機(jī)電控制工程基礎(chǔ)

前言

　　本書是根據(jù)高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求及課程的教學(xué)大綱組織編寫的，可以滿足教學(xué)計(jì)劃65學(xué)時(shí)以內(nèi)的教學(xué)要求。編寫總原則是：從高職高專教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才的總目標(biāo)出發(fā)，遵循“以應(yīng)用為目的、以必需、夠用為度”，適應(yīng)機(jī)電一體化專業(yè)群方向的教學(xué)，以能力為中心進(jìn)行了重新整合，較多地刪節(jié)了理論性闡述及重復(fù)內(nèi)容；遵循以“掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能”為重點(diǎn)，與工程實(shí)際緊密結(jié)合，將課程內(nèi)容的組織與實(shí)際技能的訓(xùn)練有機(jī)融合在一起，培養(yǎng)學(xué)生建立工程概念、掌握機(jī)電控制技術(shù)的基本知識(shí)及分析工程問題的基本方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)機(jī)電一體化專業(yè)群方向課程和今后從事相關(guān)崗位的技術(shù)工作奠定必要的基礎(chǔ)?！　⒓颖緯帉懭藛T有南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊新春、李金熱、楊海波、甄久軍，南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院潘理平，南京世維自動(dòng)控制工程有限公司王紅，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所金永奎等。具體為：第1章、第2章、第4章（李金熱和楊新春），第3章、第5章、第6章（楊海波和潘理平），第7章（甄久軍和金永奎），第8章、第9章（甄久軍和王紅），夏燕蘭副教授任主審。　　在本書編寫過程中，得到南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院滕宏春教授、鄭晨升教授、丁加軍副教授的大力幫助和友情支持。同時(shí)參考了大量資料和文獻(xiàn)，在此對(duì)提供幫助的各位和原作者一并表示誠摯的謝意！　　由于編寫時(shí)間過于倉促，加上編者水平所限，書中難免存在缺點(diǎn)及不當(dāng)之處，敬請(qǐng)使用者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書內(nèi)容豐富，將課程內(nèi)容的組織與實(shí)際技能的訓(xùn)練有機(jī)融合在一起，與工程實(shí)際結(jié)合緊密，由機(jī)電控制系統(tǒng)概述，MATLAB與機(jī)電控制系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)，控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，機(jī)電控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)，機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合校正，機(jī)電控制系統(tǒng)的分析、調(diào)試與故障的排除，典型機(jī)電控制系統(tǒng)，機(jī)電控制系統(tǒng)中常用PLC的原理及應(yīng)用，機(jī)電控制系統(tǒng)中常用單片機(jī)的原理及應(yīng)用九個(gè)部分組成。本書可以作為高職高專和實(shí)踐型本科的機(jī)電類專業(yè)教材，也可以作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考資料。

書籍目錄

第1章  機(jī)電控制系統(tǒng)概述  1.1  機(jī)電控制系統(tǒng)的基本概念  1.2  機(jī)電控制系統(tǒng)的分類  1.3  機(jī)電控制系統(tǒng)的組成及功能  1.4  機(jī)電控制系統(tǒng)的性能要求和指標(biāo)第2章  MATLAB與機(jī)電控制系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)  2.1  MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)  2.2  仿真集成環(huán)境Simtdink  2.3  計(jì)算機(jī)仿真基礎(chǔ)第3章  控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型  3.1  引言  3.2  系統(tǒng)微分方程的建立  3.3  非線性數(shù)學(xué)模型線性化  3.4  線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)  3.5  典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)  3.6  系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖  3.7  數(shù)學(xué)模型的MATLAB描述  3.8  控制系統(tǒng)建模第4章  機(jī)電控制系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)  4.1  典型輸入信號(hào)  4.2  控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性  4.3  控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差  4.4  瞬態(tài)響應(yīng)第5章  機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合校正  5.1  機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)  5.2  常用的PID調(diào)節(jié)器  5.3  改善機(jī)電控制系統(tǒng)性能的途徑第6章  自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析、調(diào)試與故障的排除  6.1  自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析步驟  6.2  自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試方法  6.3  自動(dòng)控制系統(tǒng)的維護(hù)、使用和故障的排除第7章  典型機(jī)電控制系統(tǒng)  7.1  定長(zhǎng)剪切控制系統(tǒng)  7.2  交流伺服控制第8章  機(jī)電控制系統(tǒng)中常用PLC的原理及應(yīng)用  8.1  PLC概述  8.2  PLC的組成與工作原理  8.3  PLC的指令系統(tǒng)  8.4  PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第9章  機(jī)電控制系統(tǒng)中常用單片機(jī)的原理及應(yīng)用  9.1  概述  9.2  MCS-51單片微機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)  9.3  定時(shí)／計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)  9.4  單片機(jī)應(yīng)用舉例

