机电一体化技术PDF电子书下载

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第1章 概论 1

1.1 机电一体化的基本概念 1

1.1.1 机电一体化的定义 1

1.1.2 机电一体化的内容 1

1.2 机电一体化的组成 2

1.3 机电一体化共性关键技术 3

1.4 机电一体化的发展 5

1.4.1 机电一体化的发展历程 5

1.4.2 机电一体化的发展趋势 6

复习思考题 7

第2章 机械系统 8

2.1 概述 8

2.2 机械传动 8

2.2.1 齿轮传动 8

2.2.2 谐波齿轮传动 11

2.2.3 滚珠螺旋传动 12

2.3 导轨 17

2.3.1 导轨副的种类及基本要求 17

2.3.2 导轨副间隙调整 19

2.3.3 导轨副的材料选择 20

2.3.4 滚动导轨副 21

2.4 支承件 22

2.4.1 支承件设计的基本要求 23

2.4.2 支承件的材料选择 23

2.4.3 支承件的结构设计 24

2.4.4 焊接支承件的设计 26

复习思考题 27

第3章 检测与传感器 29

3.1 概述 29

3.1.1 传感器的分类 29

3.1.2 传感器的基本特性 30

3.1.3 传感器的发展方向 31

3.2 线位移检测传感器 32

3.2.1 光栅位移传感器 32

3.2.2 感应同步器 34

3.2.3 磁栅位移传感器 37

3.3 角位移检测传感器 39

3.3.1 旋转变压器 39

3.3.2 光电编码器 40

3.4 速度和加速度传感器 42

3.4.1 直流测速发电机 42

3.4.2 光电式速度传感器 43

3.4.3 差动变压器式速度传感器 44

3.4.4 加速度传感器 44

3.5 测力传感器 45

3.5.1 测力传感器 45

3.5.2 压力传感器 47

3.5.3 力矩传感器 49

3.5.4 力与力矩复合传感器 49

3.6 智能传感器 50

3.6.1 智能传感器的概念及主要功能 51

3.6.2 智能传感器的实现及工作原理 52

3.6.3 智能传感器的应用 54

3.7 检测信号的采集与处理 56

3.7.1 检测系统的组成 56

3.7.2 模拟量的转换输入 57

3.7.3 数字信号的预处理 60

复习思考题 64

第4章 伺服系统 65

4.1 概述 65

4.1.1 伺服系统的组成 65

4.1.2 伺服系统的分类 66

4.1.3 伺服系统的总体要求 67

4.2 执行元件 68

4.2.1 执行元件的种类和特点 68

4.2.2 电气式执行元件 69

4.3 执行元件的控制与驱动 82

4.3.1 步进电动机的控制驱动 82

4.3.2 直流伺服电动机的控制驱动 89

4.3.3 交流伺服电动机的控制驱动 94

复习思考题 97

第5章 接口技术 98

5.1 概述 98

5.1.1 接口的定义及作用 98

5.1.2 接口的分类和特点 98

5.2 人机接口 99

5.2.1 人机接口的类型及特点 99

5.2.2 输入接口 100

5.2.3 输出接口 102

5.3 机电接口 105

5.3.1 机电接口的类型及特点 105

5.3.2 A／D转换接口 105

5.3.3 D／A转换接口 108

5.3.4 开关量输出接口 109

复习思考题 115

第6章 控制系统 116

6.1 概述 116

6.1.1 控制与控制系统 116

6.1.2 控制系统的分类 116

6.1.3 系统的过渡过程和性能指标 118

6.2 控制系统的数学模型 122

6.2.1 数学模型的概念 122

6.2.2 数学模型的类型 123

6.2.3 数学模型的建立 125

6.2.4 描述系统特性的参数 126

6.3 系统的控制策略 129

6.3.1 传统控制策略 130

6.3.2 现代控制策略 131

6.3.3 智能控制策略 134

6.3.4 控制策略的相互渗透和结合 136

6.4 PID数字控制器的设计 137

6.4.1 概述 137

6.4.2 模拟PID控制器 137

6.4.3 数字PID控制算法 137

6.4.4 数字PID控制器的参数整定 139

复习思考题 142

第7章 机器人 143

7.1 概述 143

7.1.1 机器人的由来与发展 143

