機電控制系統(tǒng)編輯推薦

《機電控制系統(tǒng)》主要內(nèi)容有機電控制系統(tǒng)概述、電力電子簡介、通用變頻器原理及功能、現(xiàn)場總線通信、PLC和變頻器的控制系統(tǒng)設(shè)計，既可以反映現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)，又能滿足工科學(xué)生的本科教學(xué)要求，能使學(xué)生學(xué)到應(yīng)用于生產(chǎn)第一線的先進知識，為畢業(yè)后進入社會打下扎實的基礎(chǔ)。

機械裝置運動到某一特定位置接通電源開關(guān)，完成另一個工作，就是最簡單的機電控制系統(tǒng)。如果再加上智能判別，就可以完成較復(fù)雜的工作。例如，你家別墅有個停車庫，當(dāng)你將車開到距離車庫門5米遠(yuǎn)的地方，地上的開關(guān)接通電源后，將車庫門開啟，你可以將車開入車庫中存好。如果加上智能判別，只有你和你的家人的車才可進入車庫，別人是不可能打開車庫門的。

本書內(nèi)容包括：機電控制系統(tǒng)的基本概念、組成及分類；機電控制系統(tǒng)的信號檢測及傳感器的選擇方法；機電控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及控制系統(tǒng)的分析方法；自動控制的基本規(guī)律及調(diào)節(jié)器；單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定方法；微機工業(yè)控制系統(tǒng)的組成；數(shù)字調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)；典型機電控制系統(tǒng)實例等。

本書參照勞動部頒發(fā)的中級技術(shù)工人技術(shù)等級考核標(biāo)準(zhǔn)及職業(yè)技能鑒定規(guī)范，并結(jié)合中等專業(yè)學(xué)校、職業(yè)學(xué)校的特點編寫，可以作為中等專業(yè)學(xué)校、中等職業(yè)學(xué)校機械專業(yè)、機電一體化專業(yè)教材，也可作為機械行業(yè)技術(shù)人員崗位培訓(xùn)教材及自學(xué)用書。

第一章　機電控制系統(tǒng)概述

第一節(jié)　定義

第二節(jié)　自動控制系統(tǒng)示例

第三節(jié)　對控制系統(tǒng)的性能要求

習(xí)題與思考題

第二章　檢測與傳感器

第一節(jié)　概述

第二節(jié)　電阻應(yīng)變式傳感器

第三節(jié)　電容式傳感器

第四節(jié)　電感式傳感器

第五節(jié)　壓電式傳感器

第六節(jié)　光電式傳感器

第七節(jié)　熱電偶傳感器

第八節(jié)　數(shù)字式傳感器

第九節(jié)　傳感器的正確選用和使用

習(xí)題與思考題

第三章　機電控制系統(tǒng)的分析方法

第一節(jié)　數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

第二節(jié)　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

第三節(jié)　系統(tǒng)分析

習(xí)題與思考題

第四章　自動控制的基本規(guī)律及調(diào)節(jié)器

第一節(jié)　雙位控制

第二節(jié)　比例控制

第三節(jié)　積分控制

第四節(jié)　比例積分控制

第五節(jié)　微分控制

第六節(jié)　比例積分微分控制

第七節(jié)　DDZ-Ⅲ型調(diào)節(jié)器

習(xí)題與思考題

第五章　單回路控制系統(tǒng)

第一節(jié)　單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計

第二節(jié)　單回路控制系統(tǒng)的投運及調(diào)節(jié)器

參數(shù)的整定

習(xí)題與思考題

第六章　微型計算機工業(yè)控制概述

第一節(jié)　微型計算機工業(yè)控制發(fā)展概況

第二節(jié)　微機工業(yè)控制系統(tǒng)的組成

第三節(jié)　微機工業(yè)控制系統(tǒng)的分類

習(xí)題與思考題

第七章　數(shù)字控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

第一節(jié)　PID算法的數(shù)字實現(xiàn)

第二節(jié)　單片機溫度控制系統(tǒng)

第三節(jié)　PID算法的幾種發(fā)展

第四節(jié)　PID參數(shù)的整定

習(xí)題與思考題

第八章　電動機控制技術(shù)

第一節(jié)　直流電動機控制技術(shù)

第二節(jié)　交流電動機控制技術(shù)

