機(jī)電控制技術(shù)

前言

機(jī)電一體化技術(shù)是在微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過程中逐漸形成并發(fā)展起來的一門新興的綜合性技術(shù)，由于對(duì)促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力方面所發(fā)揮的巨大作用，目前機(jī)電一體化技術(shù)正日益受到社會(huì)各界的普遍重視和廣泛關(guān)注，已成為現(xiàn)代科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的重要支撐，特別是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，有力地推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步與普及，機(jī)電一體化產(chǎn)品已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面。二十世紀(jì)九十年代以來，整個(gè)社會(huì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的需求日趨旺盛，介紹機(jī)電一體化技術(shù)的書籍也越來越多，但是機(jī)電一體化技術(shù)是一門不斷創(chuàng)新的高新技術(shù)，其創(chuàng)新速度之快令人眼花繚亂、目不暇接，是其他學(xué)科與技術(shù)領(lǐng)域所少有的，從事機(jī)電一體化技術(shù)研究與開發(fā)的科技工作者，必須不斷學(xué)習(xí)才能跟上當(dāng)今機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的步伐。同時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的綜合性技術(shù)，所涉及的知識(shí)領(lǐng)域非常廣泛，涵蓋機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、控制、信息等多個(gè)學(xué)科，但機(jī)電一體化并非是這些技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，它的優(yōu)勢(shì)較多地體現(xiàn)在這些技術(shù)的相互滲透和有機(jī)結(jié)合，從而形成某一單項(xiàng)技術(shù)所無法達(dá)到的高度，并將這種高度通過性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品而體現(xiàn)出來。機(jī)電一體化技術(shù)的這些特性決定了一個(gè)性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者必須是一個(gè)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、掌握最新發(fā)展動(dòng)態(tài)、見多識(shí)廣且具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀科技工作者。應(yīng)廣大科技工作者熱切期望系統(tǒng)學(xué)習(xí)機(jī)電一體化技術(shù)的需要，我們根據(jù)當(dāng)今機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的前述特點(diǎn)，組織編寫了這套，叢書的作者都是多年從事機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)與研究的科技工作者，并且在此之前大多參加過有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)書籍的編寫工作，這套叢書的編寫吸取了他們多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、科研工作經(jīng)驗(yàn)和同類書籍的編寫經(jīng)驗(yàn)。與以往同類書籍相比，本套叢書內(nèi)容新穎，文字精練，通俗易懂，實(shí)用性強(qiáng)。全套叢書共包括機(jī)電一體化控制技術(shù)、機(jī)電一體化測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化接口技術(shù)、機(jī)電一體化執(zhí)行元件、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用等幾個(gè)方面，通過大量實(shí)例分析，使讀者能對(duì)當(dāng)代最新機(jī)電一體化的理論和技術(shù)融會(huì)貫通，從而靈活地運(yùn)用這些技術(shù)進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品的分析、設(shè)計(jì)與開發(fā)。本叢書的內(nèi)容定位側(cè)重于工程應(yīng)用，重點(diǎn)講解各種理論與技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)，力求避開泛泛的理論分析與論述，并突出強(qiáng)調(diào)相應(yīng)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