7.1.2 机器人的定义与分类 145

7.1.3 机器人的组成及技术参数 148

7.1.4 机器人的研究状况及发展趋势 150

7.2 机器人运动学 153

7.2.1 机器人运动学问题 153

7.2.2 速度分析与雅可比矩阵 160

7.2.3 工作空间分析 164

7.3 机器人动力学 166

7.3.1 机器人动力学问题 166

7.3.2 机器人动力学应用 169

7.4 机器人控制系统 169

7.4.1 机器人控制系统组成 169

7.4.2 机器人控制系统举例 170

7.4.3 机器人控制理论与算法 173

7.5 机器人应用 175

7.5.1 工业机器人 175

7.5.2 农业机器人 177

复习思考题 179

第8章 数控机床 180

8.1 数控机床的发展历史 180

8.1.1 数控机床的产生 180

8.1.2 数控机床的发展趋势 182

8.2 数控机床的概念、特点及基本组成 182

8.2.1 数控机床的概念 182

8.2.2 数控机床的分类 183

8.2.3 数控机床的加工特点 185

8.2.4 数控机床的基本组成 185

8.3 数控机床的技术应用 186

8.3.1 数控系统 186

8.3.2 数控机床的机械结构 187

8.3.3 数控机床的伺服系统 190

8.4 数控编程 191

8.4.1 数控编程的基本概念 191

8.4.2 数控编程的方法 191

8.5 数控机床的使用 192

8.5.1 数控机床的验收 192

8.5.2 数控机床的故障诊断 192

8.6 VMC850B型三轴立式加工中心 193

8.6.1 机床的机械结构 193

8.6.2 机床的结构特点 194

8.6.3 拖动系统 195

8.6.4 数控系统 195

复习思考题 196

第9章 三坐标测量机 197

9.1 概述 197

9.1.1 三坐标测量机的产生 197

9.1.2 三坐标测量机的组成及工作原理 197

9.1.3 三坐标测量机的分类 198

9.2 三坐标测量机的机械结构 199

9.2.1 结构形式 199

9.2.2 工作台 201

9.2.3 导轨 201

9.3 三坐标测量机的测量系统 202

9.3.1 标尺系统 202

9.3.2 测头系统 202

9.4 三坐标测量机的控制系统 207

9.4.1 控制系统的功能 207

9.4.2 控制系统的结构 207

9.4.3 测量进给控制 207

9.4.4 控制系统的通信 208

9.5 三坐标测量机的软件系统 208

9.5.1 编程软件 208

9.5.2 测量软件包 209

9.5.3 系统调试软件 209

9.5.4 系统工作软件 209

9.6 MISTRAL070705型三坐标测量机简介 209

9.6.1 结构形式及主要技术指标 209

9.6.2 测量机主要功能 210

9.6.3 测量机所具有的测量方式 210

9.6.4 测量机控制系统 210

9.6.5 测头 211

9.6.6 测量软件 211

复习思考题 212

第10章 温室肥水一体化灌溉施肥PLC控制系统 213

10.1 概述 213

10.1.1 肥水一体化灌溉施肥技术发展概况 213

10.1.2 肥水一体化灌溉施肥系统工作原理 215

10.1.3 肥水一体化灌溉施肥系统硬件结构 216

10.1.4 肥水一体化灌溉施肥系统PLC控制电路 217

10.1.5 肥水一体化灌溉施肥系统传感器工作原理 218

10.1.6 肥水一体化灌溉施肥系统HMI触控屏 220

10.2 肥水一体化灌溉施肥系统控制方法 220

10.2.1 肥水一体化灌溉施肥系统主控制流程 221

10.2.2 肥水一体化灌溉施肥系统进水控制流程 223

10.2.3 肥水一体化灌溉施肥系统肥水混合控制流程 223

10.2.4 肥水一体化灌溉施肥系统灌溉控制流程 226

10.3 温室肥水一体化灌溉施肥系统应用实例 227

10.3.1 温室肥水一体化灌溉施肥系统应用实例简介 227

10.3.2 肥水一体化灌溉施肥系统比例控制 227

10.3.3 肥水一体化灌溉施肥系统模糊控制 229

复习思考题 233

参考文献 234

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