第三節(jié)　步進電動機控制技術(shù)

習(xí)題與思考題

第九章　工業(yè)機器人控制系統(tǒng)

第一節(jié)　工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的組成與分類

第二節(jié)　工業(yè)機器人的作業(yè)程序控制

第三節(jié)　工業(yè)機器人的示教控制

第四節(jié)　工業(yè)機器人的計算機控制技術(shù)

習(xí)題與思考題

第十章　機床數(shù)控技術(shù)

第一節(jié)　基本概念

第二節(jié)　開環(huán)數(shù)值控制插補

第三節(jié)　機床數(shù)控系統(tǒng)實例

習(xí)題與思考題

附錄　鎳鉻一鎳硅（鎳鋁）熱電偶分度表

機械原理、電工學(xué)、測試技術(shù)、機械控制工程基礎(chǔ)、信號與系統(tǒng)、計算機硬件基礎(chǔ)、微機原理及應(yīng)用、單片機接口及其應(yīng)用、機械電氣電子控制技術(shù)、機電伺服控制技術(shù)；

后續(xù)課程：現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用，DSP的原理及應(yīng)用，PLC原理及其應(yīng)用等。

【機電控制工程】 是一門結(jié)合這一學(xué)科領(lǐng)域的最新發(fā)展的專業(yè)技術(shù)課程，這門課程主要討論的對象是機械系統(tǒng)的機電控制，特別是自動化機械設(shè)備的運動控制技術(shù)。在控制系統(tǒng)設(shè)計中將控制元件的內(nèi)容結(jié)合系統(tǒng)，計算機控制結(jié)合模擬控制一起敘述；增加了科研中得到的實際典型系統(tǒng)介紹；本課程對控制工程的理論體系更加完整，內(nèi)容更加充實新穎，理論與實際聯(lián)系更加緊密。

本課程第1章基礎(chǔ)知識，介紹術(shù)語定義、典型機電控制系統(tǒng)、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型、性能指標(biāo)分析及控制器設(shè)計。第2章受控機械系統(tǒng)動態(tài)模型，從動力學(xué)觀點將受控機械系統(tǒng)分為平移、定軸旋轉(zhuǎn)、定點旋轉(zhuǎn)、多剛體以及微型機電系統(tǒng)，分別采用各種動力學(xué)原理建立它們的動態(tài)數(shù)學(xué)模型。第3章電動機轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制，討論直流電動機、無刷直流電動機、永磁同步電動機及交流感應(yīng)電動機的原理、特性、數(shù)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制方法。第4章步進電動機運動控制，介紹步進電動機原理、特性、主要控制部件、速度與位置控制方法以及閉環(huán)控制技術(shù)。第5章伺服系統(tǒng)分析與綜合，討論伺服系統(tǒng)方案、性能分析、控制器改進設(shè)計、數(shù)字控制器硬件配置以及閉環(huán)系統(tǒng)控制軟件。

機電控制系統(tǒng)的控制任務(wù)主要在于使得被控制對象的控制值等于目標(biāo)值，而在實際控制過程當(dāng)中，這種類似于“監(jiān)察”的基本任務(wù)是利用專門的機電傳感裝置來實現(xiàn)的。其中響應(yīng)比較分析的任務(wù)則是通過系統(tǒng)的控制裝置來完成的，執(zhí)行階段則有專門的執(zhí)行裝置予以落實 。2100433B

序

前言

第1章 概論

1.1 機電控制系統(tǒng)的基本概念及發(fā)展概況

1.1.1 機電控制系統(tǒng)

1.1.2 控制的基本概念

1.1.3 機電控制基本理論

1.1.4 機電控制系統(tǒng)的發(fā)展概況

1.2 機電控制系統(tǒng)的一般構(gòu)成

1.2.1 機電控制系統(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 機械部分

l.3 機電控制系統(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 機電控制系統(tǒng)的性能要求和指標(biāo)

1.4.1 機電控制系統(tǒng)的性能要求

1.4.2 機電控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)

第2章 機電控制系統(tǒng)的分析方法

2.1 機電控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.1.1 機電控制系統(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

