機電控制系統(tǒng)原理及工程應用實操指導書

前言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，機電控制、檢測和執(zhí)行等機電一體化技術廣泛用于各行各業(yè)。為幫助工廠自動化技術從業(yè)人員、技工學校和職業(yè)院校學生順利通過電工及相關工種的技能鑒定，提高高學歷人員的自動化技術實踐技能水平，參考了相關工種的職業(yè)標準，我們編寫了《機電控制系統(tǒng)原理及工程應用實操指導書》。本書不但可供機電類技師培訓及考證訓練時使用，而且可供職業(yè)院校自動化技術專業(yè)實訓用，又可作為自動化工程技術人員在生產(chǎn)一線解決問題的參考指南。本書編寫目的旨在幫助讀者學會工廠自動化技術應用和設計能力，尤其是機電控制系統(tǒng)的建模、傳感器的應用為主體的工廠自動化技術綜合應用技術能力。本書編寫內(nèi)容有如下幾點特色：（1）理論知識以夠用為度，努力做到理論與實踐緊密結(jié)合，側(cè)重實踐操作。（2）技能實踐增加了大量的實訓項目，以培養(yǎng)掌握復雜操作和新技術操作的技能和增強分析、判斷、排除各種實際故障的能力為重點。力求所有實訓項目能滿足企業(yè)生產(chǎn)的實際需要，同時能反映本職業(yè)工種新技術的應用，還能體現(xiàn)自動化技術人員的實際工作經(jīng)驗和技能水平，并且具有很強的可操作性，都能在實訓（或?qū)嶒灒┦依锿瓿?，便于進行培訓與考核。（3）文字敘述盡量做到深入淺出，通俗易懂。每章都配有考核項目，做到有訓有考，學以致用。為讀者全面掌握自動化技術的實踐技能打下堅實基礎。全書共分3章，第l章介紹了機電控制系統(tǒng)建模和仿真技術。第2章介紹了機電控制檢測技術。第3章介紹了機電系統(tǒng)執(zhí)行裝置的控制技術。附錄中介紹了三菱FR-A740變頻器的操作技術。彭旭昀編寫了本書第1章的1.1 ～1.4 節(jié)、第2章的2.1 ～2.3 節(jié)和第3章的3.1 ～3.3 節(jié)，吳啟紅編寫了第1章1_5、1.6 節(jié)、第2章的2.4 、2.5 節(jié)和第3章的3.4 ～3.8 節(jié)和附錄部分。全書由彭旭昀統(tǒng)稿。在編寫過程中得到了岳慶來、劉遙生、周燁、陳立香、胡洪等老師的大力幫助，并得到了華南理工大學宋健教授的精心指點，在此一并表示衷心的感謝！

內(nèi)容概要

本書根據(jù)中華人民共和國職業(yè)技能鑒定規(guī)范，并參考了深圳市電工技能職業(yè)標準編寫。本書以實踐操作為重點，理論敘述為實踐操作服務。全書共分3章，第1章介紹了機電控制系統(tǒng)建模和仿真技術，重點介紹機電控制的建模、仿真和操作，配有經(jīng)典控制理論分析等相關項目實訓。第2章介紹了機電控制檢測技術，講述了常用傳感器的工作原理、選用等，并配有大量傳感器的特性測量和應用實訓。第3章介紹了機電系統(tǒng)執(zhí)行裝置的控制技術，重點講述了伺服電動機和步進電動機的控制應用技術，并配置了機電控制應用技術實訓項目。附錄中介紹廠三菱FR—A700變頻器的操作技術?！　”緯晒┘脊W校、高職院校電氣類、機電一體化專業(yè)或自動化專業(yè)使用，也可作為電工、電梯、制冷類技師培訓及考核前的技能訓練。同時也是上控技術人員非常難得的一本參考書。

