接口技術(shù)

前言

　　機(jī)械技術(shù)向機(jī)電一體化方向的發(fā)展，不但是機(jī)械技術(shù)發(fā)展本身的需要，而且是現(xiàn)代化裝備向大型化、高效化、智能化方向發(fā)展的客觀需要?，F(xiàn)代化生產(chǎn)裝備本身是一個(gè)多因素關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)控制的大系統(tǒng)，一般控制對(duì)象具有多個(gè)自由度，且需要達(dá)到較高的自動(dòng)化程度，所以不宜采用簡(jiǎn)單的機(jī)械控制系統(tǒng)，而應(yīng)融合各種控制技術(shù)將各個(gè)基本機(jī)構(gòu)集中控制，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)中組合機(jī)構(gòu)的功能。機(jī)電一體化作為一個(gè)新興學(xué)科引入我國(guó)已有很長(zhǎng)時(shí)間了，但長(zhǎng)期以來(lái)在進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，往往還是將機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)分成兩部分分別進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，這難免造成機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不和諧，機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量難以提高。目前，盡管關(guān)于電子技術(shù)、控制技術(shù)方面的書較先進(jìn)且較多，但在機(jī)械設(shè)備中如何應(yīng)用這些成熟技術(shù)，對(duì)于許多機(jī)電一體化專業(yè)、機(jī)械制造自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生和工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)還是有一定的難度。本書是《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用叢書》中的一冊(cè)，主要介紹機(jī)電一體化接口技術(shù)。本書針對(duì)具有扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)缺少完備知識(shí)背景的機(jī)電專業(yè)的學(xué)生及從事機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員，著重介紹機(jī)電產(chǎn)品中經(jīng)常需要用到的接口技術(shù)，以期使讀者在從事機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，能夠根據(jù)產(chǎn)品的功能、用途和特點(diǎn)，采用適宜的接口技術(shù)，縮短開發(fā)周期，提高機(jī)電產(chǎn)品的性價(jià)比。在內(nèi)容安排上著重介紹機(jī)電一體化領(lǐng)域涉及的接口技術(shù)，同時(shí)也給出了如何應(yīng)用接口技術(shù)進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用實(shí)例；既著眼于先進(jìn)技術(shù)及未來(lái)的發(fā)展，同時(shí)也注重我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情。本書共分5章，第1章概述了機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本概念、基本功能、關(guān)鍵技術(shù)，機(jī)電一體化系統(tǒng)產(chǎn)品的分類和機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。第2章介紹了檢測(cè)系統(tǒng)接口電路，主要包括基本信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)處理電路、穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用和機(jī)電一體化中常用檢測(cè)裝置。第3章介紹了計(jì)算機(jī)控制接口技術(shù)，主要包括機(jī)電系統(tǒng)接口微機(jī)的選擇、模擬量輸入通道、模擬量輸出通道、數(shù)字量輸入/輸出通道和人機(jī)接口技術(shù)。第4章介紹了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)，主要包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和交流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)。第5章給出了三個(gè)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)實(shí)例。每章都列舉了一個(gè)相關(guān)接口技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。本書由吉林大學(xué)龔捷主編，長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)于微波為副主編，主要參編人員有吉林大學(xué)的朱黎輝、馮石柱、侯敬巍、崔玉鑫、寧俏俏、王之新、王曉霞，吉林大學(xué)的郝天奇、錢淼、呂凱、龐彥鵬、趙銳等參加了本書插圖的繪制和文字校對(duì)工作。由于時(shí)間倉(cāng)促，加之水平有限，書中難免存在疏漏之處，懇切希望讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書是《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用叢書》中的接口技術(shù)分冊(cè)?！　”緯卜?章，主要內(nèi)容包括檢測(cè)系統(tǒng)接口電路，計(jì)算機(jī)控制接口技術(shù)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)，相關(guān)控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例等。本書針對(duì)具有扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)缺少完備知識(shí)背景的機(jī)電專業(yè)的學(xué)生及從事機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人員，著重介紹機(jī)電產(chǎn)品中經(jīng)常需要用到的接口技術(shù)。在內(nèi)容安排上著重介紹了接口技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和原理，同時(shí)也給出了如何應(yīng)用接口技術(shù)進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)的應(yīng)用實(shí)例?！　