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

4.1.3 機電控制系統(tǒng)對執(zhí)行元件的基本要求

4.2 步進電動機及其驅(qū)動

4.2.1 步進電動機的基本工作原理

4.2.2 步進電動機的基本特性

4.2.3 步進電動機的驅(qū)動和控制

4.2.4 步進電動機的微機控制

4.2.5 步進電動機的選用

4.3 直流伺服電動機及控制

4.3.1 直流伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)及其分類

4.3.2 直流伺服電動機工作原理

4.3.3 直流伺服電動機的要求及選用

4.3.4 直流伺服電動機的調(diào)速方法

4.3.5 晶體管直流脈寬(PWM)調(diào)速系統(tǒng)

4.4 交流伺服電動機及控制

4.4.1 交流伺服電動機的分類和特點

4.4.2 交流伺服電動機工作原理

4.4.3 交流伺服電動機的調(diào)速原理

4.4.4 交流變頻調(diào)速技術(shù)的分類與特點

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 交流伺服電動機的選擇

4.4.8 交流伺服電動機的發(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

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

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 機電系統(tǒng)的計算機控制

5.1 計算機控制系統(tǒng)概述

5.1.1 計算機控制系統(tǒng)的組成

5.1.2 計算機控制系統(tǒng)的分類

5.1.3 計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

5.2 計算機控制系統(tǒng)模擬設(shè)計方法

5.2.1 計算機控制系統(tǒng)的基本設(shè)計方法

5.2.2 Z變換

5.2.3 控制器的離散化方法

5.3 計算機控制系統(tǒng)的離散設(shè)計方法

5.3.1 離散設(shè)計法

5.3.2 最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計

5.3.3 無紋波最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計

5.3.4 非最小拍無差控制系統(tǒng)的設(shè)計

5.4 PID控制算法

5.4.1 模擬PID調(diào)節(jié)器

5.4.2 PID算法的實現(xiàn)

5.4.3 PID算法的改進

5.4.4 PID算式參數(shù)整定

5.5 機電控制系統(tǒng)中常用的微處理器

5.5.1 MCS--51系列單片微機

5.5.2 MCS--96系列單片微機

5.5.3 DSP

5.5.4 可編過程控制器

第6章 機電控制系統(tǒng)的設(shè)計方法及設(shè)計實例

6.1 機電控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟

6.1.1 機電控制系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)劃

6.1.2 機電控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計

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 注塑機變頻微機控制系統(tǒng)

6.3.1 引言

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

參考文獻2100433B

《現(xiàn)代機電控制系統(tǒng)》介紹了現(xiàn)代制造業(yè)普遍使用的幾種機電控制系統(tǒng)，包括數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制系統(tǒng)、生產(chǎn)線控制和物流控制系統(tǒng)等。在數(shù)控系統(tǒng)中，提出了實時操作系統(tǒng)概念以及用信息流方法分析閉環(huán)和開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的原理。另外，數(shù)控化改造、數(shù)控生產(chǎn)線控制和物流自動化等內(nèi)容在目前出版物中尚不多見、值得借鑒。

《現(xiàn)代機電控制系統(tǒng)》適合現(xiàn)代制造業(yè)從事機電控制的工程技術(shù)人員使用，也可作為相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的專業(yè)教材。

本書內(nèi)容注重系統(tǒng)性，書中既闡述了機電系統(tǒng)所涉及的基本概念和理論，又結(jié)合實例分析；既適于初學(xué)者循序漸進學(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，主要介紹機電控制的基本概念，系統(tǒng)構(gòu)成及機電系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性；第3、4章介紹機電控制系統(tǒng)中常用的檢測元件和驅(qū)動元件；第5章介紹機電控制系統(tǒng)的計算機控制設(shè)計方法；第6章通過實例，幫助讀者深刻理解機電系統(tǒng)的設(shè)計過程，將理論和實踐有機聯(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)地闡述了機電控制系統(tǒng)的基本原理、方法與應(yīng)用，并從機電控制系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計過程中涉及到的內(nèi)容，先后分別介紹了機電控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法、執(zhí)行元件和檢測元件等內(nèi)容，使讀者對機電系統(tǒng)的基本構(gòu)成、分析設(shè)計、常用控制算法及實現(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、開發(fā)新的機電控制系統(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)院機電工程專業(yè)的教材或參考書，也可供從事機電系統(tǒng)(產(chǎn)品)開發(fā)、維護的廣大科技人員閱讀。