內(nèi)容概要

本書是《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用叢書》中的機(jī)電控制技術(shù)分冊(cè)。    全書共分6章，主要內(nèi)容包括機(jī)電一體化控制技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展以及機(jī)電控制系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)，機(jī)電一體化的常規(guī)控制技術(shù)，數(shù)控技術(shù)，嵌入式微控制技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)可編程控制技術(shù)的基本原理，現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，相關(guān)控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例等。       本書可作為高等院校的機(jī)電一體化及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生的專業(yè)教材，也可作為從事機(jī)電一體化專業(yè)的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 總論  1.1 概述  1.2 機(jī)電一體化控制技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展  1.3 機(jī)電控制系統(tǒng)的基本功能和構(gòu)成  1.4 機(jī)電一體化控制技術(shù)的特點(diǎn)及分類  1.5 機(jī)電一體化及其控制技術(shù)的發(fā)展方向第2章 機(jī)電一體化常規(guī)控制技術(shù)  2.1 電機(jī)控制技術(shù)    2.1.1 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法    2.1.2 三相永磁同步電動(dòng)機(jī)（PMSM）的矢量控制    2.1.3 三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制  2.2 晶閘管變流技術(shù)    2.2.1 晶閘管    2.2.2 可控整流電路    2.2.3 晶閘管觸發(fā)電路    2.2.4 有源逆變電路    2.2.5 晶閘管交流調(diào)壓  2.3 邏輯控制技術(shù)    2.3.1 電氣控制線路的基本控制規(guī)律    2.3.2 矩陣式順序控制器  2.4 一種經(jīng)濟(jì)型永磁同步電機(jī)矢量控制伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)    2.4.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制原理    2.4.2 硬件設(shè)計(jì)    2.4.3 軟件設(shè)計(jì)第3章 機(jī)電一體化數(shù)控技術(shù)  3.1 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理    3.1.1 直線插補(bǔ)原理    3.1.2 圓弧插補(bǔ)原理    3.1.3 逐點(diǎn)比較法合成進(jìn)給速度控制  3.2 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)    3.2.1 CNC系統(tǒng)功能及基本工作過程    3.2.2 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件結(jié)構(gòu)  3.3 伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)    3.3.1 伺服系統(tǒng)概述    3.3.2 步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)    3.3.3 交／直流電機(jī)伺服系統(tǒng)    3.3.4 位置控制原理  3.4 IVEC0橫梁焊接機(jī)器人軌跡規(guī)劃及計(jì)算機(jī)仿真研究    3.4.1 連續(xù)軌跡控制的直角坐標(biāo)空間法    3.4.2 軌跡規(guī)劃計(jì)算機(jī)仿真    3.4.3 機(jī)器人連續(xù)軌跡運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法框圖    3.4.4 IVEC0車架橫梁的焊接第4章 嵌入式微控制系統(tǒng)  4.1 概述    4.1.1 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成    4.1.2 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)  4.2 嵌入式微控制技術(shù)    4.2.1 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)    4.2.2 嵌入式系統(tǒng)的種類    4.2.3 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)前對(duì)用戶的需求分析    4.2.4 嵌入式系統(tǒng)的低功耗  4.3 智能傳感器和智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理及技術(shù)    4.3.1 智能傳感器的高可靠性和高穩(wěn)定性    4.3.2 傳感器的基本性能    4.3.3 智能傳感器功能實(shí)現(xiàn)方法    4.3.4 網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器    4.3.5 智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)  4.4 信息采集技術(shù)    4.4.1 采樣定理    4.4.2 多路開關(guān)    4.4.3 采樣/呆持器  4.5 嵌入式I/O    4.5.1 嵌入式系統(tǒng)I/O接口的硬件結(jié)構(gòu)  ……第5章 可編程控制技術(shù)第6章 總線控制技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 總論1.1 概述（1）機(jī)電一體化定義機(jī)電一體化技術(shù)是20世紀(jì)50年代以來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的新技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)同微電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的一種高級(jí)綜合性技術(shù)。出于對(duì)機(jī)械發(fā)展新階段的敏感，日本在20世紀(jì)70年代提出了機(jī)電一體化一詞（Mechatronics）。它是取英語Mechanics（機(jī)械學(xué)）的前半部和Electronics（電子學(xué)）的后半部拼合而成的，字面上表示機(jī)械學(xué)和電子學(xué)兩個(gè)學(xué)科的綜合，在我國通常稱為機(jī)電一體化或機(jī)械電子學(xué)，但是機(jī)電一體化并不是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的簡(jiǎn)單疊加，而是具有自身體系的新型學(xué)科。目前，世界各國對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)都有自己的認(rèn)識(shí)，機(jī)電一體化這一術(shù)語尚無統(tǒng)一的定義。在日本具有普遍性的一種定義為：“在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息和控制功能上引進(jìn)了電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而成系統(tǒng)的總稱”；在美國的定義則為：“由計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機(jī)械力、運(yùn)動(dòng)和能量流等動(dòng)力學(xué)任務(wù)的機(jī)：電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”；在我國對(duì)機(jī)電一體化的一種認(rèn)識(shí)是：“在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上應(yīng)用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生出來的新一代的電子產(chǎn)品”，這種認(rèn)識(shí)的核心是“機(jī)電一體化產(chǎn)品必須是由計(jì)算機(jī)控制的伺服系統(tǒng)”。盡管上述各種定義或認(rèn)識(shí)在內(nèi)容上各不相同，但它們的共同點(diǎn)都是強(qiáng)調(diào)了機(jī)電一體化技術(shù)中必須包含“由電子設(shè)備尤其是計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制”這一內(nèi)容。由此可見控制技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用是非常重要的，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理將直接影響機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量。（2）機(jī)電控制系統(tǒng)的定義

編輯推薦

《機(jī)電控制技術(shù)》可作為高等院校的機(jī)電一體化及相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生的專業(yè)教材，也可作為從事機(jī)電一體化專業(yè)的工程技術(shù)人員的參考書。

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