”緯勺鳛楦叩仍盒５臋C(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　機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)　1.1  機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本概念  　1.1.1  機(jī)電系統(tǒng)的特征　  1.1.2　機(jī)電系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的基本原則　1.2　機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成單元的基本功能　1.3　機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)　  1.3.1　傳感器與檢測(cè)技術(shù)　  1.3.2　信息處理技術(shù)　  1.3.3　自動(dòng)控制技術(shù)　  1.3.4　伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)　  1.3.5　接口技術(shù)　  1.3.6　機(jī)械技術(shù)　  1.3.7　機(jī)電系統(tǒng)總體技術(shù)　1.4　機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的分類　1.5　現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展　  1.5.1  現(xiàn)代機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)　  1.5.2　機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展　  1.5.3　機(jī)械制造過(guò)程中的機(jī)電一體化發(fā)展第2章　檢測(cè)系統(tǒng)接口電路　2.1　概述　2.2　基本信號(hào)轉(zhuǎn)換電路　  2.2.1  分壓電路  　2.2.2　差分電路　  2.2.3　非差分橋式電路　  2.2.4　調(diào)頻電路　  2.2.5　脈沖調(diào)寬電路　2.3　信號(hào)放大電路　  2.3.1  高輸入阻抗放大器　  2.3.2　高共模抑制比放大器　  2.3.3　小信號(hào)雙線變送器　  2.3.4　隔離放大器　  2.3.5　可變?cè)鲆娣糯笃? 　2.3.6　電荷放大器　2.4　信號(hào)處理電路　　2.4.1　信號(hào)濾波器　　2.4.2　絕對(duì)值檢測(cè)電路　　2.4.3　峰值保持電路　　2.4.4　調(diào)制與解調(diào)電路　　2.4.5　電壓比較電路　　2.4.6　電壓／電流轉(zhuǎn)換電路　　2.4.7　頻率／電壓變換電路　2.5　穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用　  2.5.1  W7800（W7900）系列集成穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)　  2.5.2　W317（W337）集成穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)　2.6　機(jī)電一體化中常用檢測(cè)裝置　  2.6.1　差分變壓器　  2.6.2　光柵傳感器  　  2.6.3　光電編碼器　  2.6.4　旋轉(zhuǎn)變壓器  　2.6.5　感應(yīng)同步器　  2.6.6  自整角機(jī)　  2.6.7　速度傳感器　  2.6.8　力、力矩傳感器　2.7　應(yīng)用實(shí)例　  2.7.1  12路應(yīng)變傳感器放大電路設(shè)計(jì)　  2.7.2　帶數(shù)據(jù)采集功能的動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀第3章　計(jì)算機(jī)控制接口技術(shù)　3.1  概述  　3.1.1  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)　  3.1.2　計(jì)算機(jī)的過(guò)程輸入輸出通道　  3.1.3　過(guò)程通道接口設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題　3.2　機(jī)電系統(tǒng)接口微機(jī)的選擇　  3.2.1  單板機(jī)和單片微機(jī)控制系統(tǒng)　……第4章　伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)技術(shù)第5章　機(jī)電一體化設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)　　1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成單元的基本功能　　在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求不同，功能作用不同，應(yīng)用場(chǎng)合不同，相應(yīng)的設(shè)計(jì)組成也不同。具體設(shè)計(jì)由機(jī)電系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)自身要求所決定。機(jī)電一體化系統(tǒng)主要組成單元是機(jī)械單元、動(dòng)力單元，傳感器單元、信號(hào)轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動(dòng)單元、控制單元、執(zhí)行單元、計(jì)算機(jī)單元、接口電路單元等?！　≡跈C(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)際要求提出功能目標(biāo)，合理選擇和配置不同的各種單元，可組成多功能、高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性、低功耗的最佳系統(tǒng)或產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)前需要對(duì)各組成單元提出基本功能要求，才能進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！　。?）機(jī)械單元功能機(jī)械單元是機(jī)電系統(tǒng)或設(shè)備的組成部分之一，機(jī)械單元的設(shè)計(jì)必須結(jié)構(gòu)合理，減輕質(zhì)量和提高精度。為了減輕質(zhì)量，除了合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外，主要應(yīng)考慮采用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有減輕了機(jī)械主體的質(zhì)量，才可能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。減小質(zhì)量必須在滿足剛性的要求條件下進(jìn)行。在設(shè)計(jì)機(jī)械單元結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)合設(shè)計(jì)系統(tǒng)特點(diǎn)，技術(shù)指標(biāo)要求，進(jìn)行性能分析，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)單元部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和組件通用化?！　。?）傳感器單元功能傳感器單元可實(shí)現(xiàn)物理信號(hào)的檢測(cè)、轉(zhuǎn)換輸出功能。傳感器檢測(cè)的信號(hào)有壓力、溫度、加速度、流量、位移、速度、角度、高度、濕度等。各種傳感器與其他儀器配合可組成檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)控制系統(tǒng)、多參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)等，傳感器單元是機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要部分?！　。?）控制單元功能控制單元一般包括計(jì)算機(jī)主體、可編程控制器及其配套的輸入輸出接口設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)程序控制、檢測(cè)信號(hào)判別計(jì)算控制、多參數(shù)控制功能等。在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，存在著處理計(jì)算速度、可靠性、抗干擾以及標(biāo)準(zhǔn)化問題。要進(jìn)一步提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性，必須提高控制單元的自身可靠性及精度。一方面要合理選擇控制單元，采用最佳組合方法，確定最佳工作條件；另一方面要研制小型、大容量、高精度、高速處理的計(jì)算機(jī)，控制單元部件及開發(fā)多功能軟件。

編輯推薦

　　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。

圖書封面

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