機電一體化系統(tǒng)設計

前言

　　為了更好地適應當前我國高等教育跨越式發(fā)展需要，滿足我國高校從精英教育向大眾化教育的重大轉移階段中社會對高校應用型人才培養(yǎng)的各類要求，探索和建立我國高等學校應用型本科人才培養(yǎng)體系，全國高等學校教學研究中心（以下簡稱“教研中心”）在承擔全國教育科學“十五”國家規(guī)劃課題——“21世紀中國高等教育人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”研究工作的基礎上，組織全國100余所以培養(yǎng)應用型人才為主的高等院校，進行其子項目課題——“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”的研究與探索，在高等院校應用型人才培養(yǎng)的教學內(nèi)容、課程體系研究等方面取得了標志性成果，并在高等教育出版社的支持和配合下，推出了一批適應應用型人才培養(yǎng)需要的立體化教材，冠以“教育科學‘十五’國家規(guī)劃課題研究成果”?！　?002年11月，教研中心在南京工程學．院組織召開了“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題立項研討會。會議確定由教研中心組織國家級課題立項，為參加立項研究的高等院校搭建高起點的研究平臺，整體設計立項研究計劃，明確目標。課題立項采用整體規(guī)劃、分步實施、滾動立項的方式，分期分批啟動立項研究計劃。為了確保課題立項目標的實現(xiàn)，組建了“21世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題領導小組（亦為高校應用型人才立體化教材建設領導小組）。會后，教研中心組織了首批課題立項申報，有63所高校申報了近450項課題。2003年1月，在黑龍江工程學院進行了項目評審，經(jīng)過課題領導小組嚴格的把關，確定了首批9項子課題的牽頭學校、主持學校和參加學校。2003年3月至4月，各子課題相繼召開了工作會議，交流了各校教學改革的情況和面臨的具體問題，確定了項目分工，并全面開始研究工作。計劃先集中力量，用兩年時間形成一批有關人才培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標、教學內(nèi)容和課程體系等理論研究成果報告和在研究報告基礎上同步組織建設的反映應用型人才培養(yǎng)特色的立體化系列教材?！　∨c過去立項研究不同的是，“2l世紀中國高等學校應用型人才培養(yǎng)體系的創(chuàng)新與實踐”課題研究在審視、選擇、消化與吸收多年來已有應用型人才培養(yǎng)探索與實踐成果基礎上，緊密結合經(jīng)濟全球化時代高校應用型人才培養(yǎng)工作的實際需要，努力實踐，大膽創(chuàng)新，采取邊研究、邊探索、邊實踐的方式，推進高校應用型本科人才培養(yǎng)工作，突出重點目標，并不斷取得標志性的階段成果。

內(nèi)容概要

　　《機電一體化系統(tǒng)設計》全面、系統(tǒng)地論述了機電一體化技術的基本原理、機電一體化系統(tǒng)的構成以及設計計算。全書除總論外共8章。內(nèi)容包括機電一體化技術及機電一體化系統(tǒng)的基本概念，機電一體化系統(tǒng)中的機械系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、電液控制系統(tǒng)及計算機控制的生產(chǎn)系統(tǒng)設計等?！稒C電一體化系統(tǒng)設計》注意理論與實際的結合，重視解決工程實際問題，并力求做到突出重點，層次分明，語言易懂，便于讀者自學?！　　稒C電一體化系統(tǒng)設計》可作為高等工科院校機械設計制造及其自動化專業(yè)教材，也可作為高等職業(yè)學校、高等?？茖W校、成人高校相關專業(yè)教材，還可供研究生及從事機電一體化產(chǎn)品設計、制造與研究的工程技術人員參考。