書籍目錄

序 前言 第1章　機電控制系統(tǒng)建模和仿真 　1.1　機電控制系統(tǒng)的基本概念 　　1.1.1　常見機電控制系統(tǒng) 　　1.1.2　機電控制系統(tǒng)的一般構(gòu)成 　　1.1.3　基本控制方式 　　1.1.4　機電控制系統(tǒng)的性能要求和評價指標 　1.2　機電控制系統(tǒng)的建模和仿真 　　1.2.1　建模 　　1.2.2　傳遞函數(shù) 　　1.2.3　仿真和框圖模型 　　1.2.4　典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù) 　1.3　控制器的基本操作 　　1.3.1　控制模式 　　1.3.2　開關控制 　　1.3.3　比例控制 　　1.3.4　比例—積分控制 　　1.3.5　比例微分調(diào)節(jié)(PD) 　　1.3.6　模擬PID調(diào)節(jié)器 　1.4　控制器的設計 　1.5　機電控制實訓平臺 　　1.5.1　硬件資源 　　1.5.2　軟件資源 　1.6　機電控制應用實訓 　實訓1　典型環(huán)節(jié)及其階躍響應 　實訓2　二階系統(tǒng)階躍響應 　實訓3　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 　實訓4　數(shù)字PID控制 　實訓5　PID在溫控爐控制中的應用 　實訓6　閉環(huán)控制系統(tǒng)實訓 第2章　機電控制檢測技術 　2.1　傳感器的組成及分類 　　2.1.1　傳感器的構(gòu)成 　　2.1.2　傳感器的分類 　　2.1.3　機電系統(tǒng)常用傳感器 　　2.1.4　傳感器主要指標 　2.2　測控系統(tǒng) 　　2.2.1　非電量電測法 　　2.2.2　自動測控系統(tǒng) 　　2.2.3　傳感器總線 　　2.2.4　傳感器的選用 　2.3　常用傳感器及應用 　　2.3.1　線位移傳感器 　　2.3.2　速度傳感器 　　2.3.3　霍爾式傳感器 　　2.3.4　力傳感器 　　2.3.5　紅外、圖像與光纖傳感器 　2.4　傳感器實訓平臺 　　2.4.1　CSY10A傳感器實訓平臺簡介 　　2.4.2　CSY10A傳感器實訓平臺 的使用 　2.5　傳感器特性測量及應用實訓 　實訓7　電容式傳感器特性測量實訓 　實訓8　氣敏傳感器特性測量實訓 　實訓9　相敏檢波器特性測量實訓 　實訓10　壓電加速度式傳感器特性測量實訓 　實訓11　霍爾傳感器直流特性測量實訓 　實訓12　霍爾傳感器應用實訓——電子秤 　實訓13　光纖傳感器應用實訓1——位移測量 　實訓14　光纖傳感器應用實訓2——轉(zhuǎn)速測量 　實訓15　風壓變送器在流量調(diào)節(jié)閥控制中的應用 　實訓16　溫度傳感器在流量調(diào)節(jié)閥控制中的應用 第3章　機電系統(tǒng)的執(zhí)行裝置的控制技術 附錄　FR-A740變頻器基本操作 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1 機電控制系統(tǒng)的基本概念1.1.1 常見機電控制系統(tǒng)在機電系統(tǒng)中，我們希望機器的生產(chǎn)過程按照預定的要求運行。例如，要想使數(shù)控機床加工出高精度的零件，就必須保證其刀架的位置準確地跟隨指令進給；要想使發(fā)電機正常供電，就必須保持其輸出電壓恒定，盡量不受負載變化和原動機轉(zhuǎn)速波動的影響；要想使熱處理爐提供合格的產(chǎn)品，就必須嚴格地控制爐溫等。其中發(fā)電機、機床、熱處理爐就是工作的機器設備；電壓、刀架位置、爐溫是表征這些機器設備工作狀態(tài)的物理參量；而額定電壓、進給的指令、規(guī)定的爐溫，就是對物理參量在運行過程中的要求。通常，把這些工作的機器設備稱為被控對象或被控量，對于想實現(xiàn)控制的目標量，如電壓、刀架位置、爐溫等叫做控制量，而把所希望的額定電壓、規(guī)定的爐溫、電動機的轉(zhuǎn)速等叫做目標值或希望值（或參考輸入）。則控制的基本任務可概括為使被控對象的控制量等于目標值。在機電控制系統(tǒng)中，主要采取自動控制技術。所謂自動控制，是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器）操縱被控對象，使機器、設備或生產(chǎn)過程的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預定的規(guī)律運行。機電控制系統(tǒng)根據(jù)其控制對象的不同，一般分為過程控制系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)兩種。1.過程控制系統(tǒng)在過程控制系統(tǒng)里，控制著產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一個或多個變量，如溫度、濕度、壓力、速度、液體高度等，過程控制系統(tǒng)的響應一般較慢?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)流程進行設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與巡回檢測，然后根據(jù)預定的控制規(guī)律對生產(chǎn)過程進行控制，過程控制在輕工、食品、制藥、機械等行業(yè)得到了廣泛應用。

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《機電控制系統(tǒng)原理及工程應用實操指導書》是技師培訓教程之一。

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