控制器件

前言

《控制器件》是范圍很廣的一門課程，目前流行的教材一般分成了電機(jī)學(xué)或控制電機(jī)、傳感器技術(shù)、液壓控制系統(tǒng)或液壓與氣動(dòng)三種，給課程教學(xué)帶來了許多不便。此外，分成三門課程，涉及的內(nèi)容原理較為深入，但應(yīng)用方面相對(duì)欠缺。在以往的控制器件教學(xué)中，經(jīng)常為教材選擇犯愁，往往只能選擇控制電機(jī)方面的教材為主，再以參考書和補(bǔ)充講義的形式，來彌補(bǔ)教材內(nèi)容的不系統(tǒng)。正是基于這個(gè)原因，我們編寫了這本書，旨在較系統(tǒng)全面地介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，力求以較少的學(xué)時(shí)，使學(xué)員建立控制器件的較完整概念，盡量擴(kuò)大學(xué)員的知識(shí)面，滿足大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用的參考需要。為此，本書除了第1章緒論外，分為傳感器篇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)篇和應(yīng)用篇三大部分。第2章至第6章為傳感器篇，分別介紹了位置傳感器、力與慣性傳感器、環(huán)境參數(shù)傳感器、特殊傳感器和測速發(fā)電機(jī)；第7章至第11章為執(zhí)行機(jī)構(gòu)篇，分別介紹了直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)；第12章為應(yīng)用篇，通過三個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例，來說明自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，以及在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)如何選用適當(dāng)?shù)目刂破骷１菊n程以40學(xué)時(shí)為宜，建議的課時(shí)安排如下：第1章2學(xué)時(shí)，第2章4學(xué)時(shí)，第3章4學(xué)時(shí)，第4章2學(xué)時(shí)，第5章2學(xué)時(shí)，第6章4學(xué)時(shí)，第7章4學(xué)時(shí)，第8章6學(xué)時(shí)，第9章4學(xué)時(shí)，第10章和第11章6學(xué)時(shí)，第12章2學(xué)時(shí)。按照上面建議的講課安排，第2章時(shí)間偏少，可以考慮講完緒論后介紹一部分第2章的內(nèi)容。如果按照36學(xué)時(shí)講授，則建議不講第10章，而第2章改為6學(xué)時(shí)。本書由楊益強(qiáng)（編寫第1至6章并統(tǒng)稿）、李長虹（編寫第7至9章）和江明明（編寫第10至12章）編寫。鄒逢興教授為本書的體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容選取提供了寶貴的指導(dǎo)意見，在此深表謝意。在本書的編寫過程中，借鑒了參考文獻(xiàn)中的思想和圖例，謹(jǐn)對(duì)有關(guān)作者表示衷心的感謝。此外，還要感謝劉少克、吳智勇、庹洲慧等同志對(duì)本書提出的修改意見，感謝出版社相關(guān)同志為本書付出的辛勤勞動(dòng)。盡管本書淀積了多年的教學(xué)體驗(yàn)，但由于作者水平有限，難免存在不當(dāng)之處，歡迎大家批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書較為系統(tǒng)全面地介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)介紹了這些控制器件的工作原理、工作特性和使用方法。全書介紹的傳感器涉及領(lǐng)域廣，包括位置傳感器、力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣敏傳感器、慣性傳感器、新型傳感器等，執(zhí)行機(jī)構(gòu)則除了直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)外，還介紹了液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)，書中還采用了大量的應(yīng)用實(shí)例來說明自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，以及在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)如何選用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌?    本書可作為本科自動(dòng)控制相關(guān)專業(yè)的教材或教學(xué)參考書，也可供從事自動(dòng)控制方面工作的科技人員參考。