書籍目錄

總論0.1 概述0.2 機電一體化系統(tǒng)設計方法0.3 機電一體化系統(tǒng)開發(fā)工程路線習題第1章 機械系統(tǒng)設計1.1 概述1.2 常用傳動支承系統(tǒng)設計1.3 機械系統(tǒng)載荷的類型及確定1.4 常用動力機的選擇和參數(shù)計算1.5 機械系統(tǒng)參數(shù)設計1.6 機械系統(tǒng)的動態(tài)特性分析基礎習題第2章 檢測系統(tǒng)設計2.1 概述2.2 基本轉換電路2.3 信號放大電路2.4 信號的調制與解調2.5 信號處理電路2.6 機電一體化中常用檢測裝置習題第3章 控制系統(tǒng)設計3.1 概述3.2 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型3.3 控制系統(tǒng)性能分析3.4 控制系統(tǒng)的綜合與校正3.5 數(shù)字控制系統(tǒng)分析3.6 數(shù)字控制器設計習題第4章 伺服系統(tǒng)設計4.1 概述4.2 伺服控制系統(tǒng)中常用電力電子器件4.3 伺服系統(tǒng)中的執(zhí)行元件4.4 步進伺服系統(tǒng)4.5 直流伺服系統(tǒng)4.6 交流伺服系統(tǒng)習題第5章 計算機控制機電系統(tǒng)的設計5.1 概述5.2 機電系統(tǒng)控制微機的選擇5.3 過程輸入通道接口設計5.4 過程輸出通道接口設計5.5 計算機控制機電系統(tǒng)的設計習題第6章 電液控制系統(tǒng)設計6.1 概述6.2 電液控制元件6.3 液壓動力元件的動態(tài)數(shù)學模型6.4 系統(tǒng)的負載特性與負載的匹配6.5 電液控制系統(tǒng)的實例6.6 電液控制系統(tǒng)設計習題第7章 機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設計7.1 概述7.2 物流系統(tǒng)設計7.3 能量流系統(tǒng)設計7.4 信息流系統(tǒng)設計7.5 機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設計舉例習題第8章 機電一體化系統(tǒng)設計實例8.1 液壓試驗車的設計8.2 噴漆機器人的改造設計8.3 三自由度轉患難夫妻的虛擬設計習題參考文獻后記

章節(jié)摘錄

　　關的部門來完成，也就是說，將宏觀的系統(tǒng)設計與微觀的具體結構設計相結合的科學方法。宏觀的戰(zhàn)略性設計和微觀的戰(zhàn)術性設計是不同層面的設計方法，前者由企業(yè)的高級技術和管理部門并結合專家意見來完成，對機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃出其總體的經(jīng)濟、技術要求等宏觀項目計劃。后者是根據(jù)戰(zhàn)略性設計，將宏觀設計落實到具體的技術設計和實施方案，通常由專門的技術部門來實施完成。　　2.橫向分塊法　　將系統(tǒng)設計分成若干功能模塊，分別進行專門設計，最后將各模塊連成有機整體，實施系統(tǒng)功能，這種化整為零的方法比較直觀并易于實施?！　≡诳紤]機械系統(tǒng)與電子技術有機結合的設計中，通常有3種思考方法：　?。?）替代法從設計要求出發(fā)，通常使用電子功能部件替代機械功能部件來更好地實現(xiàn)其相應的功能，如發(fā)動機設計中，采用電子控制燃油噴射系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的機械配氣機構與機械正時系統(tǒng)，可以使發(fā)動機的功率、排放等指標得到較好的改善。再如，使用變頻調速系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的齒輪箱變速系統(tǒng)，不僅可使調速范圍增大，還可簡化機床結構，減少設計工作量，縮短設計和制造周期。　　隨著電子技術的進步和成本的降低，電子部件代替機械功能部件的情況和場合將會越來越多，因而，替代法將是機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設計和改造工作中較為常用的思維方法?！　。?）融合法充分地將機械技術與電子技術或其他光電技術的各組成要素有機融合，設計出全新的功能部件或系列產(chǎn)品，例如，將電機、變頻器與主軸單元作為一個整體來設計，形成可調速的電主軸單元，或做成獨立的功能部件或系列產(chǎn)品，用于機床設計或改造，可極大地簡化機床系統(tǒng)設計工作，使結構更為緊湊、可靠?！　。?）組合法顧名思義，將不同的功能部件進行有效的搭配組合而形成的機電一體化產(chǎn)品，如將收音機和錄音機的功能進行組合變成了功能更多更全的收錄機，手機與攝像頭功能的結合形成具有攝像功能的手機。但是這種組合也并非都是其功能的簡單疊加，而是在考慮多個組合功能的基礎上進行創(chuàng)新設計或改造。

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