機(jī)電控制及自動化

內(nèi)容介紹

本書內(nèi)容注重系統(tǒng)性，書中既闡述了機(jī)電系統(tǒng)所涉及的基本概念和理論，又結(jié)合實(shí)例分析；既適于初學(xué)者循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)，又適于資深讀者有選擇地參閱。全書由6章構(gòu)成。第1、2章為基礎(chǔ)知識，主要介紹機(jī)電控制的基本概念，系統(tǒng)構(gòu)成及機(jī)電系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性；第3、4章介紹機(jī)電控制系統(tǒng)中常用的檢測元件和驅(qū)動元件；第5章介紹機(jī)電控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)計(jì)方法；第6章通過實(shí)例，幫助讀者深刻理解機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，將理論和實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來。

本書依據(jù)國家職業(yè)技能鑒定規(guī)范，參照深圳市電工、電梯、制冷(模塊化)技師職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)地闡述了機(jī)電控制系統(tǒng)的基本原理、方法與應(yīng)用，并從機(jī)電控制系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中涉及到的內(nèi)容，先后分別介紹了機(jī)電控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法、執(zhí)行元件和檢測元件等內(nèi)容，使讀者對機(jī)電系統(tǒng)的基本構(gòu)成、分析設(shè)計(jì)、常用控制算法及實(shí)現(xiàn)手段等有系統(tǒng)的認(rèn)識和了解，提高讀者綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力，為令后設(shè)計(jì)、開發(fā)新的機(jī)電控制系統(tǒng)或裝備奠定必要的技術(shù)基礎(chǔ)。

本書可用于電工等工種技師培訓(xùn)，同時可作為高等職業(yè)院校、技師學(xué)院機(jī)電工程專業(yè)的教材或參考書，也可供從事機(jī)電系統(tǒng)(產(chǎn)品)開發(fā)、維護(hù)的廣大科技人員閱讀。

序

前言

第1章 概論

1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的基本概念及發(fā)展概況

1.1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)

1.1.2 控制的基本概念

1.1.3 機(jī)電控制基本理論

1.1.4 機(jī)電控制系統(tǒng)的發(fā)展概況

1.2 機(jī)電控制系統(tǒng)的一般構(gòu)成

1.2.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的構(gòu)成

1.2.2 控制裝置

1.2.3 執(zhí)行裝置

1.2.4 傳感器

1.2.5 機(jī)械部分

l.3 機(jī)電控制系統(tǒng)的基本控制方式

1.3.1 開環(huán)控制方式

1.3.2 按偏差調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制方式

1.3.3 復(fù)合控制方式

1.4 機(jī)電控制系統(tǒng)的性能要求和指標(biāo)

1.4.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的性能要求

1.4.2 機(jī)電控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)

第2章 機(jī)電控制系統(tǒng)的分析方法

2.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念

2.1.2 系統(tǒng)的微分方程式

2.1.3 非線性數(shù)學(xué)模型的線性化

2.1.4 傳遞函數(shù)

2.1.5 典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)

2.1.6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 機(jī)電控制系統(tǒng)的時域分析

2.2.1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

2.2.2 系統(tǒng)的時域分析

2.3 控制系統(tǒng)的頻域分析

2.3.1 頻率特性和頻域分析

2.3.2 頻率特性和傳遞函數(shù)的關(guān)系

2.3.3 對數(shù)幅頻和對數(shù)相頻特性

2.3.4 漸近對數(shù)幅頻和相頻特性

2.4 典型環(huán)節(jié)波特圖

2.4.1 比例環(huán)節(jié)

2.4.2 積分環(huán)節(jié)

2.4.3 微分環(huán)節(jié)

2.4.4 延遲環(huán)節(jié)

2.4.5 慣性環(huán)節(jié)

2.4.6 振蕩環(huán)節(jié)

第3章 機(jī)電控制系統(tǒng)中的檢測技術(shù)

3.1 傳感器的組成及分類

3.1.1 傳感器的組成

3.1.2 傳感器的分類

3.1.3 傳感器的一般特性

3.2 常用位移傳感器及其應(yīng)用

3.2.1 電容式位移傳感器

3.2.2 電感式位移傳感器

3.2.3 旋轉(zhuǎn)變壓器

3.2.4 感應(yīng)同步器

3.2.5 光柵位移傳感器

3.2.6 磁柵位移傳感器

3.3 常用速度傳感器

3.3.1 直流測速機(jī)