書籍目錄

總序前言第1章　自動(dòng)控制系統(tǒng)與控制器件　1.1　自動(dòng)控制系統(tǒng)的定義　1.2　傳感器概述　1.3　執(zhí)行機(jī)構(gòu)概述　1.4　本書的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法　小結(jié)　思考題與習(xí)題第2章　位置傳感器　2.1　電阻式位置傳感器　2.2　電容式位置傳感器　2.3　感應(yīng)式位置傳感器　2.4　磁敏式位置傳感器　2.5　光電式位置傳感器　小結(jié)　思考題與習(xí)題第3章　力與慣性傳感器　3.1　力傳感器　3.2　加速度表　3.3　陀螺儀　小結(jié)　思考題與習(xí)題第4章　環(huán)境參數(shù)傳感器　4.1　溫度傳感器　4.2　濕度傳感器　4.3　氣敏傳感器　小結(jié)　思考題與習(xí)題第5章　特殊傳感器　5.1　顏色與圖像傳感器　5.2　輻射傳感器　5.3　新型傳感器　小結(jié)　思考題與習(xí)題第6章　測速發(fā)電機(jī)　6.1　交流測速發(fā)電機(jī)　6.2　直流測速發(fā)電機(jī)　小結(jié)　思考題與習(xí)題第7章　直流伺服電動(dòng)機(jī)　7.1　直流伺服電動(dòng)機(jī)的原理和特征　7.2　直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法　7.3　直流伺服電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)　小結(jié)　思考題與習(xí)題第8章　交流伺服電動(dòng)機(jī)　8.1　交流伺服電動(dòng)機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)　8.2　兩相繞組的圓形旋轉(zhuǎn)磁場　8.3　圓形旋轉(zhuǎn)磁場下的運(yùn)行分析　8.4　橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場下的運(yùn)行分析　8.5　交流伺服電動(dòng)機(jī)的控制　8.6　交流伺服電動(dòng)機(jī)的主要性能指標(biāo)　8.7　變頻調(diào)速技術(shù)簡介　小結(jié)　思考題與習(xí)題第9章　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)第10章　液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)第11章　其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)第12章　控制器件應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)例參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：光敏元件在光照情況下產(chǎn)生電荷包，因此，此區(qū)域稱為光積分區(qū)，用來敏感輸入光的強(qiáng)度。其區(qū)域均勻布置了多個(gè)光敏元件，光敏元件的數(shù)量就是傳感器能夠靈敏度，一般稱為像素?cái)?shù)。轉(zhuǎn)移控制柵將控制脈沖分配到光敏元件和電荷轉(zhuǎn)移部件，控制電荷包轉(zhuǎn)移到輸出寄存器。如果光敏元件按從左到右的順序編號(hào)，奇數(shù)號(hào)元件的電荷轉(zhuǎn)移到上面一列電荷轉(zhuǎn)移部件，偶數(shù)號(hào)元件的電荷則轉(zhuǎn)移到下面一列電荷轉(zhuǎn)移器件。對(duì)傳遞到電荷轉(zhuǎn)移器件中的電荷進(jìn)行放大和量化處理后，通過寄存器可以輸出代表各像素光照強(qiáng)度的數(shù)字信號(hào)。5.1.2.4 面型CCD圖像傳感器面型ccr）圖像傳感器是由多個(gè)線型CCI）圖像傳感器組合而成，主要由感光區(qū)、信號(hào)存儲(chǔ)區(qū)和輸出轉(zhuǎn)移部分組成。目前常用的面型CCD圖像傳感器的典型結(jié)構(gòu)形式如圖5-5所示。圖5-5（a）所示為幀場傳輸方式（FT-CCD），它由兩組相同數(shù)量的CCD器件組成，沒有遮光層的一組用來感光，帶有遮光層的一組用來存儲(chǔ)信號(hào)，信號(hào)按從上到下的順序傳遞。感光區(qū)聚集了代表光強(qiáng)的電荷后，在控制電路的控制下，迅速將這些電荷全部轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)中的對(duì)應(yīng)元件中，相當(dāng)于內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊移動(dòng)，感光區(qū)隨后開始下一周期的感光。與此同時(shí)，存儲(chǔ)區(qū)中的電荷逐行輸出到輸出寄存器中。當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)中的電荷全部輸出時(shí)，由于逐行輸出的時(shí)間較長，感光區(qū)已經(jīng)完成了電荷聚集，可以開始下一輪的電荷轉(zhuǎn)移。這種方式的CCD傳感器具有單元密度高、電極簡單等優(yōu)點(diǎn)，但存儲(chǔ)元件數(shù)量大，電荷移動(dòng)的次數(shù)也較多。

編輯推薦

《控制器件》為中國水利水電出版社出版發(fā)行。

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