻辑电路的分析与设计78
3.4.2编码器80
3.4.3译码器83
3.4.4加法器85
3.4.5时序逻辑电路的分析与设计86
3.4.6寄存器88
3.4.7计数器90
3.5脉冲波形的产生和整形电路90
3.5.1单稳态触发器90
3.5.2施密特触发器93
3.5.3多谐振荡器95
复习与思考97
第4章传感与检测技术99
4.1概述99
4.2传感器的分类及特性100
4.2.1传感器的定义与作用100
4.2.2传感器的构成与分类100
4.2.3传感器特性102
4.2.4传感器的选用原则104
4.3常用传感器与传感元件105
4.3.1电阻式、电容式与电感式传感器105
4.3.2磁电式、压电式与热电式传感器110
4.3.3光电与光纤传感器114
4.3.4半导体传感器117
4.4信号预处理119
4.4.1信号放大119
4.4.2调制与解调121
4.4.3滤波122
4.4.4信号采样与保持124
4.5传感器的非线性补偿125
复习与思考127
第5章自动控制基础128
5.1概述128
5.1.1控制系统的组成128
5.1.2控制方式及特点129
5.1.3控制系统的分类130
5.1.4自动控制科学发展历程131
5.2控制系统数学模型132
5.2.1时域数学模型133
5.2.2复数域数学模型137
5.2.3典型元件数学模型139
5.2.4机械系统与电系统的模型相似147
5.3结构图与信号流图153
5.3.1结构图的组成与绘制153
5.3.2结构图的等效变换与简化155
5.3.3信号流图的组成与绘制160
5.3.4梅森增益公式164
5.4线性系统的分析167
5.4.1时域分析法167
5.4.2根轨迹法173
5.4.3频域分析法182
复习与思考187
第6章单片机190
6.1单片机基本知识190
6.2MCS-51系列单片机硬件和原理193
6.2.1基本结构193
6.2.2引脚及功能194
6.2.3存储器配置195
6.2.4中断与中断源197
6.2.5定时/计数198
6.3C51语言编程基础199
6.3.1C51语言特点及结构200
6.3.2C51语言基础知识200
6.3.3C51语言程序设计207
6.3.4应用程序示例211
6.4应用系统开发基本流程223
复习与思考230
第7章可编程逻辑控制器（PLC）231
7.1PLC基本知识231
7.1.1PLC的定义231
7.1.2工作原理231
7.1.3硬件结构233
7.1.4输入/输出（I/O）模块234
7.2编程语言与基本指令235
7.2.1编程语言235
7.2.2基本指令237
7.3状态转移图及编程方法241
7.3.1状态转移图与步进梯形图241
7.3.2多流程步进顺序控制242
7.3.3状态转移图应用示例243
7.4梯形图的C语言描述及应用249
7.4.1常见开关逻辑的C语言描述249
7.4.2脉冲程序的C语言描述250
7.4.3定时器与计数器的C语言程序252
7.4.4顺序控制的C语言描述及应用253
复习与思考257
第8章伺服驱动技术259
8.1概述259
8.1.1伺服驱动的定义259
8.1.2伺服系统的分类260
8.2执行元件262
8.2.1分类与特点262
8.2.2步进电动机265
8.2.3直流伺服电动机270
8.2.4交流伺服电动机274
8.3电动机的控制与驱动275
8.3.1步进电动机的控制与驱动275
8.3.2直流伺服电动机的控制与驱动280
8.3.3交流伺服电动机的控制与驱动284
8.4伺服驱动系统设计288
8.4.1系统设计方法与控制方式288
8.4.2调节器校正290
8.4.3单环位置伺服系统290
8.4.4双环位置伺服系统291
8.4.5三环位置伺服系统292
8.4.6复合控制的伺服系统293
8.5伺服驱动技术示例293
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