3.3.2 光電式轉(zhuǎn)速傳感器

3.3.3 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器

3.3.4 霍爾式傳感器

3.4 力傳感器

3.4.1 電阻應(yīng)變式傳感器

3.4.2 壓電式傳感器

3.5 物位傳感器

3.5.1 液位傳感器

3.5.2 靜壓式液位傳感器

3.6 紅外、圖像與光纖傳感器

3.6.1 紅外傳感器

3.6.2 CCD圖像傳感器

3.6.3 光纖傳感器

第4章 機(jī)電控制系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置

4.1 概述

4.1.1 執(zhí)行裝置的構(gòu)成

4.1.2 執(zhí)行裝置的分類及特點(diǎn)

4.1.3 機(jī)電控制系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求

4.2 步進(jìn)電動機(jī)及其驅(qū)動

4.2.1 步進(jìn)電動機(jī)的基本工作原理

4.2.2 步進(jìn)電動機(jī)的基本特性

4.2.3 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動和控制

4.2.4 步進(jìn)電動機(jī)的微機(jī)控制

4.2.5 步進(jìn)電動機(jī)的選用

4.3 直流伺服電動機(jī)及控制

4.3.1 直流伺服電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其分類

4.3.2 直流伺服電動機(jī)工作原理

4.3.3 直流伺服電動機(jī)的要求及選用

4.3.4 直流伺服電動機(jī)的調(diào)速方法

4.3.5 晶體管直流脈寬(PWM)調(diào)速系統(tǒng)

4.4 交流伺服電動機(jī)及控制

4.4.1 交流伺服電動機(jī)的分類和特點(diǎn)

4.4.2 交流伺服電動機(jī)工作原理

4.4.3 交流伺服電動機(jī)的調(diào)速原理

4.4.4 交流變頻調(diào)速技術(shù)的分類與特點(diǎn)

4.4.5 脈寬調(diào)制(PWM)原理

4.4.6 弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器

4.4.7 交流伺服電動機(jī)的選擇

4.4.8 交流伺服電動機(jī)的發(fā)展方向

4.5 液壓控制系統(tǒng)

4.5.1 液壓傳動的基本原理

4.5.2 液壓系統(tǒng)的組成

4.5.3 液壓伺服系統(tǒng)

4.5.4 液壓系統(tǒng)的發(fā)展概況

4.5.5 液壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

4.6 氣動控制系統(tǒng)

4.6.1 氣動控制系統(tǒng)的一般構(gòu)成及特點(diǎn)

4.6.2 壓縮空氣的產(chǎn)生及凈化處理

4.6.3 氣動控制閥

4.6.4 氣動執(zhí)行元件

第5章 機(jī)電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制

5.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述

5.1.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成

5.1.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

5.1.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

5.2 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法

5.2.1 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法

5.2.2 Z變換

5.2.3 控制器的離散化方法

5.3 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的離散設(shè)計(jì)方法

5.3.1 離散設(shè)計(jì)法

5.3.2 最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.3.3 無紋波最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.3.4 非最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

5.4 PID控制算法

5.4.1 模擬PID調(diào)節(jié)器

5.4.2 PID算法的實(shí)現(xiàn)

5.4.3 PID算法的改進(jìn)

5.4.4 PID算式參數(shù)整定

5.5 機(jī)電控制系統(tǒng)中常用的微處理器

5.5.1 MCS--51系列單片微機(jī)

5.5.2 MCS--96系列單片微機(jī)

5.5.3 DSP

5.5.4 可編過程控制器

第6章 機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)實(shí)例

6.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟

6.1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃

6.1.2 機(jī)電控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)

6.2 摹于變頻器PID功能的PLC控制恒壓供水系統(tǒng)

6.2.1 概述

6.2.2 恒壓供水系統(tǒng)工作原理

6.2.3 恒壓供水系統(tǒng)性能

6.3 注塑機(jī)變頻微機(jī)控制系統(tǒng)

6.3.1 引言

6.3.2 注塑機(jī)變頻調(diào)速微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理及設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn)2100433B

第1章 機(jī)電控制技術(shù)與機(jī)電系統(tǒng)概述

1.1 機(jī)電控制技術(shù)

1.2 機(jī)電控制系統(tǒng)的基本要素和功能

1.2.1 機(jī)械裝置(結(jié)構(gòu)功能)

1.2.2 執(zhí)行器(驅(qū)動功能和能量轉(zhuǎn)換功能)

1.2.3 傳感器(檢測功能)

1.2.4 計(jì)算機(jī)(控制功能)

1.2.5 動力裝置(運(yùn)轉(zhuǎn)功能)

1.3 現(xiàn)代生產(chǎn)的三大類型

1.3.1 離散型制造工業(yè)及其發(fā)展過程

1.3.2 連續(xù)型流程工業(yè)及其發(fā)展過程

1.3.3 混合型制造工業(yè)

1.4 機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1.4.1 取代設(shè)計(jì)法2100433B