機(jī)械電子學(xué)

前言

　　隨著電子技術(shù)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成芯片技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)和微型計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。這些技術(shù)逐漸滲透到機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域中，使機(jī)械產(chǎn)品向著機(jī)電一體化的方向發(fā)展。把機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合，設(shè)計新型的機(jī)電產(chǎn)品是機(jī)械工程技術(shù)的主要發(fā)展方向。機(jī)械電子學(xué)是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)電一體化技術(shù)在我國越來越受到廣大科技工作者的重視，而“機(jī)械電子學(xué)”是機(jī)電一體化技術(shù)的重要基礎(chǔ)。為適應(yīng)我國機(jī)電一體化這一學(xué)科的發(fā)展，我們編寫了這本書，它可以作為機(jī)械電子工程專業(yè)的教材，也可以作為有關(guān)工程技術(shù)人員的參考資料?！　”緯诘谝话娴幕A(chǔ)上進(jìn)行了全面修改，對全書的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，充實(shí)增加了許多新技術(shù)和應(yīng)用實(shí)例，以模擬式機(jī)電伺服系統(tǒng)中的常用接口電路的設(shè)計問題為主線，具體闡述了常用傳感器信號放大和濾波電路，強(qiáng)弱場之間和不同類型信號之間的電平轉(zhuǎn)換及隔離電路，電機(jī)伺服控制電路和驅(qū)動電路，以及機(jī)電接口電路中所需要的穩(wěn)壓電源和抗干擾電路的工作原理及設(shè)計方法。本書從實(shí)用性角度出發(fā)，通過應(yīng)用實(shí)例的分析加深對電路工作原理的理解?！　∪珪卜?章，第l章和第2章由楊勇負(fù)責(zé)編寫，第6章和第7章由王立權(quán)負(fù)責(zé)編寫，第3章和第4章由張立勛負(fù)責(zé)編寫，第5章和第8章由陳元民編寫，全書由張立勛負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。在本書的編寫過程中得到了王嵐副教授的指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝。　　由于編者水平有限，書中難免存在不妥之處，殷切希望廣大讀者的批評指正。

內(nèi)容概要

本書針對機(jī)電系統(tǒng)中“電”與“機(jī)”之間的接口問題，以模擬式機(jī)電伺服控制系統(tǒng)中常用電路的設(shè)計為主線，具體闡述了常用放大器和濾波器電路，電平轉(zhuǎn)換及信號隔離電路，直流、步進(jìn)及交流電動機(jī)的控制及驅(qū)動電路，常用集成穩(wěn)壓電源電路的工作原理。同時，通過應(yīng)用實(shí)例的分析介紹了以上電路的設(shè)計方法。    本書可作為高等學(xué)校機(jī)電工程專業(yè)碩士研究生和本科生的教材，也可供有關(guān)科技人員閱讀參考。

書籍目錄

0 緒論  0.1 機(jī)械電子學(xué)的基本概念  0.2 機(jī)電接口的作用1 直流集成穩(wěn)壓電源及抗干擾技術(shù)  1.1 線性集成穩(wěn)壓器的工作原理及參數(shù)  1.2 線性集成穩(wěn)壓器的分類及應(yīng)用  1.3 開關(guān)穩(wěn)壓電源  1.4 地線系統(tǒng)和電源抗干擾技術(shù)  習(xí)題2 線性放大及運(yùn)算電路  2.1 概述  2.2 比例放大器  2.3 加減法運(yùn)算電路  2.4 集成線性放大器  2.5 應(yīng)用實(shí)例  習(xí)題3 調(diào)節(jié)器和濾波器  3.1 概述  3.2 有源濾波器電路  3.3 PID運(yùn)算電路  習(xí)題4 信號變換電路  4.1 概述  4.2 電平檢測及轉(zhuǎn)換電路  4.3 模擬信號變換電路  4.4 頻壓轉(zhuǎn)換電路  習(xí)題5 信號隔離電路  5.1 概述  5.2 開關(guān)量的隔離方法  5.3 模擬量的隔離方法  習(xí)題6 步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動與控制  6.1 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的特點(diǎn)  6.2 步進(jìn)電動機(jī)的工作原理  6.3 步進(jìn)電動機(jī)的主要技術(shù)性能指標(biāo)  6.4 功率放大電路  6.5 細(xì)分驅(qū)動  6.6 環(huán)形分配器  6.7 L297兩相步進(jìn)電動機(jī)控制器  6.8 C3717電動機(jī)驅(qū)動器  習(xí)題7 直流電動機(jī)的驅(qū)動與控制  7.1 直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理  7.2 基本電路設(shè)計  習(xí)題8 交流電動機(jī)的驅(qū)動與控制電路  8.1 概述  8.2 異步電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制電路  8.3 異步電動機(jī)變頻調(diào)速器  習(xí)題

章節(jié)摘錄

　　0 緒論　　0.1 機(jī)械電子學(xué)的基本概念　　隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，在以機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的過程中，逐漸形成和發(fā)展起來了一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，稱為機(jī)電一體化技術(shù)?！　C(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生與迅速發(fā)展的根本原因在于社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。第三次技術(shù)革命開創(chuàng)的核能技術(shù)、空間技術(shù)和電子計算機(jī)技術(shù)，使整個社會的生產(chǎn)和生活觀念發(fā)生了根本的變化。進(jìn)入20世紀(jì)60年代以來，一大批逐步形成的高新技術(shù)群體，如微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)等，已經(jīng)且繼續(xù)向經(jīng)濟(jì)、軍事和社會生活的各個領(lǐng)域滲透，以空前的規(guī)模向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力迅速轉(zhuǎn)化，引發(fā)了第四次技術(shù)革命。微電子技術(shù)和微型計算機(jī)技術(shù)又帶動了整個高技術(shù)群體的飛速發(fā)展。高新技術(shù)向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)滲透，引起了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命的沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的躍變。微電子技術(shù)、微型計算機(jī)技術(shù)，使信息、智能與機(jī)械裝置和動力設(shè)備有機(jī)結(jié)合，一方面極大地提高了機(jī)電產(chǎn)品性能和產(chǎn)品競爭性，另一方面又極大地提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)競爭能力，促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命?！　C(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的有機(jī)結(jié)合是機(jī)電一體化技術(shù)的靈魂。這種結(jié)合，不是簡單的組合、拼湊，而是相互融合。在技術(shù)上體現(xiàn)為機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等高新技術(shù)的橫向交叉、滲透和綜合集成，從而產(chǎn)生了一種新的學(xué)術(shù)思想和技術(shù)手段，達(dá)到各自單獨(dú)所不能達(dá)到的境界。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)為機(jī)械裝置與電子設(shè)備、計算機(jī)硬件與軟件合理配置，形成一個互相聯(lián)系的有機(jī)整體，協(xié)調(diào)一致地實(shí)現(xiàn)其功能。這種結(jié)合的目的在于設(shè)計和開發(fā)性能優(yōu)良、功能完善、效率高、柔性自動化的工程系統(tǒng)，為人類生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的自動化服務(wù)?！　≡跈C(jī)電一體化系統(tǒng)中，要通過一定的接口將系統(tǒng)的驅(qū)動元件（各種電機(jī)和電液、電氣驅(qū)動元件）與傳感器、伺服控制器（包括控制計算機(jī)和模擬控制器）有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成機(jī)電伺服控制系統(tǒng)。這部分接口電路是連接“電”與“機(jī)”的橋梁，這項(xiàng)技術(shù)被稱為機(jī)械電子學(xué)，它是機(jī)電一體化技術(shù)的相關(guān)技術(shù)之一。 　　……

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