機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

　　機(jī)電一體化是在社會(huì)需求的引導(dǎo)下，由多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域交叉應(yīng)用而形成的新興技術(shù)。機(jī)電一體化產(chǎn)品也遍布從航空航天到日常辦公等領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了各領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，機(jī)電一體化系統(tǒng)的技術(shù)教育得到了政府、企業(yè)和研究人員的廣泛重視，在20世紀(jì)80年代末至90年代初，高等院校就逐漸開(kāi)設(shè)了機(jī)電一體化系列課程，“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”也成為機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的必備課程之一?！　C(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成的復(fù)雜性，決定本書(shū)內(nèi)容涉及面廣，包含了機(jī)械設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等“機(jī)”和“電”的內(nèi)容。不少章節(jié)又有專(zhuān)門(mén)的課程相對(duì)應(yīng)，本書(shū)重點(diǎn)介紹電子技術(shù)和信息技術(shù)等各項(xiàng)新技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品（設(shè)備、系統(tǒng)）上的綜合應(yīng)用研究，而不是技術(shù)的本身研究。因此，縮短了技術(shù)基礎(chǔ)理論的篇幅，省略了一些推導(dǎo)過(guò)程，而注重闡述規(guī)律的內(nèi)在含義和應(yīng)用?！　W(xué)好“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”這門(mén)課程的關(guān)鍵是對(duì)系統(tǒng)的理解和設(shè)計(jì)方法的掌握。為幫助學(xué)習(xí)者對(duì)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法有系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能構(gòu)成等內(nèi)容在第1章緒論中介紹，系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法獨(dú)立成章，并置于第2章。其后，才是按功能子系統(tǒng)組織成的不同章節(jié)，著重理解各子系統(tǒng)在機(jī)電系統(tǒng)中的作用和相應(yīng)的技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)內(nèi)容。為方便讀者的理解，除各章中有相應(yīng)的舉例外，本書(shū)最后一章還列舉了三個(gè)由淺入深的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例?！　”緯?shū)共7章。第1章介紹機(jī)電一體化技術(shù)和系統(tǒng)的基本概念，重點(diǎn)闡述機(jī)電系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和技術(shù)構(gòu)成，以幫助讀者建立機(jī)電一體化的整體概念；第2章介紹機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的基本方法，以及機(jī)電基本元件的數(shù)學(xué)模型和由元件構(gòu)建系統(tǒng)模型的方法，它們將作為主線(xiàn)貫穿于本書(shū)；第3章介紹機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，針對(duì)機(jī)電一體化機(jī)械部分的要求，闡述機(jī)械傳動(dòng)和支承的設(shè)計(jì)，以及精密機(jī)械的精度設(shè)計(jì)和誤差分配方法；第4章介紹伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)講解伺服系統(tǒng)中的執(zhí)行器及其應(yīng)用方法；第5章介紹檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要介紹各類(lèi)傳感器及其信號(hào)預(yù)處理電路，以及信息輸入的檢測(cè)接口設(shè)計(jì)；第6章介紹控制系統(tǒng)及接口設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第7章給出了機(jī)電一體化系統(tǒng)的三個(gè)實(shí)例?！　”緯?shū)由景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院、河南科技大學(xué)、內(nèi)蒙古科技大學(xué)、長(zhǎng)春工程學(xué)院、重慶工商大學(xué)、石家莊鐵道學(xué)院和安徽工程科技學(xué)院共同編寫(xiě)。其中，馮浩完成第1章，并與彭健共同完成第2章；楊威完成第3章；曹利鋼完成第4章；趙書(shū)尚完成第5章；汪建新和蘇鳳歧共同完成第6章，并參與第5章的部分編寫(xiě)工作。