章節(jié)摘錄

　　HC900混合控制器有三種類型的控制機(jī)架，包括4槽、8槽和12槽機(jī)架。每種控制機(jī)架均可滿足各種現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。每個(gè)IqC900可掛4個(gè)遠(yuǎn)程擴(kuò)展機(jī)架（包括本地機(jī)架在內(nèi)），現(xiàn)場(chǎng)安裝使用靈活，可節(jié)省線纜成本和安裝費(fèi)用?！　?）動(dòng)力裝置　　動(dòng)力或能源是指驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的“電源”、驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)的液壓源和驅(qū)動(dòng)氣壓系統(tǒng)的氣壓源。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)常用的“電源”包括直流調(diào)速器、變頻器、交流伺服驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。液壓源通常稱為液壓站，氣壓源通常稱為空壓站?！　?yīng)注意動(dòng)力與執(zhí)行裝置、機(jī)械部分的匹配。以日本松下公司的交流伺服系統(tǒng)為例，針對(duì)機(jī)械部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可選擇小慣量、中慣量和大慣量交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，并選用與之相匹配的交流伺服驅(qū)動(dòng)器。4）傳感檢測(cè)部分傳感器是將機(jī)電控制系統(tǒng)中被檢測(cè)對(duì)象的狀態(tài)、性質(zhì)等信息轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理量或者化學(xué)量的裝置，傳感器的作用類似于人的感覺器官，它將被測(cè)物理量，如位置、位移、速度、壓力、流量、溫度等信息進(jìn)行采集和處理，以供控制系統(tǒng)分析處理之用。如果沒有傳感器對(duì)原始信息進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠地捕獲和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)試與過程控制將無法實(shí)現(xiàn)?！　男盘?hào)的獲取、變換、加工、傳輸、顯示和控制等方面來看，以電量形式表示的電信號(hào)最為方便；對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來說，也就是將待測(cè)物理量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，傳送到控制計(jì)算機(jī)的輸入接口，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。因此，機(jī)電控制系統(tǒng)中的傳感器一般將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。傳感器的種類繁多，按被測(cè)對(duì)象的不同可分為位移傳感器、位置傳感器、速度傳感器、力傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器等?！　?）執(zhí)行裝置　　機(jī)電控制系統(tǒng)的執(zhí)行裝置亦稱為執(zhí)行元件，是各類工業(yè)機(jī)器人、CNC機(jī)床、各種自動(dòng)機(jī)械、信息處理計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、辦公設(shè)備、各種光學(xué)裝置等機(jī)電系統(tǒng)或產(chǎn)品必不可少的驅(qū)動(dòng)部件，該元件是機(jī)電控制系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換元件，即在控制裝置的指令下，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并完成所要求的動(dòng)作。如數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)、工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以及工業(yè)機(jī)器人手臂升降、回轉(zhuǎn)和伸縮運(yùn)動(dòng)等都要用到驅(qū)動(dòng)部件?！　「鶕?jù)使用能量的不同，可以將執(zhí)行裝置分為電氣式、液壓式和氣動(dòng)式3大類。　?。?）電氣式執(zhí)行裝置　　電氣式執(zhí)行裝置是將電能轉(zhuǎn)變成電磁力，并利用該電磁力驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。常用的電氣式執(zhí)行元件包括控制用電動(dòng)機(jī)（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)）、靜電電動(dòng)機(jī)、磁滯伸縮器件、壓電元件、超聲波電動(dòng)機(jī)及電磁鐵等。對(duì)控制用電動(dòng)機(jī)的性能除了要求穩(wěn)速運(yùn)轉(zhuǎn)性能之外，還要求具有良好的加速、減速性能和伺服性能等動(dòng)態(tài)性能，以及頻繁使用時(shí)的適應(yīng)性能和便于維修性能。

圖書封面

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