《机电一体化系统设计基础(第2版)》主要介绍了机电一体化的基本概念和系统构成,重点阐述了机电一体化系统设计的基本理论和方法,系统介绍了机电一体化系统中的机械技术、传感检测技术、伺服驱动技术和自动控制技术,最后通过3个机电一体化系统设计实例的分析,进一步说明了机电一体化系统的设计思想。全书共分7章:第1章是机电一体化导论;第2章是机电一体化机械技术;第3章是传感检测技术;第4章是伺服驱动技术:第5章是自动控制技术;第6章是机电一体化系统设计与综合;第7章是机电一体化系统实例。
机电一体化是由机械技术、计算机技术、信息技术、电子技术、控制技术、光学技术等融合构成的一门交叉技术学科。随着机电一体化技术的发展,以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术渗透到机械技术中,丰富了机电一体化的含义。现代的机电一体化越来越强调各种技术在机电产品中的相互协调和优化,体现了各领域之间相互结合的学术思想。目前机电一体化已得到普遍重视和广泛应用,成为了大中专院校机电类专业一门重要的专业课程。
机电一体化所涉及的知识领域非常广泛,本教材作为系列教材,旨在让读者对机电一体化系统设计基础有全面了解和综合认识,因此在选材上力求内容精炼,避免不必要的重复,不拘泥于追求单元性技术的完整性和深入的细节,而是本着在机电一体化系统设计和研发时能够合理应用的原则,介绍一些机电一体化系统设计中所必需的典型和共性的知识,强调机电一体化系统应该具有的整合性和集成性,着重培养机电一体化系统设计的实际应用能力。
本教材是在参考大量现有文献、教材和著作的基础上结合广播电视大学的教学需求编写而成的,一方面注重基础,起到机电一体化系统设计入门学习的作用;另一方面立足于应用,理论联系实际,起到对实际工程设计工作的指导作用,兼顾机电一体化技术的发展,介绍当前发展的新技术与新理论,开阔读者视野。同时还注意全书各部分内容的有机联系,综合考虑与其他相关课程的合理衔接。本教材可作为机械制造及其自动化专业的本科教材,也可作为机电类其他专业学生及相关工程技术人员的学习参考书。
本教材主要介绍了机电一体化的基本概念和系统构成,重点阐述了机电一体化系统设计的基本理论和方法,系统介绍了机电一体化系统中的机械技术、传感检测技术、伺服驱动技术和自动控制技术,最后通过3个机电一体化系统设计实例的分析,进一步说明了机电一体化系统的设计思想。全书共分7章:第1章机电一体化导论;第2章机电一体化机械技术;第3章传感检测技术;第4章伺服驱动技术;第5章自动控制技术;第6章机电一体化系统设计与综合;第7章机电一体化系统实例。
《机电一体化系统设计基础》自2009年由中央广播电视大学出版社出版以来,在国家开放大学的教学实践中得到了广泛的应用,深受广大师生和读者的欢迎。随着当前计算机、网络、通信等信息技术的飞速进步,机电一体化也朝着智能化、模块化、网络化、系统化的方向发展。机电一体化技术将多种技术有机结合,并综合应用到工程实践中,现代化的自动生产设备几乎都是机电一体化的设备。机电一体化技术的迅速发展使得该书部分章节的内容不能完全满足机电一体化人才培养的实际需要。为此,编者结合国家开放大学的教学实践反馈、我国高等教育教学的工程化改革趋势及机电一体化技术的发展现状,对教材进行了修改再版,沿用原有教材的体系结构,弥补了原有内容的不足,丰富了相关的技术内容。第2版的内容主要有以下变化:
1.在第2章机电一体化机械技术中增加了机械导向支承机构章节,讲述了机械导向支承机构的基本原理和滚动直线导轨副选型设计与安装应用方法,满足滚珠丝杆螺母副与滚动直线导轨副一同构成直线运动机构的设计需求。
2.在第3章传感检测技术中对传感器测量电路的中间转换电路和接口电路的相关内容进行了修改,添加了电桥电路、放大电路和调制解调电路等实例和分析,增加了常用A/D转换芯片性能分析的选型方法的内容。
3.在第4章伺服驱动技术中结合工程应用实践,增加了伺服电动机的选用,详细介绍了伺服电动机的选型设计过程。
4.在第5章自动控制技术中增加了PLC技术的编程语言与编程应用的内容。
本书在修改再版的过程得到了北京交通大学机械与电子控制工程学院、国家开放大学工学院和中央广播电视大学出版社的有关教师、领导和工作人员的关心和帮助,在此一并表示衷心的感谢,并向本书参考和引用的有关文献的作者表示诚挚的谢意。
由于编者水平和时间有限,书中可能会有不当之处,敬请读者和专家批评指正。
1 机电一体化导论
1.1 概述
1.2 机电一体化系统的基本组成
1.3 机电一体化系统的分类
1.4 机电一体化的优点和效益
1.5 机电一体化的理论基础与关键技术
1.6 机电一体化的发展
2 机电一体化机械技术
2.1 机电一体化中的机械系统
2.2 机电一体化系统中常用的传动机构
2.3 机电一体化系统中常用的执行机构
2.4 机电一体化中的虚拟样机技术
3 传感检测技术
3.1 传感检测技术概述
3.2 机电一体化系统中常用的传感器
3.3 传感器的特性及选用原则
3.4 传感器的校准与安装
3.5 传感器测量电路及其计算机接口
4 伺服驱动技术
4.1 伺服驱动技术概述
4.2 伺服驱动系统的种类及其特性
4.3 常用的伺服驱动系统
5 自动控制技术
5.1 机电一体化自动控制技术概述
5.2 机电一体化自动控制系统的设计
5.3 机电一体化系统的建模与仿真
5.4 计算机控制技术
5.5 PLC技术
5.6 嵌入式技术
5.7 现场总线技术
5.8 电磁兼容技术
6 机电一体化系统设计与综合
6.1 机电一体化系统设计概述
6.2 机电一体化系统的产品规划
6.3 机电一体化系统的概念设计
6.4 机电一体化系统的详细设计
6.5 机电一体化系统的评价与决策
6.6 机电一体化系统的现代设计方法
7 机电一体化系统实例
7.1 工业机器人系统
7.2 CNC数控设备
7.3 全自动洗衣机
参考文献