內(nèi)容概要

本書(shū)在論述機(jī)電一體化系統(tǒng)分析方法和設(shè)計(jì)步驟的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了目前在機(jī)械系統(tǒng)、電動(dòng)執(zhí)行器、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中常用和主流的技術(shù)，并且每章都有結(jié)合實(shí)際的案例，體現(xiàn)了本書(shū)實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。最后提供了三個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例可供參考。    本書(shū)兼顧了課堂教學(xué)及自學(xué)的特點(diǎn)和需要，每章都有適量的習(xí)題，并且書(shū)后附有部分習(xí)題答案，以供讀者加深對(duì)機(jī)電一體化概念的理解和進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。    本書(shū)可作為普通高校機(jī)械及機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課或選修課教材，也可供函大及職大等的相關(guān)專(zhuān)業(yè)使用及有關(guān)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論  1.1  機(jī)電一體化  1.2  機(jī)電一體化系統(tǒng)  習(xí)題第2章  機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析方法  2.1  機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述  2.2  性能指標(biāo)及分配方法  2.3  機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模和仿真  2.4  系統(tǒng)的分析方法  2.5  知識(shí)擴(kuò)展  習(xí)題第3章  機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械設(shè)計(jì)  3.1  機(jī)械部分設(shè)計(jì)概述  3.2  機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)  3.3  支承部件設(shè)計(jì)  3.4  精密機(jī)械的精度設(shè)計(jì)和誤差分配  3.5  知識(shí)擴(kuò)展  習(xí)題第4章  伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)  4.1  概述  4.2  伺服系統(tǒng)中的執(zhí)行器及其控制  4.3  伺服系統(tǒng)中執(zhí)行器的選擇  4.4  閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例  4.5  知識(shí)擴(kuò)展  習(xí)題第5章  檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)  5.1  概述  5.2  機(jī)電一體化系統(tǒng)常用的傳感器和信號(hào)輸出類(lèi)型  5.3  模擬信號(hào)的檢測(cè)  5.4  數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)  5.5  檢測(cè)接口設(shè)計(jì)——數(shù)據(jù)采集  5.6  知識(shí)擴(kuò)展  習(xí)題第6章  控制系統(tǒng)及接口設(shè)計(jì)  6.1  概述  6.2  單片機(jī)接口及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  6.3  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  6.4  知識(shí)擴(kuò)展  習(xí)題第7章  機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)例  7.1  光電跟蹤切割機(jī)  7.2  GCP-87電子皮帶秤  7.3  運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的模擬器和干擾器  習(xí)題部分習(xí)題參考答案參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　機(jī)電一體化是一門(mén)面向應(yīng)用的技術(shù)，代表了機(jī)械產(chǎn)品的柔性化和智能化發(fā)展方向。最早提出這個(gè)概念并用于實(shí)踐的日本目前_已成為世界制造強(qiáng)國(guó)。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品早已遍布從航天航空到日常辦公等領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)得到世界各國(guó)政府和企業(yè)界的廣泛重視，也是我國(guó)政府大力支持的重要研究方向和發(fā)展的重點(diǎn)?！　”菊聫臋C(jī)電一體化和機(jī)電一體化系統(tǒng)及其相關(guān)的基本概念出發(fā)，幫助讀者建立起機(jī)電一體化的基本理念?！　?.1　機(jī)電一體化　　1.1.1　機(jī)電一體化的基本概念　　機(jī)電一體化從20世紀(jì)70年代提出概念開(kāi)始至今，其內(nèi)涵一直在不斷更新和發(fā)展。在國(guó)內(nèi)外，對(duì)于機(jī)電一體化的含義也有不同的理解，但由日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)研究所于1983年3月所做的解釋被大家所普遍接受，即：“機(jī)電一體化乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)?！睂?duì)這個(gè)概念可以從一體化特征和柔性化及智能化目標(biāo)等幾個(gè)層面來(lái)理解?！　?.一體化特征的理解　　一體化特征即系統(tǒng)集成的特征。以系統(tǒng)學(xué)的觀念，系統(tǒng)集成后的標(biāo)準(zhǔn)是：多個(gè)元素按照預(yù)定的目標(biāo)組織起來(lái)，使整體的功能和性能大于各組成元素功能和性能之和。機(jī)電一體化是以機(jī)械為主體，利用電子和信息技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院、河南科技大學(xué)、內(nèi)蒙古科技大學(xué)、長(zhǎng)春工程學(xué)院、重慶工商大學(xué)、石家莊鐵道學(xué)院和安徽工程科技學(xué)院共同編寫(xiě)。其中，馮浩完成第1章，并與彭健共同完成第2章；楊威完成第3章；曹利鋼完成第4章；趙書(shū)尚完成第5章；汪建新和蘇鳳歧共同完成第6章，并參與第5章的部分編寫(xiě)工作?！　〗逃扛叩葘W(xué)校機(jī)械學(xué)和產(chǎn)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)規(guī)劃，資深教師編寫(xiě)，權(quán)威專(zhuān)家主審，適合普通本科院校教學(xué)需要，理論夠用為度，切合用人單位需要，強(qiáng)化主動(dòng)工程實(shí)踐，緊扣精品課程建設(shè)目標(biāo)，體現(xiàn)教學(xué)改革方向，探索案例式教學(xué)方法，倡導(dǎo)互動(dòng)學(xué)習(xí)，開(kāi)發(fā)配套電子出版物，提倡全面增值服務(wù)。





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