机电一体化系统设计及实践

　　《机电一体化系统设计及实践》在介绍机电一体化的基本概念、组成及共性关键技术的基础上，重点讲述了机电一体化系统的总体设计及机械系统、伺服系统、控制系统及接口技术和检测系统的设计原理和设计方法。《机电一体化系统设计及实践》的突出特点是理论联系实际，注重应用和技能的培训，书中列举有大量的实例，并在第7章给出了两个较为完整的设计实例。《机电一体化系统设计及实践》兼顾了课堂教学及自学的特点和需求，每章的后面都附有习题和思考题，这有助于读者加深对书中内容的理解及检验学习的效果。《机电一体化系统设计及实践》可作为高等院校机械电子工程、机电一体化、数控等专业教材，也可供成人教育、社会培训用作教材。书中的第7章可作为相关专业学生进行课程设计、毕业设计参考。

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第１章机电一体化系统设计概述1
11机电一体化基本概念1
111什么是机电一体化1
112机电一体化的支撑学科1
113机电一体化产品的特点1
12机电一体化的基本组成要素3
121机电一体化系统的构成3
122机电一体化系统的功能构成4
123机电一体化系统的分类5
13机电一体化的共性关键技术7
14机电一体化系统的评价8
15机电一体化系统的发展趋势9
151机械技术发展的总趋势9
152机电一体化技术的发展方向10
16本书内容和学习方法12
习题与思考题13
第２章机电一体化系统的总体设计14
21机电一体化系统的设计思想14
211机电一体化系统总体设计内容14
212机电一体化系统（或产品）的设计类型15
213机电一体化系统（或产品）设计时应注意的问题15
22机电一体化系统的设计方法16
221机电互补法16
222结合法17
223组合法17
23总体布局与环境设计17
231人机系统设计17
232艺术造型设计17
233总体布局设计18
24总体方案设计的一般步骤19
241详尽搜集用户对所设计产品的需求19
242设计对象工作原理的设计19
243主要结构方案的选择19
244摩擦形式的选择21
245系统简图的绘制21
246总体精度分配21
247总体设计报告21
习题与思考题21
第３章机械系统设计23
31概述23
32常用传动机构的设计与选用24
321同步带传动机构设计24
322精密齿轮传动机构设计31
323谐波齿轮传动39
324滚珠螺旋传动41
33导向支承机构设计54
331导轨54
332轴系支承机构60
34执行机构设计64
35机械设计实例72
习题与思考题78
第４章伺服系统设计79
41伺服系统概述79
411伺服系统基本概念79
412伺服系统的基本类型79
413伺服系统构成79
414伺服系统的基本要求80
415伺服系统设计方法80
42伺服系统中的执行元件81
421执行元件的种类及特点81
422机电控制系统对执行元件的基本要求83
423常用的控制电机83
43执行元件的控制与驱动87
431步进电机控制与驱动87
432直流伺服控制与驱动90
433交流伺服控制与驱动94
44开环控制的伺服系统设计98
45闭环控制的伺服系统设计103
451闭环伺服系统的构成103
452闭环伺服系统设计103
46开环控制伺服系统设计实例（步进电机驱动系统）106
习题与思考题108
第5章控制系统设计及接口技术110
51概述110
511控制系统概述110
512接口概述111
52微型机控制技术基础112
521微型机控制系统的组成及特点113
522微机控制系统的基本功能113
523微机控制系统的组成模式114
524微机控制系统的基本组成115
525工控机117
526z变换129
527z反变换130
528传递函数131
53微型机控制系统的设计步骤131
531确定运动规律131
532运动循环图的设计及修订131
533确定系统整体控制方案131
534控制算法的选用132
535选择微型计算机132
54数字控制装置设计133
541数字控制器的连续设计法134
542数字控制器D（z）在计算机系统中的实现方法137
543PID数字控制器的设计139
55人机接口设计145
551人机接口类型及特点145
552输入接口设计146
56机电接口设计155
561信息采集接口156
562模拟量输出接口161
563开关型功率接口165
57控制系统设计实例170
571自动化立体仓库概述170
572巷道堆垛机控制系统171
573DeviceNet网络结构及其网络配置177
习题与思考题181
第6章检测系统设计183
61概述183
611检测系统的功能、分类及组成183
612机电一体化对检测系统的基本要求184
613检测系统的设计184
62模拟式传感器信号的检测185
621模拟信号检测系统的组成185
622基本转换电路186
623信号放大电路188
624滤波器191
625运算电路198
63数字式传感器信号的检测202
631数字信号检测系统的组成202
632多路采集细分与辨向203
633电阻链移相细分与辨向205
634锁相倍频细分与辨向207
635脉冲填充细分与辨向211
64检测信号的采集和预处理211
641模拟量的转换输入方式211
642模拟多路开关212
643信号采样与保持213
644数字信号的预处理214
６５传感器的非线性补偿217
６６零位误差和增益误差补偿218
习题与思考题219
第７章设计实例220
71工业机器人设计220
711总体设计221
712详细设计224
713机器人语言简介227
714示教、编程与再现实例227
72数控XY工作台微机控制系统设计228
７３数控系统硬件电路设计234
７４系统控制软件设计236
习题与思考题240
参考文献241